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第12講:直線與圓的位置關(guān)系【考點歸納】考點一:判斷直線與圓的位置關(guān)系考點二:由直線與圓的位置關(guān)系求參數(shù)考點三:圓的弦長問題考點四:圓的弦長求參數(shù)或者切線方程考點五:直線與圓的應(yīng)用考點六:圓的切線方程考點七:直線與圓的位置求距離的最值問題考點八:直線與圓的位置定點定值問題綜合應(yīng)用【知識梳理】知識點直線Ax+By+C=0與圓(x-a)2+(y-b)2=r2的位置關(guān)系及判斷位置關(guān)系相交相切相離公共點個數(shù)2個1個0個判斷方法幾何法:設(shè)圓心到直線的距離為d=eq\f(|Aa+Bb+C|,\r(A2+B2))d<rd=rd>r代數(shù)法:由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Ax+By+C=0,,x-a2+y-b2=r2,))消元得到一元二次方程,可得方程的判別式ΔΔ>0Δ=0Δ<0【例題詳解】題型一:判斷直線與圓的位置關(guān)系1.(2324高二上·陜西渭南·期末)已知直線和圓,則直線l與圓C(
)A.相切 B.相離C.相交 D.相交且過圓心【答案】A【分析】計算圓心到直線的距離,將這個距離和半徑比較即可.【詳解】由圓,可得圓心,半徑,則圓心到直線的距離為,即,所以直線與圓相切.故選:A.2.(2324高二下·安徽宿州·期中)已知圓C:,直線:,則直線與圓C的位置關(guān)系為(
)A.相交 B.相切 C.相離 D.不確定【答案】A【分析】求出直線過的定點坐標(biāo),然后判斷定點與圓的位置關(guān)系,進(jìn)而可得直線與圓的位置關(guān)系.【詳解】由直線,可得,所以直線過定點,又,所以點在圓內(nèi)部,所以直線與圓相交.故選:A.3.(2324高二下·浙江·期中)已知直線,圓.則直線與圓的位置關(guān)系是(
)A.相交 B.相切 C.相離 D.與a有關(guān)【答案】A【分析】利用圓心到直線的距離與半徑的比較即可判斷位置關(guān)系.【詳解】因為圓的圓心為,半徑為,則圓心到直線的距離為,所以直線與圓的位置關(guān)系是相交.故選:A題型二:由直線與圓的位置關(guān)系求參數(shù)4.(2324高二下·四川達(dá)州·期中)“”是直線和圓相交的(
)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件【答案】B【分析】先求出直線與圓相交時的范圍,再根據(jù)充分條件和必要條件的定義即可得解.【詳解】圓的圓心,半徑為,若直線和圓相交,則,解得,所以“”是直線和圓相交的必要不充分條件.故選:B.5.(2324高二上·福建福州·期末)已知橢圓與直線相切,則的值不可能是(
)A. B.2 C.3 D.3.9【答案】A【分析】由橢圓與直線相切,得,解不等式組對比選項即可得解.【詳解】聯(lián)立橢圓方程與直線方程得,化簡并整理得,依題意,,整理得,因為,所以,解得,對比選項可知的值不可能是.故選:A.6.(2324高二上·福建三明·期末)已知,,若直線上存在點P使得,則實數(shù)k的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】根據(jù)題意分析可得直線與圓有公共點(公共點不能是、),結(jié)合直線與圓的位置關(guān)系分析運(yùn)算即可.【詳解】因為直線上存在點使得,所以點在以,為直徑的圓上,但點不能是、,由,為直徑的圓,可得圓心為,半徑為,即圓,要使得,只需直線與圓有公共點,但公共點不能是,,因為圓心到直線的距離為,所以,解得,當(dāng)直線與圓有公共點為,時,則直線為軸,即.綜上所述:實數(shù)k的取值范圍為.故選:B.題型三:圓的弦長問題7.(2324高二上·江西上饒·期末)直線被圓所截得的弦長為(
)A.2 B. C. D.10【答案】C【分析】判斷出圓心在直線上即可求解.【詳解】圓即,故圓心為,顯然圓心在直線上,故直線被圓所截得的弦即為圓的直徑,長為.故選:C.8.(2324高三上·山東青島·期末)圓與圓相交于A、B兩點,則(
)A.2 B. C. D.6【答案】D【分析】兩圓方程相減得直線的方程,由點到直線的距離求得C到直線的距離,由圓的弦長公式求出,再由三角形的面積公式計算即可求得.【詳解】兩圓方程相減得直線的方程為,圓化為標(biāo)準(zhǔn)方程,所以圓的圓心為,半徑,圓心到直線的距離為,弦長,所以.故選:D9.(2324高二上·天津·期末)已知圓:()截直線所得線段的長度是,則圓與圓:的位置關(guān)系為(
)A.內(nèi)切 B.外切 C.相交 D.外離【答案】A【分析】根據(jù)圓的弦長公式,結(jié)合點到直線的距離公式可得,即可根據(jù)圓心距與半徑的關(guān)系求解.【詳解】圓:()的圓心為,半徑為,則圓心到直線的距離為,所以,解得,故圓的圓心為,半徑為,,故兩圓內(nèi)切,故選:A題型四:圓的弦長求參數(shù)或者切線方程10.(2324高二上·重慶·期末)已知直線被圓截得的弦長為4,則(
)A.或3 B. C.3 D.或1【答案】A【分析】先求出圓心和半徑,根據(jù)直線截圓所得弦長求出弦心距,結(jié)合點到直線距離得到方程,,即可解得【詳解】根據(jù)化為,圓心為,半徑,設(shè)圓心到直線的距離為,又因為直線截圓的弦長為,所以有,即,解得;又圓心到直線的距離為:,所以,即,解得或.故選:A11.(2324高三上·北京海淀·期末)已知圓,直線與圓交于,兩點.若為直角三角形,則(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】由直線與圓相交的弦長公式進(jìn)行求解即可.【詳解】因為圓,圓心為,半徑為,即因為為直角三角形,所以,設(shè)圓心到直線的距離為,由弦長公式得,所以,化簡得.故選:A.12.(2324高二上·山東淄博·期中)已知圓C的方程為,直線m過點,且與圓C交于A,B兩點,若,則直線m的斜率為(
)A.或0 B.或0 C.或0 D.或0【答案】B【分析】根據(jù)題意,設(shè)直線方程為,結(jié)合點到直線的距離公式代入計算,即可得到結(jié)果.【詳解】顯然,當(dāng)直線的斜率不存在時,直線與圓相切,不滿足要求;設(shè)直線的斜率為,則直線方程為,即,因為,則圓心到直線的距離,又,解得或.故選:B題型五:直線與圓的應(yīng)用13.(2324高二上·安徽蕪湖·期末)“陶辛水韻”于1999年被評為蕪湖市新十景之一,每年入夏后,千畝水面蓮葉接天,荷花映日,吸引遠(yuǎn)道游客紛至沓來,坐上游船穿過一座座圓拱橋,可以直達(dá)“香湖島”賞荷.圓拱的水面跨度20米,拱高約5米.現(xiàn)有一船,水面以上高3米,欲通過圓拱橋,船寬最長約為(
)A.12米 B.13米 C.14米 D.15米【答案】B【分析】建立平面直角坐標(biāo)系,根據(jù)已知條件求出圓的方程為.代入,得出,即可得出答案.【詳解】如圖,拱形橋,以所在的直線為軸,以線段的垂直平分線為軸,如圖建立平面直角坐標(biāo)系,則,,,圓心在軸上,設(shè)為,則有,即,整理可得,解得,所以,圓心為,半徑為,所以,圓的方程為.設(shè),則有,解得.所以,要使小船通過圓拱橋,船寬最長為.因為,所以.故選:B.14.(2324高二上·北京順義·期中)如圖,已知一艘停在海面上的海監(jiān)船上配有雷達(dá),其監(jiān)測范圍是半徑為的圓形區(qū)域,一艘輪船從位于海監(jiān)船正東的處出發(fā),徑直駛向位于海監(jiān)船正北的處島嶼,速度為.這艘輪船能被海監(jiān)船監(jiān)測到的時長為(
)
A.1小時 B.0.75小時 C.0.5小時 D.0.25小時【答案】C【分析】以為原點,東西方向為軸建立直角坐標(biāo)系,求出直線與圓的方程,計算圓心到直線的距離和半徑比較,可知這艘外籍輪船能否被海監(jiān)船監(jiān)測到;計算弦長,可求得持續(xù)時間為多長.【詳解】如圖,以為原點,東西方向為軸建立直角坐標(biāo)系,
則,,圓方程,直線方程:,即,設(shè)到距離為,則,所以外籍輪船能被海監(jiān)船檢測到,設(shè)監(jiān)測時間為,則(小時),外籍輪船能被海監(jiān)船檢測到的時間是0.5小時.故選:C.15.(2324高二上·江蘇揚(yáng)州·開學(xué)考試)一個小島的周圍有環(huán)島暗礁,暗礁分布在以小島中心為圓心,半徑為的圓形區(qū)域內(nèi),已知小島中心位于輪船正西處,港口位于小島中心正北處,如果輪船沿直線返港,不會有觸礁危險,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】建立平面直角坐標(biāo)系,寫出輪船沿直線返港時直線的方程及暗礁分布的圓形區(qū)域的邊界的方程,由輪船沿直線返港不會有觸礁危險可得直線與相離,進(jìn)而可求得結(jié)果.【詳解】以小島中心為原點O,東西方向為x軸,南北方向為y軸建立平面直角坐標(biāo)系,則設(shè)輪船所在位置為點B,港口所在位置為點A,如圖所示,
則,(),暗礁分布的圓形區(qū)域的邊界的方程為,所以輪船沿直線返港時直線的方程為,即,又因為輪船沿直線返港不會有觸礁危險,所以直線與相離,即圓心O到直線的距離(),解得.故選:A.題型六:圓的切線方程16.(2324高二上·安徽馬鞍山·期末)由點向圓引的切線長是(
)A.3 B. C. D.5【答案】A【分析】將圓的方程化為標(biāo)準(zhǔn)形式,求出點到圓心的距離,結(jié)合勾股定理即可得解.【詳解】圓即圓的圓心半徑分別為,點到圓心的距離為,所以點向圓引的切線長是.故選:A.17.(2324高二上·天津·期末)過點且與圓相切的直線方程為(
)A. B.C.或 D.或【答案】D【分析】由題意分直線斜率是否存在再結(jié)合直線與圓相切的條件進(jìn)行分類討論即可求解.【詳解】圓,即圓的圓心坐標(biāo),半徑分別為,顯然過點且斜率不存在的直線為,與圓相切,滿足題意;設(shè)然過點且斜率存在的直線為,與圓相切,所以,所以解得,所以滿足題意的直線方程為或.故選:D.18.(2324高二上·江蘇鎮(zhèn)江·期末)過直線上一點P作⊙M:的兩條切線,切點分別為A,B,若使得的點P有兩個,則實數(shù)m的取值范圍為(
)A. B.C.或 D.或【答案】B【分析】易得,根據(jù)題意可得圓心到直線的距離,進(jìn)而可得出答案.【詳解】⊙M:的圓心,半徑,由,得,由題意可得圓心到直線的距離,即,解得.故選:B.題型七:直線與圓的位置求距離的最值問題19.(2324高二上·北京海淀·期末)已知直線恒過定點A,直線恒過定點B,且直線與交于點P,則點P到點的距離的最大值為(
)A.4 B. C.3 D.2【答案】A【分析】首先求點的坐標(biāo),并判斷兩條直線的位置關(guān)系,則點P到點的距離的最大值等于點P到圓心的距離與半徑之和即點P到線段AB中點距離與半徑之和【詳解】設(shè)由直線,可得由直線,可得,因為直線與直線滿足,所以,所以點P在以AB為直徑的圓上,所以點P到點的距離的最大值等于點P到圓心的距離與半徑之和即點P到線段AB中點距離與半徑之和,由,,得AB中點為,半徑為1,所以點P到點的距離的最大值為,故選:A
20.(2324高二上·四川成都·期末)已知圓,點為直線上的動點,過點作圓的兩條切線,切點分別為,則的最小值為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】求出圓心和半徑,根據(jù)四邊形面積得到,要想最小,只需最小,求出最小值,進(jìn)而得到答案.【詳解】的圓心為,半徑為2,圓心到直線的距離為,故直線與圓相離,由題意得⊥,⊥,且與全等,則四邊形的面積為,可得⊥,四邊形的面積為,故,其中,故,要想最小,只需最小,顯然當(dāng)⊥直線時,最小,最小值為,此時.故選:C21.(2324高二上·天津·期末)直線:與圓:交于、兩點,點為中點,直線:與兩坐標(biāo)軸分別交于、兩點,則面積的最大值為(
)A. B.9 C.10 D.【答案】D【分析】,過定點,,,由垂徑定理易知,所以點的軌跡為以為圓心,1為半徑的圓,計算出點到的最大距離為,據(jù)此即可求出面積的最大值.【詳解】因為圓:,所以,因為:,即,所以過定點,直線:,令,則;令,則,則,,,作出圖象如圖所示:因為為中點,所以,所以點的軌跡為以為圓心,1為半徑的圓,所以點到的最大距離為,所以面積的最大值為.故選:D.【點睛】關(guān)鍵點睛:本題的關(guān)鍵是得到點的軌跡,再求出該圓上的點到定直線距離的最大值,從而得到面積最大值.題型八:直線與圓的位置定點定值問題綜合應(yīng)用22.(2324高二上·廣東廣州·期末)已知圓心在直線上,并且經(jīng)過點,與直線相切的圓.(1)求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)對于圓上的任意一點,是否存在定點(不同于原點)使得恒為常數(shù)?若存在,求出點的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)(2)【分析】(1)利用點在圓上以及相切,根據(jù)點到直線的距離公式以及點點距離公式,求出圓的半徑和圓心,即可求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè),定點,不同時為,根據(jù)為常數(shù)),可得,進(jìn)而整理可得,即可得的坐標(biāo).【詳解】(1)圓心在直線,故設(shè)圓心為,半徑為,則,解得,所以圓的方程為(2)設(shè),且,即,設(shè)定點,,不同時為,為常數(shù)).則,兩邊平方,整理得代入后得恒成立化簡得所以,解得或(舍去)即.【點睛】方法點睛:解析幾何中最值與范圍問題的常見求法:(1)幾何法,若題目的條件能明顯體現(xiàn)幾何特征和意義,則考慮利用圖形性質(zhì)來解決;(2)代數(shù)法,若題目的條件能體現(xiàn)一種明確的函數(shù)關(guān)系,則可首先建立目標(biāo)函數(shù),再求這個函數(shù)的最值.23.(2324高二上·甘肅·期末)已知直線:和圓:.(1)判斷直線和圓的位置關(guān)系,并求圓上任意一點到直線的最大距離;(2)過直線上的點作圓的切線,切點為,求證:經(jīng)過,,三點的圓與圓的公共弦必過定點,并求出該定點的坐標(biāo).【答案】(1)相離;(2)【分析】(1)利用圓心到直線的距離與半徑進(jìn)行比較可判斷直線與圓的位置關(guān)系,圓上任意一點到直線的最大距離為圓心到直線的距離與半徑的和;(2)由題意可知過,,三點的圓,即為以為直徑的圓,設(shè)點坐標(biāo),表示圓心和半徑,得出圓的方程,將其與圓的方程相減,可得公共弦所在直線方程,整理得出定點坐標(biāo)即可.【詳解】(1)圓:的圓心坐標(biāo)為,半徑為,圓心到直線的距離,所以直線和圓相離;因為直線和圓相離,如圖:
過圓心作直線的垂線,垂足為,要使圓上任意一點到直線的距離最大,則是線段的延長線與圓的交點,點到直線的最大距離為;(2)因為點在直線上,可設(shè),
過,,三點的圓即以為直徑的圓,圓心為,半徑為,所以圓的方程為,整理得,所以過,,三點的圓方程為:,將方程與方程相減得兩圓的公共弦方程:,即,由得,所以該定點的坐標(biāo)為.24.(2324高二上·河北石家莊·期中)已知點A,B是圓上的動點,且,直線PA,PB為圓的切線,當(dāng)點A,B變動時,點P的軌跡為曲線.(1)求曲線的方程;(2)過點,斜率為k的直線與曲線交于點M,N,點Q為曲線上縱坐標(biāo)最大的點,求證:直線MQ,NQ的斜率之和為定值.【答案】(1)(2)證明見詳解【分析】(1)設(shè),根據(jù)題意得出,再根據(jù)兩點間距離公式即得.(2)聯(lián)立,利用韋達(dá)定理,代入斜率公式整理即得.【詳解】(1)設(shè),在中,PB為圓的切線,所以,,所以,得,即,所以曲線的方程:(2)由點Q為曲線上縱坐標(biāo)最大的點,所以,設(shè),,斜率為k的直線方程為:,由,得,得,,所以,
而,,所以,即直線MQ,NQ的斜率之和為定值為【點睛】直線與圓錐曲線弦的問題包括求弦的方程、弦長、弦中點坐標(biāo)軌跡等問題,解決這些問題的總體思路是設(shè)相關(guān)量,找等量關(guān)系,利用幾何性質(zhì)列方程(組),不等式(組)或利用一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系,使問題解決.【專項訓(xùn)練】一、單選題25.(2024·安徽·三模)直線:與圓:的公共點的個數(shù)為(
)A.0 B.1 C.2 D.1或2【答案】C【分析】根據(jù)已知直線與圓的方程,得到直線過定點,結(jié)合點與圓的位置關(guān)系,即可判定.【詳解】由直線,可得直線過定點,又由圓:,可得點在圓C上,因為直線的斜率顯然存在,所以公共點的個數(shù)為2.故選:C.26.(2324高二下·廣東湛江·開學(xué)考試)直線被圓截得的弦長為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】先求圓心到直線的距離,結(jié)合垂徑定理求弦長.【詳解】由題意可知:圓的圓心為,半徑,圓心到直線的距離為,所以直線被圓截得的弦長為.故選:C.27.(2324高二下·河南·階段練習(xí))若直線與圓相切,則圓的半徑為(
)A.2 B.4 C. D.8【答案】C【分析】由圓心到直線的距離等于半徑列方程即可得解.【詳解】依題意,,解得(負(fù)值舍),所以圓的半徑為.故選:C.28.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知直線,圓上恰有3個點到直線的距離都等于1,則(
)A.1或 B.-1或 C.或-1 D.1或-1【答案】D【分析】結(jié)合題意,利用點到直線的距離公式列式求解,再進(jìn)行驗證即可.【詳解】如圖所示,圓的半徑為2.設(shè)點在圓上運(yùn)動.圓心到直線的距離,令,則.①當(dāng)時,與直線平行且距離等于1的直線是,,與圓的三個交點是,,,滿足題意.②當(dāng)時,與直線平行且距離等于1的直線是,,與圓的三個交點是,,,滿足題意.綜上,.故選:D.29.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知圓:,直線:,則直線與圓有公共點的必要不充分條件是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】先根據(jù)直線與圓的位置關(guān)系,借助點到直線的距離公式,求出的取值范圍,即直線與圓有公共點的充要條件,再確定那個是必要不充分條件.【詳解】由題意可知圓的圓心坐標(biāo)為,半徑為1.因為直線與圓有公共點,所以直線與圓相切或相交,所以圓心到直線的距離,解得.其必要不充分條件是把的取值范圍擴(kuò)大,所以選項中只有是的必要不充分條件.故選:A30.(2324高二下·重慶·階段練習(xí))直線與曲線有兩個交點,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)題意確定直線過定點,曲線是以為圓心,半徑為1的半圓,借助數(shù)形結(jié)合確定直線與曲線有兩個交點的臨界狀態(tài),列出表達(dá)式求解即可.【詳解】由題意得,直線過定點,曲線是以為圓心,半徑為1的半圓(如圖所示),曲線的下端點為.要使直線與曲線有兩個交點,則直線應(yīng)位于直線和切線之間(可以與重合),此時直線的斜率存在,且,即且圓心到直線的距離小于半徑.由得,由得,所以.故選:B.
31.(2024·廣東·一模)已知直線與直線相交于點M,若恰有3個不同的點M到直線的距離為1,則(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)直線垂直確定軌跡為圓,再由圓上存在三點到直線距離相等轉(zhuǎn)化為圓心到直線距離為1求解.【詳解】由可得,即過定點,由可得,即過定點,又,所以的軌跡是以為直徑的圓(不含點),其中圓心為,半徑為,所以圓上恰有3個不同的點M到直線的距離為1,只需圓心到直線的距離等于1,即,解得,此時到直線的距離不為1,故符合.故選:B32.(2324高二上·福建福州·期末)直線過定點Q,若為圓上任意一點,則的最大值為(
)A.1 B.3 C.4 D.2【答案】B【分析】求出直線定點坐標(biāo)、圓心坐標(biāo)、半徑,再由點與圓的圓心之間的距離加半徑求解【詳解】由,得,所以直線過定點,由,知圓心坐標(biāo),半徑為2,所以到圓心的距離為,則在圓內(nèi),則的最大值為,故選:B33.(2324高二上·浙江·期末)已知圓與直線,過上任意一點向圓引切線,切點為和,若線段長度的最小值為,則實數(shù)的值為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】推導(dǎo)出垂直平分,分析可知,當(dāng)取最小值時,取最小值,此時,,利用點到直線的距離公式可得出關(guān)于的等式,解之即可.【詳解】圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,圓心為,半徑為,如下圖所示:由圓的幾何性質(zhì)可知,,因為,,,所以,,所以,,則,設(shè),則為的中點,由勾股定理可得,由等面積法可得,所以,當(dāng)取最小值時,取最小值,由,可得,所以,的最小值為,當(dāng)與直線垂直時,取最小值,則,因為,解得.故選:D.【點睛】方法點睛:本題考查圓的切點弦長的計算,一般方法有如下兩種:(1)求出切點弦所在直線的方程,然后利用勾股定理求解;(2)利用等面積法轉(zhuǎn)化為直角三角形斜邊上的高,作為切點弦長的一般求解.二、多選題34.(2324高二上·山東青島·期末)已知點為圓的兩條切線,切點分別為,則下列說法正確的是(
)A.圓的圓心坐標(biāo)為,半徑為B.切線C.直線的方程為D.【答案】AC【分析】將圓的方程配方易得A項正確;利用圓的切線的性質(zhì)和勾股定理易求得;設(shè)出切線方程,由圓心到切線的距離等于半徑求出值,回代入直線方程與圓的方程聯(lián)立,求出點的坐標(biāo),再利用斜率關(guān)系即可求得直線的方程;先判斷,求出的正余弦,再求即得.【詳解】對于A項,由可得:,知圓心為,半徑為,故A項正確;
如圖,點為圓的兩條切線,切點分別為.對于B項,分別連接,在中,,則,故B項錯誤;對于C項,設(shè)過點的圓的切線方程為:,即:,由圓心到直線的距離,解得:,取,則切線方程為代入整理得:,解得:,代入可得:,即得:,因,直線的斜率為1,則直線的斜率為,故直線的方程為:,即:,故C項正確;對于D項,由對稱性可知,由上分析知,,則,于是,.故D項錯誤.故選:AC.【點睛】思路點睛:本題主要考查直線與圓相切產(chǎn)生的切線長,直線方程和夾角問題,屬于較難題.解決此類題目的思路即是,作出圖形,利用圖形的幾何性質(zhì),借助于直線與圓的方程聯(lián)立,求出相關(guān)點坐標(biāo)和相關(guān)角的三角函數(shù)值即可依次求得.35.(2324高二上·山東青島·期末)下列有關(guān)直線與圓的結(jié)論正確的是(
)A.方程表示的直線必過點B.過點且在,軸上的截距相等的直線方程為C.圓和圓的公共弦所在的直線方程為D.若圓上恰有個點到直線的距離等于,則【答案】ACD【分析】對于,將直線方程化為即可判斷;對于B,當(dāng)截距為時即可判斷;對于C,由圓的方程可得圓與圓相交,再將兩圓的方程作差即可判斷;對于D,由題意可得圓心到直線的距離等于,根據(jù)點到直線的距離公式即可判斷.【詳解】對于,方程可化為,直線過定點,故A正確;對于B,當(dāng)截距為時,直線方程為,故B錯誤;對于C,圓的一般方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程得,圓心為,半徑為,圓的圓心為,半徑為,因為,所以圓與圓相交.圓的標(biāo)準(zhǔn)方程化為一般方程得,與圓的一般方程作差,可得,即,所以圓與圓的公共弦所在的直線方程為,故C正確;對于D,若圓上恰有個點到直線的距離等于,則圓心到直線的距離等于,即,解得,故D正確.故選:ACD36.(2324高二上·福建龍巖·期末)已知經(jīng)過點且斜率為k的直線l與圓交于不同的兩點M,N,線段的中點為P,則()A. B.當(dāng)時,直線l平分圓CC.當(dāng)時, D.點P的軌跡方程為【答案】AB【分析】A選項,求出圓心和半徑,由點到直線距離公式得到不等式,求出答案;B選項,當(dāng)時,,故在直線上,得到B正確;C選項,由垂徑定理得到弦長;D選項,聯(lián)立與,根據(jù)得到,設(shè),由得到軌跡方程,注意取值范圍.【詳解】A選項,變形為,即圓心為,半徑為2,設(shè)直線,則圓心到直線的距離,即,解得,A正確;B選項,當(dāng)時,,由于,故在直線上,故當(dāng)時,直線l平分圓C,B正確;C選項,當(dāng)時,,故圓心到直線的距離,故,C錯誤;D選項,由A選項知,,聯(lián)立與得,,由得,且,故,令,則,由于,故在上單調(diào)遞增,故,則,由幾何關(guān)系知,設(shè),故,變形得到,故點P的軌跡方程為,且,D錯誤.故選:AB37.(2324高二上·江蘇鹽城·期末)已知圓,直線與圓M交于C,D兩點,則下列結(jié)論正確的是(
).A.的取值范圍是B.若直線l經(jīng)過圓M的圓心,則的值為C.當(dāng)直線l過原點O時,圓M上的動點到直線l的最大距離為D.若,則【答案】AB【分析】結(jié)合點到直線的距離公式依次判斷即可.【詳解】對于A項,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:,圓心為,半徑,因為直線與圓M交于C,D兩點,所以圓心M到直線l的距離,即,解得,所以的取值范圍是,故A項正確;對于B項,若直線l經(jīng)過圓M的圓心,則,解得,故B項正確;對于C項,當(dāng)直線l過原點O時,則,得直線,則圓心M到直線l的距離,得圓M上的動點到直線l的最大距離為:,故C項錯誤;對于D項,因為,所以為等邊三角形,則圓心M到直線CD的距離為:,所以,得或,故D項錯誤,故選:AB三、填空題38.(2324高二下·上海靜安·期末)圓在點處的切線方程為.【答案】【分析】根據(jù)題意可知點在圓上,根據(jù)垂直關(guān)系可得切線方程的斜率,即可得切線方程.【詳解】由題意可知:圓的圓心為,半徑,因為,可知點在圓上,又因為,可知切線方程的斜率,所以切線方程為,即.故答案為:.39.(2324高二下·上海·階段練習(xí))已如直線和曲線只有一個公共點,則實數(shù)的取值范圍.【答案】或【分析】先對曲線進(jìn)行變形,結(jié)合的取值范圍,可得其圖象為以為圓心,為半徑的圓的下半部分,畫出曲線及直線的圖象,采用數(shù)形結(jié)合,列出等式即可求得結(jié)果.【詳解】因為曲線,所以,解得,曲線可化為,兩邊同時平方有,,即,所以曲線是以為圓心,為半徑的圓的一部分,而直線,所以直線的斜率為1,畫圖象如下:由于直線與曲線只有一個公共點,當(dāng)直線過時,即,解得,當(dāng)直線過時,即,解得,由圖象可知,當(dāng)直線與圓相切時:,解得或,而即為在軸上的截距,由圖象可知,綜上:或.故答案為:或.40.(2324高二下·上海松江·階段練習(xí))已知直線與圓相交于兩點,且,則實數(shù).【答案】【分析】利用垂徑定理列方程求解即可.【詳解】根據(jù)題意,圓,即,其圓心為,半徑,若,則圓心到直線即的距離,又由圓心到直線的距離,則有,解可得:;故答案為:.41.(2324高二上·山東青島·期末)已知是圓上任意一點,則的取值范圍為.【答案】【分析】設(shè),變形可得,利用的幾何意義轉(zhuǎn)化為直線與圓的位置關(guān)系即可求解.【詳解】設(shè),變形可得,則的幾何意義為直線的斜率,是圓上任意一點,圓心,半徑為,則,解得,即的取值范圍為.故答案為:.四、解答題42.(2324高二上·貴州六盤水·期末)已知半徑為2的圓的圓心在射線上,點在圓上.(1)求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)求過點且與圓相切的直線方程.【答案】(1)(2)或【分析】(1)設(shè)圓心坐標(biāo)為,根據(jù)點在圓上列方程可得,可得方程;(2)分斜率存在和不存在求解,當(dāng)斜率存在時,設(shè)切線的方程為,根據(jù)圓心到直線的距離等于半徑列方程求解可得.【詳解】(1)由圓C的圓心在直線上,可設(shè)圓心C的坐標(biāo)為,又圓的半徑為2,點在圓上,有,解得(舍去)或,故圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)①當(dāng)切線的斜率不存在時,直線與圓相切;②當(dāng)切線的斜率存在時,設(shè)切線的方程為,整理為,由題知,解得,可得切線方程為,整理為,由①②知,過點且與圓相切的直線方程為或.
43.(2324高二下·四川·階段練習(xí))已知圓C和直線,若圓C的圓心為(0,0),且圓C經(jīng)過直線和的交點.(1)求圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過定點(1,2)的直線l與圓C交于M,N兩點,且,求直線l的方程.【答案】(1)(2)或.【分析】(1)根據(jù)題意聯(lián)立直線和的直線方程,求得交點,進(jìn)而求得半徑,即可得解;(2)根據(jù)題意,結(jié)合垂徑定理求得圓心到直線的距離,討論直線l的斜率不存在和存在兩種情況進(jìn)行討論,即可得解.【詳解】(1)首先由可得,所以直線和相交于點,所以圓C的半徑,所以圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)當(dāng)直線l的斜率不存在時,方程為,代入圓C方程為可得,此時,符合題意,當(dāng)直線l的斜率存在時,設(shè)直線方程為,根據(jù)題意圓心到直線的距離為,所以,解得,此時直線方程為,所以直線l的方程為或.44.(2324高二上·河北邢臺·期末)已知直線,半徑為的圓與相切,圓心在軸的非負(fù)半軸上.(1)求圓的方程;(2)設(shè)過點的直線被圓截得的弦長等于,求直線的方程.【答案】(1)(2)或【分析】(1)設(shè)圓心的坐標(biāo)為,根據(jù)直線與圓相切,可得出關(guān)于的等式,解出實數(shù)的值,即可得出圓的方程;(2)利用勾股定理求出圓心到直線的距離,對直線的斜率是否存在進(jìn)行分類討論,在直線的斜率不存在時,直接驗證即可;在直線的斜率存在時,設(shè)出直線的方程,利用點到直線的距離公式
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