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第1講直線與圓(新高考專用)目錄目錄【真題自測】 2【考點突破】 2【考點一】直線的方程 2【考點二】圓的方程 4【考點三】直線、圓的位置關系 5【專題精練】 7考情分析:1.求直線的方程,考查點到直線的距離公式,直線間的位置關系,多以選擇題、填空題的形式出現,中低難度.2.和圓錐曲線相結合,求圓的方程或弦長、面積等,中高難度.真題自測真題自測一、單選題1.(2024·全國·高考真題)已知b是的等差中項,直線與圓交于兩點,則AB的最小值為(
)A.1 B.2 C.4 D.2.(2023·全國·高考真題)已知雙曲線的離心率為,C的一條漸近線與圓交于A,B兩點,則(
)A. B. C. D.3.(2023·全國·高考真題)過點與圓相切的兩條直線的夾角為,則(
)A.1 B. C. D.4.(2022·全國·高考真題)橢圓的左頂點為A,點P,Q均在C上,且關于y軸對稱.若直線的斜率之積為,則C的離心率為(
)A. B. C. D.二、填空題5.(2023·全國·高考真題)已知直線與交于A,B兩點,寫出滿足“面積為”的m的一個值.6.(2022·全國·高考真題)設點,若直線關于對稱的直線與圓有公共點,則a的取值范圍是.7.(2022·全國·高考真題)若雙曲線的漸近線與圓相切,則.8.(2022·全國·高考真題)過四點中的三點的一個圓的方程為.考點突破考點突破【考點一】直線的方程核心梳理:1.已知直線l1:A1x+B1y+C1=0,直線l2:A2x+B2y+C2=0,則l1∥l2?A1B2-A2B1=0,且A1C2-A2C1≠0(或B1C2-B2C1≠0),l1⊥l2?A1A2+B1B2=0.2.點P(x0,y0)到直線l:Ax+By+C=0(A,B不同時為零)的距離d=eq\f(|Ax0+By0+C|,\r(A2+B2)).3.兩條平行直線l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0(A,B不同時為零)間的距離d=eq\f(|C1-C2|,\r(A2+B2)).一、單選題1.(23-24高三下·安徽蕪湖·階段練習)已知直線,則“”是“”的(
)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分又不必要條件2.(20-21高二·全國·單元測試)如圖,函數的圖象在點處的切線是,則(
)A. B. C.2 D.1二、多選題3.(2024·浙江溫州·二模)已知圓與圓相交于兩點.若,則實數的值可以是(
)A.10 B.2 C. D.4.(2024·全國·模擬預測)已知點在定圓內,經過點的動直線與交于兩點,若的最小值為4,則(
)A.B.若,則直線的傾斜角為C.存在直線使得D.的最大值為12三、填空題5.(2024·浙江杭州·二模)寫出與圓相切且方向向量為的一條直線的方程.6.(2024·遼寧沈陽·二模)已知,若平面內滿足到直線的距離為1的點有且只有3個,則實數.規(guī)律方法:解決直線方程問題的三個注意點(1)利用A1B2-A2B1=0后,要注意代入檢驗,排除兩條直線重合的可能性.(2)要注意直線方程每種形式的局限性.(3)討論兩直線的位置關系時,要注意直線的斜率是否存在.【考點二】圓的方程核心梳理:1.圓的標準方程當圓心為(a,b),半徑為r時,其標準方程為(x-a)2+(y-b)2=r2.2.圓的一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0,其中D2+E2-4F>0,表示以eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(D,2),-\f(E,2)))為圓心,eq\f(\r(D2+E2-4F),2)為半徑的圓.一、單選題1.(2024·廣西來賓·模擬預測)一動圓與圓外切,同時與圓內切,則動圓圓心的軌跡方程為(
)A. B.C. D.2.(2024·廣東·一模)過,,三點的圓與軸交于,兩點,則(
)A.3 B.4 C.8 D.6二、多選題3.(22-23高二上·廣東深圳·期末)已知是圓心為,半徑為2的圓上一動點,是圓所在平面上一定點,設().若線段的垂直平分線與直線交于點,記動點的軌跡為,則(
)A.當時,為橢圓 B.當時,為雙曲線C.當時,為雙曲線一支 D.當且越大時,的離心率越大4.(2024·湖南邵陽·二模)已知復數滿足:(其中為虛數單位),則下列說法正確的有(
)A. B.C.的最小值為 D.的最大值為三、填空題5.(2024·廣東佛山·二模)在平面直角坐標系中,已知,,,則的外接圓的標準方程為.6.(23-24高三上·浙江溫州·期末)已知圓與直線交于A,B兩點,則經過點A,B,的圓的方程為.規(guī)律方法:解決圓的方程問題一般有兩種方法(1)幾何法:通過研究圓的性質、直線與圓、圓與圓的位置關系,進而求得圓的基本量和方程.(2)代數法:即用待定系數法先設出圓的方程,再由條件求得各系數.【考點三】直線、圓的位置關系核心梳理:1.直線與圓的位置關系:相交、相切和相離.其判斷方法為:(1)點線距離法.(2)判別式法:設圓C:(x-a)2+(y-b)2=r2,直線l:Ax+By+C=0(A2+B2≠0),聯立方程組eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Ax+By+C=0,,x-a2+y-b2=r2,))消去y,得到關于x的一元二次方程,其根的判別式為Δ,則直線與圓相離?Δ<0,直線與圓相切?Δ=0,直線與圓相交?Δ>0.2.圓與圓的位置關系,即內含、內切、相交、外切、外離.一、單選題1.(2024·山東濟南·一模)與拋物線和圓都相切的直線的條數為(
)A.0 B.1 C.2 D.32.(2023·湖南永州·一模)在平面直角坐標系中,過直線上一點作圓的兩條切線,切點分別為,則的最大值為(
)A. B. C. D.二、多選題3.(2024·安徽合肥·二模)已知圓,圓,則(
)A.兩圓的圓心距的最小值為1B.若圓與圓相切,則C.若圓與圓恰有兩條公切線,則D.若圓與圓相交,則公共弦長的最大值為24.(2024·安徽·二模)已知雙曲線:(,)左右焦點分別為,,.經過的直線與的左右兩支分別交于,,且為等邊三角形,則(
)A.雙曲線的方程為B.的面積為C.以為直徑的圓與以實軸為直徑的圓相交D.以為直徑的圓與以實軸為直徑的圓相切三、填空題5.(2024·福建漳州·一模)過點作圓:的兩條切線,切點分別為A,,若直線與圓:相切,則.6.(2023·河南·模擬預測)圓與x軸交于A,B兩點(A在B的左側),點N滿足,直線與圓M和點N的軌跡同時相切,則直線l的斜率為.規(guī)律方法:直線與圓相切問題的解題策略當直線與圓相切時,利用“切線與過切點的半徑垂直,圓心到切線的距離等于半徑”建立關于切線斜率的等式,所以求切線方程時主要選擇點斜式.過圓外一點求解切線段長的問題,可先求出圓心到圓外一點的距離,再結合半徑利用勾股定理計算.專題精練專題精練一、單選題1.(2024·河南洛陽·模擬預測)“”是“直線與直線平行”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2.(2024·福建廈門·二模)在平面直角坐標系中,點在直線上.若向量,則在上的投影向量為(
)A. B. C. D.3.(23-24高三下·內蒙古赤峰·開學考試)若雙曲線的實軸長為2,離心率為,則雙曲線的左焦點到一條漸近線的距離為(
)A. B. C.1 D.24.(2024·遼寧大連·一模)過點和,且圓心在x軸上的圓的方程為(
)A. B.C. D.5.(2024·江西·模擬預測)若點在圓的外部,則a的取值范圍為(
)A. B. C. D.6.(2023·北京房山·一模)已知直線與圓相交于M,N兩點.則的最小值為(
)A. B. C.4 D.67.(2023·湖北·二模)已知動直線l的方程為,,,O為坐標原點,過點O作直線l的垂線,垂足為Q,則線段PQ長度的取值范圍為(
)A. B. C. D.8.(2024·安徽合肥·一模)已知直線與交于兩點,設弦的中點為為坐標原點,則的取值范圍為(
)A. B.C. D.二、多選題9.(22-23高二上·湖北武漢·期末)設圓,直線為上的動點,過點作圓的兩條切線,切點為為圓上任意兩點,則下列說法中正確的有(
)A.的取值范圍為B.四邊形面積的最大值為C.滿足的點有兩個D.的面積最大值為10.(23-24高三上·河北衡水·階段練習)已知直線和圓,則(
)A.直線過定點B.直線與圓有兩個交點C.存在直線與直線垂直D.直線被圓截得的最短弦長為11.(2024·廣東汕頭·一模)如圖,是連接河岸與的一座古橋,因保護古跡與發(fā)展的需要,現規(guī)劃建一座新橋,同時設立一個圓形保護區(qū).規(guī)劃要求:①新橋與河岸垂直;②保護區(qū)的邊界為一個圓,該圓與相切,且圓心在線段上;③古橋兩端和到該圓上任意一點的距離均不少于.經測量,點分別位于點正北方向?正東方向處,.根據圖中所給的平面直角坐標系,下列結論中,正確的是(
)A.新橋的長為B.圓心可以在點處C.圓心到點的距離至多為D.當長為時,圓形保護區(qū)的面積最大三、填空題12.(2023·全國·模擬預測)已知圓與圓有3條公切線,則的值為.13.(2024·四川·模擬預測)圓與圓的公共弦長為.14.(23-24高三下·山東菏澤·階段練習)若曲線上兩個不同點處的切線重合,則稱這條切線為曲線的“自公切線”,則下列方程對應的曲線中存在“自公切線”的序號為..四、解答題15.(23-24高二上·江蘇南通·階段練習)已知圓O:(1)過圓外一點引圓的切線,求切線方程;(2)設點P是直線上的一點,過點P作圓的切線,切點是M,求的面積最小值以及此時點P的坐標.16.(22-23高二上·云南昆明·期中)已知圓C:和直線l:相切.(1)求圓C半徑;(2)若動點M在直線上,過點M引圓C的兩條切線MA、MB,切點分別為A、B.①記四邊形MACB的面積為S,求S的最小值;②證明直線AB恒過定點.17.(2024·四川成都·模擬預測)已知點,,點P在以AB為直徑的圓C上運動,軸,垂足為D,點M滿足,點M的軌跡為W,過點的直線l交W于點E、F.(1)求W的方程;(2)若直線l的傾斜角為,求直線l被圓C截得的弦長;(3)設直線AE,BF的斜率分別為,,證明為定值,并求出該定值.
第1講直線與圓(新高考專用)目錄目錄【真題自測】 2【考點突破】 9【考點一】直線的方程 9【考點二】圓的方程 13【考點三】直線、圓的位置關系 18【專題精練】 23考情分析:1.求直線的方程,考查點到直線的距離公式,直線間的位置關系,多以選擇題、填空題的形式出現,中低難度.2.和圓錐曲線相結合,求圓的方程或弦長、面積等,中高難度.真題自測真題自測一、單選題1.(2024·全國·高考真題)已知b是的等差中項,直線與圓交于兩點,則AB的最小值為(
)A.1 B.2 C.4 D.2.(2023·全國·高考真題)已知雙曲線的離心率為,C的一條漸近線與圓交于A,B兩點,則(
)A. B. C. D.3.(2023·全國·高考真題)過點與圓相切的兩條直線的夾角為,則(
)A.1 B. C. D.4.(2022·全國·高考真題)橢圓的左頂點為A,點P,Q均在C上,且關于y軸對稱.若直線的斜率之積為,則C的離心率為(
)A. B. C. D.二、填空題5.(2023·全國·高考真題)已知直線與交于A,B兩點,寫出滿足“面積為”的m的一個值.6.(2022·全國·高考真題)設點,若直線關于對稱的直線與圓有公共點,則a的取值范圍是.7.(2022·全國·高考真題)若雙曲線的漸近線與圓相切,則.8.(2022·全國·高考真題)過四點中的三點的一個圓的方程為.參考答案:題號1234答案CDBA1.C【分析】結合等差數列性質將代換,求出直線恒過的定點,采用數形結合法即可求解.【詳解】因為成等差數列,所以,,代入直線方程得,即,令得,故直線恒過,設,圓化為標準方程得:,設圓心為,畫出直線與圓的圖形,由圖可知,當時,AB最小,,此時.
故選:C2.D【分析】根據離心率得出雙曲線漸近線方程,再由圓心到直線的距離及圓半徑可求弦長.【詳解】由,則,解得,所以雙曲線的漸近線為,當漸近線為時,圓心到該漸近線的距離,不合題意;當漸近線為時,則圓心到漸近線的距離,所以弦長.故選:D3.B【分析】方法一:根據切線的性質求切線長,結合倍角公式運算求解;方法二:根據切線的性質求切線長,結合余弦定理運算求解;方法三:根據切線結合點到直線的距離公式可得,利用韋達定理結合夾角公式運算求解.【詳解】方法一:因為,即,可得圓心,半徑,過點作圓C的切線,切點為,因為,則,可得,則,,即為鈍角,所以;法二:圓的圓心,半徑,過點作圓C的切線,切點為,連接,可得,則,因為且,則,即,解得,即為鈍角,則,且為銳角,所以;方法三:圓的圓心,半徑,若切線斜率不存在,則切線方程為x=0,則圓心到切點的距離,不合題意;若切線斜率存在,設切線方程為,即,則,整理得,且設兩切線斜率分別為,則,可得,所以,即,可得,則,且,則,解得.故選:B.
4.A【分析】設,則,根據斜率公式結合題意可得,再根據,將用表示,整理,再結合離心率公式即可得解.【詳解】[方法一]:設而不求設,則則由得:,由,得,所以,即,所以橢圓的離心率,故選A.[方法二]:第三定義設右端點為B,連接PB,由橢圓的對稱性知:故,由橢圓第三定義得:,故所以橢圓的離心率,故選A.5.(中任意一個皆可以)【分析】根據直線與圓的位置關系,求出弦長,以及點到直線的距離,結合面積公式即可解出.【詳解】設點到直線的距離為,由弦長公式得,所以,解得:或,由,所以或,解得:或.故答案為:(中任意一個皆可以).6.【分析】首先求出點關于對稱點的坐標,即可得到直線的方程,根據圓心到直線的距離小于等于半徑得到不等式,解得即可;【詳解】解:關于對稱的點的坐標為,在直線上,所以所在直線即為直線,所以直線為,即;圓,圓心,半徑,依題意圓心到直線的距離,即,解得,即;故答案為:7.【分析】首先求出雙曲線的漸近線方程,再將圓的方程化為標準式,即可得到圓心坐標與半徑,依題意圓心到直線的距離等于圓的半徑,即可得到方程,解得即可.【詳解】解:雙曲線的漸近線為,即,不妨取,圓,即,所以圓心為,半徑,依題意圓心到漸近線的距離,解得或(舍去).故答案為:.8.或或或.【分析】方法一:設圓的方程為,根據所選點的坐標,得到方程組,解得即可;【詳解】[方法一]:圓的一般方程依題意設圓的方程為,(1)若過,,,則,解得,所以圓的方程為,即;(2)若過,,,則,解得,所以圓的方程為,即;(3)若過,,,則,解得,所以圓的方程為,即;(4)若過,,,則,解得,所以圓的方程為,即;故答案為:或或或.[方法二]:【最優(yōu)解】圓的標準方程(三點中的兩條中垂線的交點為圓心)設(1)若圓過三點,圓心在直線,設圓心坐標為,則,所以圓的方程為;(2)若圓過三點,設圓心坐標為,則,所以圓的方程為;(3)若圓過三點,則線段的中垂線方程為,線段的中垂線方程為,聯立得,所以圓的方程為;(4)若圓過三點,則線段的中垂線方程為,線段中垂線方程為,聯立得,所以圓的方程為.故答案為:或或或.【整體點評】方法一;利用圓過三個點,設圓的一般方程,解三元一次方程組,思想簡單,運算稍繁;方法二;利用圓的幾何性質,先求出圓心再求半徑,運算稍簡潔,是該題的最優(yōu)解.考點突破考點突破【考點一】直線的方程核心梳理:1.已知直線l1:A1x+B1y+C1=0,直線l2:A2x+B2y+C2=0,則l1∥l2?A1B2-A2B1=0,且A1C2-A2C1≠0(或B1C2-B2C1≠0),l1⊥l2?A1A2+B1B2=0.2.點P(x0,y0)到直線l:Ax+By+C=0(A,B不同時為零)的距離d=eq\f(|Ax0+By0+C|,\r(A2+B2)).3.兩條平行直線l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0(A,B不同時為零)間的距離d=eq\f(|C1-C2|,\r(A2+B2)).一、單選題1.(23-24高三下·安徽蕪湖·階段練習)已知直線,則“”是“”的(
)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分又不必要條件2.(20-21高二·全國·單元測試)如圖,函數的圖象在點處的切線是,則(
)A. B. C.2 D.1二、多選題3.(2024·浙江溫州·二模)已知圓與圓相交于兩點.若,則實數的值可以是(
)A.10 B.2 C. D.4.(2024·全國·模擬預測)已知點在定圓內,經過點的動直線與交于兩點,若的最小值為4,則(
)A.B.若,則直線的傾斜角為C.存在直線使得D.的最大值為12三、填空題5.(2024·浙江杭州·二模)寫出與圓相切且方向向量為的一條直線的方程.6.(2024·遼寧沈陽·二模)已知,若平面內滿足到直線的距離為1的點有且只有3個,則實數.參考答案:題號1234答案CDBDBC1.C【分析】當時可得,即;當時可得,結合充分、必要條件的定義即可求解.【詳解】當時,,即,則,即;當時,,解得.所以“”是“”的充要條件.故選:C2.D【分析】根據已知求出切線方程,由導數的幾何意義得,由切線方程得,從而可得結論.【詳解】由題可得函數的圖象在點處的切線與軸交于點,與軸交于點,則切線,即.所以,,,.故選:D.3.BD【分析】根據題意,由條件可得弦所在的直線方程,然后將轉化為圓心到直線的距離關系,列出方程,代入計算,即可得到結果.【詳解】由題意可得弦所在的直線方程為,因為圓,圓心,圓,圓心,設圓心與圓心到直線的距離分別為,因為,即,所以,又,即,化簡可得,即,解得或.故選:BD4.BC【分析】A選項,根據點在圓的內部得到不等式,求出,利用垂徑定理得到,而,從而得到方程,求出;B選項,在A選項基礎上得到,結合求出直線的斜率和傾斜角;C選項,假設存在,結合滿足要求,故C正確;D選項,由三角形面積公式和相交弦定理得到D錯誤.【詳解】A.因為點在圓的內部,所以,解得.設點到直線的距離為,則,其中為定值,所以當時,最大,AB最小.又圓心,所以,所以,解得,A錯誤.B.由選項可知,當AB=4時,直線,而,所以,所以直線的傾斜角為,B正確.C.假設存在直線使得,則此時點到直線的距離為,滿足要求,所以假設成立,C正確.D.由三角形面積公式得,
因為弦一定經過點,設直線與圓相交于點,因為,所以∽,故,故,因為,所以,所以,當,即時等號成立,故D錯誤.故選:BC.5.或(寫出一個即可)【分析】由條件可設直線方程為,結合條件列方程求即可得結論.【詳解】因為切線的方向向量為,所以切線的斜率為,故可設切線方程為,因為直線與圓相切,又圓的圓心坐標為,半徑為,圓心到直線的距離為,所以,所以或,所以與圓相切且方向向量為的直線為或,故答案為:或(寫出一個即可).6.或【分析】設出動點的坐標,由求得其軌跡方程,由題意知,只需使圓心到直線的距離等于1即可.【詳解】設點,由可得:,兩邊平方整理得:,即點的軌跡是圓,圓心在原點,半徑為2.若該圓上有且只有3個點到直線的距離為1,則圓心到直線的距離,解得.故答案為:或.規(guī)律方法:解決直線方程問題的三個注意點(1)利用A1B2-A2B1=0后,要注意代入檢驗,排除兩條直線重合的可能性.(2)要注意直線方程每種形式的局限性.(3)討論兩直線的位置關系時,要注意直線的斜率是否存在.【考點二】圓的方程核心梳理:1.圓的標準方程當圓心為(a,b),半徑為r時,其標準方程為(x-a)2+(y-b)2=r2.2.圓的一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0,其中D2+E2-4F>0,表示以eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(D,2),-\f(E,2)))為圓心,eq\f(\r(D2+E2-4F),2)為半徑的圓.一、單選題1.(2024·廣西來賓·模擬預測)一動圓與圓外切,同時與圓內切,則動圓圓心的軌跡方程為(
)A. B.C. D.2.(2024·廣東·一模)過,,三點的圓與軸交于,兩點,則(
)A.3 B.4 C.8 D.6二、多選題3.(22-23高二上·廣東深圳·期末)已知是圓心為,半徑為2的圓上一動點,是圓所在平面上一定點,設().若線段的垂直平分線與直線交于點,記動點的軌跡為,則(
)A.當時,為橢圓 B.當時,為雙曲線C.當時,為雙曲線一支 D.當且越大時,的離心率越大4.(2024·湖南邵陽·二模)已知復數滿足:(其中為虛數單位),則下列說法正確的有(
)A. B.C.的最小值為 D.的最大值為三、填空題5.(2024·廣東佛山·二模)在平面直角坐標系中,已知,,,則的外接圓的標準方程為.6.(23-24高三上·浙江溫州·期末)已知圓與直線交于A,B兩點,則經過點A,B,的圓的方程為.參考答案:題號1234答案CDABDBC1.C【分析】計算兩個已知圓的圓心和半徑,根據圓的位置關系得到動圓圓心到兩已知圓圓心距離和為定值,結合橢圓的定義即可得到結果.【詳解】圓可化為,圓心,半徑為.圓可化為,圓心,半徑為.設動圓圓心為點,半徑為,圓與圓外切于點,圓與圓內切于點,如圖所示:由題意得,三點共線,三點共線,,,∴,∴點的軌跡為以為焦點的橢圓,且,,∴,∴點的軌跡方程為.故選:C.2.D【分析】設圓的方程為,代入坐標得的值,即可得圓的方程,再令,即可求得與軸相交弦長.【詳解】設圓的方程為,代入點,,,則,解得,可得,整理得符合題意,所以圓的方程為,令,可得,解得,所以.故選:D.3.ABD【分析】根據題意,由線段垂直平分線的性質可得,結合選項,判斷點B與圓的位置關系,結合橢圓、雙曲線的定義以及其幾何性質,依次判斷選項即可.【詳解】A:由題意知,點A、B為定點,,當時,點B在圓內,由線段垂直平分線的性質知,,所以,由橢圓的定義知,點M的軌跡為橢圓,故A正確;B:當時,點B在圓外,不妨設點B在點A的右邊,由線段垂直平分線的性質知,,所以;同理,若點B在點A的左邊,有,所以,由雙曲線的定義知,點M的軌跡為雙曲線,故B正確;C:由選項B的分析,可知C錯誤;D:由選項A知,當時,點M的軌跡是以A、B為焦點的橢圓,且,焦距為t,若t增大,則半焦距c增大,所以離心率隨之增大;由選項B知,當時,點M的軌跡是以A、B為焦點的雙曲線,且,焦距為t,若t增大,則半焦距c增大,所以離心率隨之增大;所以當且越大時,E的離心率越大,故D正確.故選:ABD.4.BC【分析】設,,根據已知條件求出兩個復數對應點的軌跡,從而依次計算可得正確答案.【詳解】設,則,即,它表示以原點為圓心,半徑為1的圓;設,則由,得,即,它表示一條直線;對于選項A:,故選項A錯誤;對于選項B:,故選項B正確;對于選項C和D:表示圓上點與直線上點的連線段的長度,該距離最小為圓心到直線距離減去圓的半徑,即為;該距離無最大值(直線上的點可離圓上的點無窮遠);故選:BC.5.;【分析】利用待定系數法,結合配方法即可得解.【詳解】依題意,設的外接圓的一般方程為,則,解得,所以所求圓的一般方程為,則其標準方程為.故答案為:.6.【分析】設Ax1,y1,Bx2,y2【詳解】設Ax由解得,可得,設經過點A,B,的圓的方程為,所以,解得,即,可得.故答案為:.規(guī)律方法:解決圓的方程問題一般有兩種方法(1)幾何法:通過研究圓的性質、直線與圓、圓與圓的位置關系,進而求得圓的基本量和方程.(2)代數法:即用待定系數法先設出圓的方程,再由條件求得各系數.【考點三】直線、圓的位置關系核心梳理:1.直線與圓的位置關系:相交、相切和相離.其判斷方法為:(1)點線距離法.(2)判別式法:設圓C:(x-a)2+(y-b)2=r2,直線l:Ax+By+C=0(A2+B2≠0),聯立方程組eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Ax+By+C=0,,x-a2+y-b2=r2,))消去y,得到關于x的一元二次方程,其根的判別式為Δ,則直線與圓相離?Δ<0,直線與圓相切?Δ=0,直線與圓相交?Δ>0.2.圓與圓的位置關系,即內含、內切、相交、外切、外離.一、單選題1.(2024·山東濟南·一模)與拋物線和圓都相切的直線的條數為(
)A.0 B.1 C.2 D.32.(2023·湖南永州·一模)在平面直角坐標系中,過直線上一點作圓的兩條切線,切點分別為,則的最大值為(
)A. B. C. D.二、多選題3.(2024·安徽合肥·二模)已知圓,圓,則(
)A.兩圓的圓心距的最小值為1B.若圓與圓相切,則C.若圓與圓恰有兩條公切線,則D.若圓與圓相交,則公共弦長的最大值為24.(2024·安徽·二模)已知雙曲線:(,)左右焦點分別為,,.經過的直線與的左右兩支分別交于,,且為等邊三角形,則(
)A.雙曲線的方程為B.的面積為C.以為直徑的圓與以實軸為直徑的圓相交D.以為直徑的圓與以實軸為直徑的圓相切三、填空題5.(2024·福建漳州·一模)過點作圓:的兩條切線,切點分別為A,,若直線與圓:相切,則.6.(2023·河南·模擬預測)圓與x軸交于A,B兩點(A在B的左側),點N滿足,直線與圓M和點N的軌跡同時相切,則直線l的斜率為.參考答案:題號1234答案DAADBD1.D【分析】設出切點坐標,利用導數的幾何意義求出拋物線的切線方程,再由圓的切線性質列式計算即得.【詳解】設直線與拋物線相切的切點坐標為,由,求導得,因此拋物線在點處的切線方程為,即,依題意,此切線與圓相切,于是,解得或,所以所求切線條數為3.故選:D2.A【分析】由題意圓的標準方程為,如圖,又,所以,又由圓心到直線的距離可求出的最小值,進而求解.【詳解】如下圖所示:
由題意圓的標準方程為,,又因為,所以,所以,又圓心到直線的距離為,所以,所以不妨設,則,又因為在單調遞增,所以當且僅當即,即當且僅當直線垂直已知直線時,有最大值.故選:A.3.AD【分析】根據兩點的距離公式,算出兩圓的圓心距,從而判斷出A項的正誤;根據兩圓相切、相交的性質,列式算出的取值范圍,判斷出B,C兩項的正誤;當圓的圓心在兩圓的公共弦上時,公共弦長有最大值,從而判斷出D項的正誤.【詳解】根據題意,可得圓的圓心為,半徑,圓的圓心為,半徑.對于A,因為兩圓的圓心距,所以A項正確;對于B,兩圓內切時,圓心距,即,解得.兩圓外切時,圓心距,即,解得.綜上所述,若兩圓相切,則或,故B項不正確;對于C,若圓與圓恰有兩條公切線,則兩圓相交,,即,可得,解得且,故C項不正確;對于D,若圓與圓相交,則當圓的圓心在公共弦上時,公共弦長等于,達到最大值,因此,兩圓相交時,公共弦長的最大值為2,故D項正確.故選:AD.4.BD【分析】根據雙曲線定義結合為等邊三角形得,,由余弦定理得,進而求出方程為判斷選項A;求出判斷選項B;利用兩圓相切的幾何意義可判斷選項C、D.【詳解】由已知得,由雙曲線定義知:,因為,所以,故,,在中,由余弦定理得:,解得:,所以,方程為,A錯誤.的面積為,B正確.取的中點,,兩圓內切,故C錯誤.取的中點,則,兩圓外切,故D正確.故選:BD5.81【分析】由題意可知點在以為直徑的圓上,結合兩圓相交可得直線的方程為,再根據直線與圓相切列式求解.【詳解】圓:的圓心為O0,0,半徑;圓:的圓心為,半徑;由題意可知:,可知點在以為直徑的圓上,以為直徑的圓為,整理得,結合圓:,兩圓方程作差,可得直線的方程為,即,若直線與圓:相切,則,整理得.故答案為:81.6.【分析】求出A、B坐標,設N(x,y),求出N的軌跡圓E的方程,作出圖象,利用圓的公切線的幾何性質即可求其斜率.【詳解】對于圓,令,得,解得或,則,.設,∵,∴,則,整理得,則點N的軌跡是圓心為,半徑為的圓.又圓M的方程為,則圓M的圓心為,半徑為.∵,∴兩圓相交,設直線l與圓M和點N軌跡圓E切點分別為C,D,連接CM,DE,過M作DE的垂線,垂足為點F,則四邊形CDFM為矩形,∵,,∴,則,則兩圓公切線CD的斜率即為直線FM的斜率為.故答案為:.規(guī)律方法:直線與圓相切問題的解題策略當直線與圓相切時,利用“切線與過切點的半徑垂直,圓心到切線的距離等于半徑”建立關于切線斜率的等式,所以求切線方程時主要選擇點斜式.過圓外一點求解切線段長的問題,可先求出圓心到圓外一點的距離,再結合半徑利用勾股定理計算.專題精練專題精練一、單選題1.(2024·河南洛陽·模擬預測)“”是“直線與直線平行”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2.(2024·福建廈門·二模)在平面直角坐標系中,點在直線上.若向量,則在上的投影向量為(
)A. B. C. D.3.(23-24高三下·內蒙古赤峰·開學考試)若雙曲線的實軸長為2,離心率為,則雙曲線的左焦點到一條漸近線的距離為(
)A. B. C.1 D.24.(2024·遼寧大連·一模)過點和,且圓心在x軸上的圓的方程為(
)A. B.C. D.5.(2024·江西·模擬預測)若點在圓的外部,則a的取值范圍為(
)A. B. C. D.6.(2023·北京房山·一模)已知直線與圓相交于M,N兩點.則的最小值為(
)A. B. C.4 D.67.(2023·湖北·二模)已知動直線l的方程為,,,O為坐標原點,過點O作直線l的垂線,垂足為Q,則線段PQ長度的取值范圍為(
)A. B. C. D.8.(2024·安徽合肥·一模)已知直線與交于兩點,設弦的中點為為坐標原點,則的取值范圍為(
)A. B.C. D.二、多選題9.(22-23高二上·湖北武漢·期末)設圓,直線為上的動點,過點作圓的兩條切線,切點為為圓上任意兩點,則下列說法中正確的有(
)A.的取值范圍為B.四邊形面積的最大值為C.滿足的點有兩個D.的面積最大值為10.(23-24高三上·河北衡水·階段練習)已知直線和圓,則(
)A.直線過定點B.直線與圓有兩個交點C.存在直線與直線垂直D.直線被圓截得的最短弦長為11.(2024·廣東汕頭·一模)如圖,是連接河岸與的一座古橋,因保護古跡與發(fā)展的需要,現規(guī)劃建一座新橋,同時設立一個圓形保護區(qū).規(guī)劃要求:①新橋與河岸垂直;②保護區(qū)的邊界為一個圓,該圓與相切,且圓心在線段上;③古橋兩端和到該圓上任意一點的距離均不少于.經測量,點分別位于點正北方向?正東方向處,.根據圖中所給的平面直角坐標系,下列結論中,正確的是(
)A.新橋的長為B.圓心可以在點處C.圓心到點的距離至多為D.當長為時,圓形保護區(qū)的面積最大三、填空題12.(2023·全國·模擬預測)已知圓與圓有3條公切線,則的值為.13.(2024·四川·模擬預測)圓與圓的公共弦長為.14.(23-24高三下·山東菏澤·階段練習)若曲線上兩個不同點處的切線重合,則稱這條切線為曲線的“自公切線”,則下列方程對應的曲線中存在“自公切線”的序號為..四、解答題15.(23-24高二上·江蘇南通·階段練習)已知圓O:(1)過圓外一點引圓的切線,求切線方程;(2)設點P是直線上的一點,過點P作圓的切線,切點是M,求的面積最小值以及此時點P的坐標.16.(22-23高二上·云南昆明·期中)已知圓C:和直線l:相切.(1)求圓C半徑;(2)若動點M在直線上,過點M引圓C的兩條切線MA、MB,切點分別為A、B.①記四邊形MACB的面積為S,求S的最小值;②證明直線AB恒過定點.17.(2024·四川成都·模擬預測)已知點,,點P在以AB為直徑的圓C上運動,軸,垂足為D,點M滿足,點M的軌跡為W,過點的直線l交W于點E、F.(1)求W的方程;(2)若直線l的傾斜角為,求直線l被圓C截得的弦長;(3)設直線AE,BF的斜率分別為,,證明為定值,并求出該定值.參考答案:題號12345678910答案DCADACBDACABC題號11答案AC1.D【分析】求出直線平行的充要條件為,結合充分條件、必要條件的定義即可得解.【詳解】若,則有,所以或,當時,,故,重合;當時,,滿足條件,所以“”是“”的既不充分也不必要條件,故選:D.2.C【分析】確定直線的方向向量,結合數量積的運算判斷出為直線的法向量,結合投影向量的含義即可求得答案.【詳解】由題意設直線的方向向量為,則,而,則,即為直線的法向量,又O到直線的距離為,故在上的投影向量為,
故選:C3.A【分析】根據條件列方程組求出,然后利用點到直線的距離求解即可.【詳解】由已知得,解得,則雙曲線的左焦點,一條漸近線,故雙曲線的左焦點到一條漸近線的距離為.故選:A.4.D【分析】借助待定系數法計算即可得.【詳解】令該圓圓心為,半徑為,則該圓方程為,則有,解得,故該圓方程為.故選:D.5.A【分析】根據表示圓得,又利用點在圓外得,從而可得結果.【詳解】因為可化為,則,所以.又點在圓的外部,所以,故,綜上,.故選:A.6.C【分析】先求出圓心和半徑,以及直線的定點,利用圓的幾何特征可得到當時,最小【詳解】由圓的方程,可知圓心,半徑,直線過定點,因為,則定點在圓內,則點和圓心連線的長度為,當圓心到直線距離最大時,弦長最小,此時,由圓的弦長公式可得,故選:C7.B【分析】利用萬能公式將直線方程化為,求出過原點與直線垂直的直線方程,進而得出點的軌跡為圓心為半徑為3的圓,進而轉化為點到圓的距離即可求解.【詳解】由可得,令,由萬能公式可得,,所以直線的方程為①,由題意可知過原點與直線垂直的直線方程為②,可得,即表示點的軌跡為圓心為半徑為3的圓,于是線段長度的取值范圍為,因為,所以線段PQ長度的取值范圍為,故選:B.8.D【分析】首先求出圓心坐標與半徑,再求出直線過定點坐標,設Ax1,y1,Bx2,y【詳解】即,則圓心為,半徑,直線,令,解得,即直線恒過定點1,0,又,所以點1,0在圓內,設Ax1,y1,B消去整理得,顯然,則,則,所以,,則,則,又直線的斜率不為,所以不過點1,0,所以動點的軌跡方程為(除點1,0外),圓的圓心為,半徑,又,所以,即,即的取值范圍為.故選:D
【點睛】關鍵點點睛:本題關鍵是求出動點的軌跡,再求出圓心到原點的距離,最后根據圓的幾何性質計算可得.9.AC【分析】根據切線長公式即可求解A,B,C,根據三角形的面積公式可求解D.【詳解】圓心到直線的距離,所以,因為圓的半徑為,根據切線長公式可得,當時取得等號,所以的取值范圍為,A正確;因為,所以四邊形的面積等于,四邊形面積的最小值為,故B錯誤;因為,所以,在直角三角形中,,所以,設,因為,整理得,則有,所以滿足條件的點有兩個,C正確;因為所以當,即,面積有最大值為,此時四邊形為正方形,則,滿足要求,故D錯誤,故選:AC.10.ABC【分析】利用直線方程求定點可判斷選項A;利用直線恒過定點在圓內可判斷選項B;利用兩直線的垂直關系與斜率的關系判斷選項C;利用弦長公式可判斷選項D.【詳解】對A,由可得,,令,即,此時,所以直線l恒過定點,A正確;對B,因為定點到圓心的距離為,所以定點在圓內,所以直線l與圓O相交,B正確;對C,因為直線的斜率為,所以直線l的斜率為,即,此時直線l與直線垂直,滿足題意,C正確;對D,因為直線l恒過定點,圓心到直線l的最大距離為,此時直線l被圓O截得的弦長最短為,D錯誤;故選:ABC.11.AC【分析】根據給定條件,求出直線的方程,聯立求出點的坐標判斷A;設,由題意列出
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