3、①圆与圆的位置关系转化为圆心距与两圆半径之和或半径之差的关系
②公共弦满足的条件是:连心线垂直平分公共弦
★热点考点题型探析★
考点1 直线与圆的位置关系
题型1: 判断直线与圆的位置关系
[例1 ] (2005北京海淀)设m>0,则直线
(x+y)+1+m=0与圆x2+y2=m的位置关系为
A.相切 B.相交
C.相切或相离 D.相交或相切
[解析]圆心到直线的距离为d=
,圆半径为
.
∵d-r=
-
=
(m-2
+1)=
(
-1)2≥0,
∴直线与圆的位置关系是相切或相离.所以选C
[名师指引]判断直线与圆的位置关系的两种方法(代数法、几何法)中,几何法更简便
题型2:求解圆的切线、弦长问题
[例2] 已知圆
,
是
轴上的动点,
、
分别切圆
于
两点
(1)若点
的坐标为(1,0),求切线
、
的方程
(2)求四边形
的面积的最小值
(3)若
,求直线
的方程
[解题思路](2)用一个变量表示四边形
的面积(3)从图形中观察点
满足的条件
解析:(1)设过点
的圆
的切线方程为
,则圆心
到切线的距离为1,
![]()
或0,
切线
、
的方程分别为
和![]()
(2)
,![]()
(3)设
与
交于点
,则![]()
,在
中,
,
即![]()
![]()
设
,则![]()
直线
的方程为
或![]()
[名师指引]转化是本题的关键,如:第2问把切线长转化为圆外一点到圆心的距离;第3问把弦长转化为圆心到弦所在直线的距离,再利用射影定理转化为圆外一点
到圆心的距离。弦长、切线长问题经常要这种转化
[例3 ] 已知圆C:(x-1)2+(y-2)2=25,直线l:(2m+1)x+(m+1)y-7m-4
(m∈R).
(1)证明:不论m取什么实数,直线l与圆恒交于两点;
(2)求直线被圆C截得的弦长最小时l的方程.
[解析](1)解法1:l的方程(x+y-4)+m(2x+y-7)=0.
|
|
x+y-4=0, y=1,
即l恒过定点A(3,1).
∵圆心C(1,2),|AC|=
<5(半径),
∴点A在圆C内,从而直线l恒与圆C相交于两点.
解法2:圆心到直线
的距离
,![]()
,所以直线l恒与圆C相交于两点
(2)弦长最小时,l⊥AC,由kAC=-
,
∴l的方程为2x-y-5=0.
[名师指引]明确几点:
(1)动直线斜率不定,可能经过某定点
(2)直线与圆恒有公共点
直线经过的定点在圆内,此结论可推广到圆锥曲线
(3)过圆内一点,最长的弦为直径,最短的弦为垂直于直径的弦
题型3: 圆上的点到直线的距离问题
[例4 ]已知圆
和直线
,
(1)若圆
上有且只有4个点到直线l的的距离等于1,求半径
的取值范围;
(2)若圆
上有且只有3个点到直线l的的距离等于1,求半径
的取值范围;
(3)若圆
上有且只有2个点到直线l的的距离等于1,求半径
的取值范围;
[解题思路]解法1采用转化为直线与圆的交点个数来解决;解法2从劣弧的点到直线l的最大距离作为观察点入手
解法1:与直线
平行且距离为1的直线为
和
,圆心
到直线
的的距离为
,圆心
到直线
的的距离为
,
(1)圆
上有且只有4个点到直线l的的距离等于1![]()
(2)圆
上有且只有3个点到直线l的的距离等于1![]()
(3)圆
上有且只有2个点到直线l的的距离等于1![]()
解法2:设圆心
到直线l的距离为
,则![]()
(1)圆
上有且只有4个点到直线l的的距离等于1
,
(2)圆
上有且只有3个点到直线l的的距离等于1
,
(3)圆
上有且只有2个点到直线l的的距离等于1![]()
[名师指引]将圆上到直线l的距离等于1的点的个数转化为两条直线与圆的交点个数,是一种简明的处理方法,对解决这类问题特别有效
[新题导练]