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圆与方程讲义

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圆与方程

1.圆的定义和圆的方程

定义 在平面内,到定点的距离等于定长的点的集合叫作圆 圆心C(a,b) (x-a)2+(y-b)2=r2(r>0) 标准 方 程 半径为r 充要条件:D2+E2-4F>0 一 般 方 程 2.点与圆的位置关系 (1)确定方法:比拟点与圆心的距离与半径的大小关系. (2)三种关系:圆的标准方程(x-a)2+(y-b)2=r2,点M(x0,y0). ①(x0-a)2+(y0-b)2=r2⇔点在圆上; ②(x0-a)2+(y0-b)2>r2⇔点在圆外; ③(x0-a)2+(y0-b)2考点一 求圆的方程

【例1】圆的半径为10,圆心在直线y=2x上,圆被直线x-y=0截得的弦长为42.

【训练1】 (1)(2014·XX模拟)假设圆C的半径为1,圆心在第一象限,且与直线4x-3y=0和x轴都相切,那么该圆的标准方程是().

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x2+y2+Dx+Ey+F=0 ED圆心坐标:-,- 221半径r=D2+E2-4F 2- -

A.(x-2)2+(y-1)2=1 B.(x-2)2+(y+1)2=1 C.(x+2)2+(y-1)2=1 D.(x-3)2+(y-1)2=1

(2)圆C经过A(5,1),B(1,3)两点,圆心在x轴上,那么C的方程为________.

考点二 与圆有关的最值问题

【例2】实数x,y满足方程x2+y2-4x+1=0.

y(1)求的最大值和最小值;(2)求y-x的最大值和最小值;(3)求x2+y2的最大值和

x最小值.

【训练2】 (2014·XX九校联考)P是直线l:3x-4y+11=0上的动点,PA,PB是圆x2+y2-2x-2y+1=0的两条切线,C是圆心,那么四边形PACB面积的最小值是().

A.2 B.22 C.3

D.23

考点三 与圆有关的轨迹问题

【例3】 (2013·新课标全国Ⅱ卷)在平面直角坐标系xOy中,圆P在x轴上截得线段长为22,在y轴上截得线段长为23. (1)求圆心P的轨迹方程;

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2

(2)假设P点到直线y=x的距离为,求圆P的方程.

2

【训练3】直角三角形ABC的斜边为AB,且A(-1,0),B(3,0),求:

(1)直角顶点C的轨迹方程; (2)直角边BC中点M的轨迹方程.

根底稳固题组

一、选择题

1.(2014·XX模拟)点A(1,-1),B(-1,1),那么以线段AB为直径的圆的方程是().

A.x2+y2=2B.x2+y2=2C.x2+y2=1 D.x2+y2=4

2.假设圆x2+y2-2ax+3by=0的圆心位于第三象限,那么直线x+ay+b=0一定不经过().

A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限

3.(2014·镇安中学模拟)圆心在y轴上且过点(3,1)的圆与x轴相切,那么该圆的方程是().

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A.x2+y2+10y=0 B.x2+y2-10y=0 C.x2+y2+10x=0 D.x2+y2-10x=0 4.两条直线y=x+2a,y=2x+a的交点P在圆(x-1)2+(y-1)2=4的内部,那么实数a的取值范围是().

11

-,1-∞,-A. B.∪(1,+∞)

5511

C.-,1 D.-∞,-∪[1,+∞)

55

5.(西交大附中模拟)点P(4,-2)与圆x2+y2=4上任一点连线的中点的轨迹方程是().

A.(x-2)2+(y+1)2=1 B.(x-2)2+(y+1)2=4 C.(x+4)2+(y-2)2=4 二、填空题

6.点M(1,0)是圆C:x2+y2-4x-2y=0内的一点,那么过点M的最短弦所在直线的方程是________.

7.(2014·XX调研)直线l:x-y+4=0与圆C:(x-1)2+(y-1)2=2,那么圆C上各点到l的距离的最小值为______.

8.假设圆x2+(y-1)2=1上任意一点(x,y)都使不等式x+y+m≥0恒成立,那么实数m的取值范围是________. 三、解答题

9.求适合以下条件的圆的方程:

(1)圆心在直线y=-4x上,且与直线l:x+y-1=0相切于点P(3,-2); (2)过三点A(1,12),B(7,10),C(-9,2).

直线与圆 圆与圆的位置关系

1.直线与圆的位置关系

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D.(x+2)2+(y-1)2=1

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设直线l:Ax+By+C=0(A2+B2≠0), 圆:(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),

d为圆心(a,b)到直离,联立直线和圆消元后得到的一元程的判别式为Δ.

2.圆与圆的位置关系

设圆O1:(x-a1)2+(y-b1)2=r21(r1>0), 圆O2:(x-a2)2+(y-b2)2=r22(r2>0).

方法 位置关系 相离 外切 相交 内切 内含 几何法:圆心距d与r1, 方法 位置关系 相交 相切 相离 几何法 代数法 线l的距的方程,二次方

d<r d=r d>r Δ>0 Δ=0 Δ<0 代数法:两圆方程联立组成方程组的解的情况 无解 一组实数解 两组不同的实数解 一组实数解 无解 r2的关系 d>r1+r2 d=r1+r2 |r1-r2|<d<r1+r2 d=|r1-r2|(r1≠r2) 0≤d<|r1-r2|(r1≠r2) 考点一 直线与圆的位置关系

【例1】 (1)(2013·XX卷)点M(a,b)在圆O:x2+y2=1外,那么直线ax+by=1与圆O的位置关系是().

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A.相切B.相交C.相离 D.不确定

(2)(2012·XX卷)过直线x+y-22=0上点P作圆x2+y2=1的两条切线,假设两条切线的夹角是60°,那么点P的坐标是________.

【训练1】【2008高考理第7题】过直线yx上的一点作圆(x5)2(y1)22的两条

切线l1,l2,当直线l1,l2关于yx对称时,它们之间的夹角为〔〕 A.30

B.45

C.60

D.90

3

(2)(2014·XX模拟)直线y=-x+m与圆x2+y2=1在第一象限内有两个不同的

3交点,那么m取值范围是().

323

A.(3,2) B.(3,3) C.,

33

23

D.1,

3

【例2】【2006全国2,理15】过点(1,2)的直线l将圆(x-2)2+y2=4分成两段弧,当劣弧所对的圆心角最小时,直线l的斜率k=. 【答案】2

222xy2x8y130的圆心到直线练习:1.【2016高考新课标2理数】圆

axy10的距离为1,那么a= 【答案】A

〔A〕43〔B〕〔C〕3〔D〕2 342【2005高考理第4题】从原点向圆x2y212y270作两条切线,那么该圆夹在两条切线间的劣弧长为〔〕

A.π

B.2πC.4πD.6π

【答案】B

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【例3】【2014新课标,理16】设点M〔x0,1〕,假设在圆O:x2y21上存在点N,使得∠OMN=45°,那么x0的取值范围是________. 【答案】[1,1]

练习:【2015高考新课标2,理7】过三点A(1,3),B(4,2),C(1,7)的圆交y轴于

M,N两点,那么|MN|( )

A.26 B.8 C.46 D.10 【答案】C

xy【例4】. 【2008全国1,理10】假设直线1通过点M(cos,sin),那么

ab〔〕

A.a2b2≤1B.a2b2≥1C.【答案】D.

练习. 【2005全国1,理3】直线l过点〔-2,0〕,当直线l与圆x2y22x有两个交点时,其斜率k的取值范围是〔〕

11A.(22,22)B.(2,2)C.(2,2)D.(,)

8844

1111≤1≥1 D.2222abab

考点二 圆与圆的位置关系

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【例5】两圆x2+y2-2x-6y-1=0和x2+y2-10x-12y+m=0.

(1)m取何值时两圆外切? (2)m取何值时两圆内切? (3)求m=45时两圆的公共弦所在直线的方程和公共弦的长.

【训练5】 (1)圆O1:x2+y2-2x=0和圆O2:x2+y2-4y=0的位置关系是().

A.相离 B.相交 C.外切 D.内切

(2)设两圆C1、C2都和两坐标轴相切,且都过点(4,1),那么两圆心的距离|C1C2|=().

A.4 B.42 C.8

D.82

【例6】【2013课标全国Ⅰ,理20】(本小题总分值12分)圆M:(x+1)2+y2=1,圆N:(x-1)2+y2=9,动圆P与圆M外切并且与圆N内切,圆心P的轨迹为曲线C.

(1)求C的方程;

(2)l是与圆P,圆M都相切的一条直线,l与曲线C交于A,B两点,当圆P的半径最长时,求|AB|.

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考点三 有关圆的弦长问题

【例7】点P(0,5)及圆C:x2+y2+4x-12y+24=0.假设直线l过P且被圆C截得的线段长为43,求l的方程.

2. 【2005高考理第4题】从原点向圆x2y212y270作两条切线,那么该圆夹在两条切线间的劣弧长为〔〕

A.π

B.2πC.4πD.6π

【答案】B

【训练7】设m,n∈R,假设直线l:mx+ny-1=0与x轴相交于点A,与

y轴相交于点B,且l与圆x2+y2=4相交所得弦的长为2,O为坐标原点,那么△AOB面积的最小值为________.

根底稳固题组

一、选择题

1.直线y=x+1与圆x2+y2=1的位置关系是().

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A.相切 B.相交但直线不过圆心 C.直线过圆心 D.相离 2.圆(x+2)2+y2=4与圆(x-2)2+(y-1)2=9的位置关系为(). A.内切 B.相交 C.外切

D.相离

3.假设直线x-y+1=0与圆(x-a)2+y2=2有公共点,那么实数a的取值范围是().

A.[-3,-1] B.[-1,3] C.[-3,1] D.(-∞,-3]∪[1,+∞) 4.(2013·XX卷)直线x+2y-5+5=0被圆x2+y2-2x-4y=0截得的弦长为().

A.1 B.2 C.4

D.46

5.(2014·XX五校联考)假设直线y=kx与圆(x-2)2+y2=1的两个交点关于直线2x+y+b=0对称,那么k,b的值分别为().

1111

A.k=,b=-4 B.k=-,b=4 C.k=,b=4 D.k=-,b=-4

2222二、填空题

6.过点A(2,4)向圆x2+y2=4所引切线的方程为________.

1

7.过点M,1的直线l与圆C:(x-1)2+y2=4交于A,B两点,C为圆心,当

2∠ACB最小时,直线l的方程为________.

8.(2014·宜川中学模拟)两圆相交于两点(1,3)和(m,-1),两圆圆心都在直线x-y+c=0上,且m、c均为实数,那么m+c=________. 三、解答题

9.求过两圆x2+y2+4x+y=-1,x2+y2+2x+2y+1=0的交点的圆中面积最小的圆的方程.

10.:圆C:x2+y2-8y+12=0,直线l:ax+y+2a=0.

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(1)当a为何值时,直线l与圆C相切;

(2)当直线l与圆C相交于A,B两点,且|AB|=22时,求直线l的方程.

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