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文档简介
专题2.2圆与直线:求圆方程,切线、相交弦一、热考题型归纳【题型一】求圆的方程1:求圆基础【题型二】求圆的方程2:外接圆型【题型三】求圆的方程3:内切圆型【题型四】求圆的方程4:有弦长求圆方程型【题型五】求圆的方程5:切线型求圆【题型六】求圆的方程6:最值型求圆【题型七】点与圆位置关系求参【题型八】到直线距离为定值的圆上的点【题型九】直线与圆相交弦长求参【题型十】最短弦应用【题型十一】圆内三角形面积【题型十二】圆内四边形面积【题型十三】原切线【题型十四】圆外点切线【题型十五】切点弦【题型十六】切点弦长及其最值二、培优练热点考题归纳【题型一】求圆的方程1:求圆基础【典例分析】1..(2022秋·湖南衡阳·高二校考期中)关于奇数的哥德巴赫猜想:任何大于的奇数都是三个素数之和,如,.若从中任取个不同的素数组成点,其中,且组成的所有点都在圆上,则圆的标准方程为(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】根据所有可能的结果,利用向量垂直的坐标表示可证得,由此可得圆心为中点,并求得半径,由圆心和半径可得圆的标准方程.【详解】由题意知:所有可能的结果为:,,,,,,则,圆的圆心为中点,半径,圆的标准方程为:.故选:D.2.(2022·全国·高三专题练习)圆心在直线x-y-4=0上,且经过两圆x2+y2+6x-4=0和x2+y2+6y-28=0的交点的圆的方程为(
)A.x2+y2-x+7y-32=0 B.x2+y2-x+7y-16=0C.x2+y2-4x+4y+9=0 D.x2+y2-4x+4y-8=0【答案】A【分析】设所求圆的方程为(x2+y2+6x-4)+λ(x2+y2+6y-28)=0,用λ表示出圆心,代入直线x-y-4=0,求出λ,从而可求出所求圆的方程.【详解】根据题意知,所求圆经过圆x2+y2+6x-4=0和圆x2+y2+6y-28=0的交点,设其方程为(x2+y2+6x-4)+λ(x2+y2+6y-28)=0,即(1+λ)x2+(1+λ)y2+6x+6λy-4-28λ=0,其圆心坐标为,,又由圆心在直线x-y-4=0上,所以--4=0,解得λ=-7,所以所求圆的方程为:(-6)x2+(-6)y2+6x-42y+192=0,即x2+y2-x+7y-32=0,故选:A.【提分秘籍】圆的一般方程表示的圆的圆心为,半径长为.【变式演练】1.(2023春·陕西榆林·高二校联考期末)若圆经过点,,且圆心在直线:上,则圆的方程为(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】求解的中垂线方程,然后求解圆的圆心坐标,求解圆的半径,然后得到圆的方程.【详解】圆经过点,,可得线段的中点为,又,所以线段的中垂线的方程为,即,由,解得,即,圆的半径,所以圆的方程为.故选:A.2.(2022·高二课时练习)某圆经过两点,圆心在直线上,则该圆的标准方程为(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】根据圆的平面几何性质可知圆心在的中垂线上,联立方程可得圆心坐标,再求出半径即可得解.【详解】因为圆经过两点,所以圆心在中垂线上,联立解得圆心,所以圆的半径,故所求圆的方程为,故选:D3.(2021·高二课时练习)在平面直角坐标系中,直线与两坐标轴分别交于点、,圆经过、,且圆心在轴上,则圆的方程为(
)A. B.C. D.【答案】A【解析】求出点、的坐标,设圆心坐标为,由可求出圆心的坐标,并求出圆的半径,由此可求得圆的方程.【详解】易知,直线交轴于点,交轴于点,设圆心的坐标为,由可得,解得,所以,圆的半径为,因此,圆的方程为,即为.故选:A.【题型二】求圆的方程2:外接圆型【典例分析】1.(2021·全国·高二单元测试)过点作圆两条切线,切点分别为A、B,O为坐标原点,则的外接圆方程是(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】由切线性质得O、A、B、P四点共圆,为直径,求得圆心坐标和半径可得圆方程即为所求.【详解】由题意知O、A、B、P四点共圆,从而的中点坐标为所求圆的圆心,为所求圆的半径,所以所求圆的方程为.故选:A.2.(2022·江苏·高二课时练习)已知中,,,点在直线上,的外接圆圆心为,则直线的方程为______.【答案】【分析】圆心到点的距离即为半径,可得到外接圆的方程,联立圆的方程与直线的方程,得到点坐标,利用直线方程两点式即可求解.【详解】因为的外接圆圆心为,所以的外接圆半径为,即的外接圆方程为.联立,解得,或,所以或(与点重合),舍,所以直线的方程为,即.故答案为:.【提分秘籍】圆的标准方程:圆心为,半径长为r的圆的标准方程是
(x-a)2+(y-b)2=r2
当时,方程为,表示以_原点O为圆心、半径为r的圆.【变式演练】1.(2021·全国·高二专题练习)已知三角形的三边所在直线为,,,则三角形的外接圆方程为________【答案】【解析】先由三条直线两两联立,求出三角形的三个顶点坐标,再设所求圆的一般方程,根据待定系数法,即可求出结果.【详解】由解得;由解得;由解得;根据题意,可得所求圆的方程过点,,,设所求圆的方程为,则,解得,即所求圆的方程为.故答案为:.2.(2022·全国·高二课时练习)已知点A是直角三角形ABC的直角顶点,且A(2a,2),B(-4,a),C(2a+2,2),则△ABC的外接圆的方程是________.【答案】(x+3)2+y2=5【解析】先根据已知求出a=-2,再求出外接圆的半径和圆心坐标,即得解.【详解】由题意,得2a=-4,∴a=-2,∴△ABC外接圆的半径为,圆心为(-3,0),∴△ABC外接圆的方程为(x+3)2+y2=5.故答案为:(x+3)2+y2=5.3.(2021·全国·高二专题练习)已知曲线与x轴交于M,N两点,与y轴交于P点,则外接圆的方程为(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】设外接圆的方程为,分别令,结合韦达定理求得D,E,F,代入即可求得圆的方程.【详解】设外接圆的方程为,点Q是的外接圆与y轴的另一个交点,分别令,则,.设,则,又曲线与x轴交于M,N两点,则,,,,,所以,,故外接圆的方程.故选:C.【题型三】求圆的方程3:内切圆型【典例分析】1.(2018·江苏省如皋中学高三阶段练习)已知圆C:,不经过点C的直线:与圆C相交于,二点,求的内切圆的面积最大值为__________.【答案】【分析】如图,设三角形内切圆的圆心为点,设内切圆的半径为,再通过分析得到当最大时,点C到直线AB的距离CE=CD+DE最大.由题得当时,点C到直线AB的距离最大,再根据三角形的内切圆性质求出内切圆的半径即得解.【详解】如图所示,设三角形内切圆的圆心为点,因为AC=BC,所以.设内切圆的半径为,在直角三角形中,最大,则两圆的圆心距CD最大,因为DE=DF,所以当最大时,点C到直线AB的距离CE=CD+DE最大.因为直线过定点(0,1),圆C(1,0),当时,点C到直线AB的距离最大,此时点C到直线AB的距离为,直线AB的斜率为,.由△ABC的内切圆得所以的内切圆的面积最大值为.故答案为:2.(2018·山西·太原五中高二阶段练习(文))如果三角形的顶点分别是,,,那么它的内切圆方程是______.【答案】【分析】利用截距式求得的方程为.设内切圆的圆心为,且,则半径为后,求得的值,可得圆心和半径,从而求得它的内切圆方程.【详解】利用截距式求得的方程为,即.∵为直角三角形,∴设内切圆的圆心为,且,则半径为,解得,∴圆心为,半径为3,故内切圆方程是.故答案为:.【提分秘籍】三角形内切圆,是三角形内角角平分线的交点。可以通过过角平分线上点到两边距离相等来进行求解【变式演练】1.(2022·高二课时练习)在平面直角坐标系中,已知三点,,,则的内切圆的方程为()A. B.C. D.【答案】D【分析】结合题意设出圆心,再利用圆心到直线与到直线的距离相等列出一个等式,即可求出圆心,即可进而求出半径,得到答案.【详解】易知是等腰三角形,且,∴圆心在直线上,设圆心,易得直线的方程为,直线的方程为,则,解得,则内切圆的半径为,∴所求圆的方程为.故选:D.2.(2022·全国·高二单元测试)已知三角形三边所在直线的方程分别为、和,求这个三角形的内切圆圆心和半径.【答案】圆心;半径为.【分析】由三角形所在位置设出其内切圆圆心坐标,利用三角形内切圆性质列方程,求解作答.【详解】依题意,由得直线与的交点,由得直线与的交点,由得直线与的交点,显然,且,即是等腰直角三角形,则直线平分,设的内切圆圆心为,,则,解得,即,半径,所以这个三角形的内切圆圆心和半径分别为圆心,.【题型四】求圆的方程4:有弦长求圆方程型【典例分析】1.(2020·全国·高三专题练习)若圆过点,且被直线截得的弦长为,则圆的方程为A.或B.或C.或D.或【答案】A【详解】由于圆过点,故圆心在直线上,设圆心坐标为,由圆的弦长公式得,解得,或.故圆心为或,半径为为或,故选.【点睛】本题主要考查圆的方程的求解,考查数形结合的思想方法,考查利用圆的弦长公式和弦长求参数的值.题目知道圆上两个点,根据圆的对称性可判断出圆心的纵坐标,设出圆心的坐标,利用两点间距离公式得到半径的表达式,利用弦长公式建立方程,由方程解出圆心的横坐标.2..(2022秋·山东枣庄·高二枣庄市第三中学校考期中)已知圆心在轴上的圆与直线相切,且截直线所得的弦长为,则圆的方程为(
)A. B.或C. D.或【答案】C【分析】由题意设圆的标准方程为,由圆与直线相切得,在由圆截直线的弦长为得,联立解出即可解决问题.【详解】由题设所求圆的圆心为,半径为,标准方程为因为圆与直线相切,所以有圆心到该直线的距离为半径,即:,也即
①又圆截直线的弦长为,设圆的圆心为到直线的距离为,所以,由有
②联立①②可得:,所以所求得圆的标准方程为故选:C.【提分秘籍】直线与圆相交时的弦长求法几何法利用圆的半径r,圆心到直线的距离d,弦长l之间的关系r2=d2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(l,2)))2解题代数法若直线与圆的交点坐标易求出,求出交点坐标后,直接用两点间距离公式计算弦长弦长公式法设直线l:y=kx+b与圆的两交点为(x1,y1),(x2,y2),将直线方程代入圆的方程,消元后利用根与系数的关系得弦长l=eq\r(1+k2)|x1-x2|=eq\r(1+k2[x1+x22-4x1x2])【变式演练】1.(2021秋·河北衡水·高三校考期中)不经过坐标原点的直线被曲线截得的弦的长度等于,则直线与坐标轴围成的三角形的外接圆方程是(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】由曲线方程可得到其圆心和半径,利用垂径定理可构造方程求得的值,从而得到直线方程,进而得到与坐标轴的交点坐标;根据直角三角形外心为斜边中点可求得所求的圆心坐标和半径,由此可得所求圆的方程.【详解】曲线的方程可整理为:,则曲线为圆心为,半径为的圆;圆心到直线的距离,,解得:或,又不经过坐标原点,,即,与坐标轴的交点坐标为,,直线与坐标轴围成的三角形的外接圆圆心为中点,半径,所求外接圆方程为,即.故选:A.2.2019秋·江西南昌·高二江西师大附中校考阶段练习)已知圆的圆心坐标为,且轴被截得的弦长为,则圆的方程为(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】由已知条件可知圆心到轴距离为,运用勾股定理和弦长公式求出圆的半径,进而可得圆的方程.【详解】已知圆的圆心坐标为,则圆心到轴距离为,又因为轴被截得的弦长为,则运用勾股定理可得,所以圆的方程为.故选:.【题型五】求圆的方程5:切线型求圆【典例分析】1.(2020·北京·高三专题练习)已知圆与轴的正半轴相切于点,圆心在直线上,若点在直线的左上方且到该直线的距离等于,则圆的标准方程为(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】设圆心,利用点到直线距离可构造方程求得,根据点的位置可确定圆心、半径,从而得到圆的标准方程.【详解】∵圆的圆心在直线上,则可设,∵圆与轴正半轴相切与点,且圆的半径,.到直线的距离,,解得:或,或,在直线的左上方,,,,∴圆的标准方程为:.故选:D.2.(2023·贵州铜仁·统考模拟预测)过、两点,且与直线相切的圆的方程可以是(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】分析可知,圆心在直线上,设圆心为,根据圆与直线相切以及圆过点可得出关于的等式,解出的值,即可得出所求圆的方程.【详解】因为、,则线段的垂直平分线所在直线的方程为,设圆心为,则圆的半径为,又因为,所以,,整理可得,解得或,当时,,此时圆的方程为;当时,,此时圆的方程为.综上所述,满足条件的圆的方程为或.故选:C.【提分秘籍】求过某一点的圆的切线方程(1)点(x0,y0)在圆上.①先求切点与圆心连线的斜率k,再由垂直关系得切线的斜率为-eq\f(1,k),由点斜式可得切线方程.②如果斜率为零或不存在,则由图形可直接得切线方程y=y0或x=x0.【变式演练】1.(2022秋·青海海南·高二海南藏族自治州高级中学校考期末)圆心在x轴负半轴上,半径为4,且与直线相切的圆的方程为(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】根据题意,设圆心为坐标为,,由直线与圆相切的判断方法可得圆心到直线的距离,解得的值,即可得答案.【详解】根据题意,设圆心为坐标为,,圆的半径为4,且与直线相切,则圆心到直线的距离,解得:或13(舍,则圆的坐标为,故所求圆的方程为,故选:A2.(2022秋·江苏南通·高二金沙中学校考阶段练习)已知直线xy+4=0与圆心为(2,0)的圆C相切,则圆C的方程为(
)A.(x﹣2)2+y2=3 B.(x﹣2)2+y2=9C.(x+2)2+y2=3 D.(x+2)2+y2=9【答案】B【分析】求出点(2,0)到直线xy+4=0的距离,可得出圆C的半径,进而可求得圆C的方程.【详解】由于直线xy+4=0与圆C相切,则圆C的半径,因此,圆C的方程为故选:B3.(2021秋·湖北武汉·高二华中科技大学附属中学校考阶段练习)已知半径为6的圆与x轴相切,且与圆内切,则此圆的方程是(
)A. B.或C. D.或【答案】D【分析】设圆的方程为,解方程即得解.【详解】由题意可设圆的方程为,则根据两圆内切,得,所以,所以,即圆的方程为或.故选:D【题型六】求圆的方程6:最值型求圆【典例分析】1.(2022·高二课时练习)与直线和圆都相切的半径最小的圆的方程是(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】求出过圆心与直线垂直的直线方程,所求圆的圆心在此直线上,又圆心到直线的距离可得所求圆的半径,设所求圆的圆心为,且圆心在直线的左上方,利用、可得答案.【详解】圆的圆心坐标为,半径为,过圆心与直线垂直的直线方程为,所求圆的圆心在此直线上,又圆心到直线的距离为,则所求圆的半径为,设所求圆的圆心为,且圆心在直线的上,所以,且,解得(不符合题意,舍去),故所求圆的方程为.故选:C.2.(2022·全国·高二专题练习)已知圆C的半径为,其圆心C在直线上,圆C上的动点P到直线的距离的最大值为,则圆C的标准方程为(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】由直线方程可知恒过定点,结合条件可得圆心C到直线的距离的最大值为,由几何知识可知CA垂直直线时,圆心C到直线的距离的最大,利用两点间距离公式即求.【详解】∵直线,∴,令,得,∴直线恒过定点,∵圆C上的动点P到直线的距离的最大值为,∴圆心C到直线的距离的最大值为,又圆心C在直线上,∴可设,当直线CA垂直直线时,圆心C到直线的距离的最大,∴,解得,故圆心,∴圆C的标准方程为.故选:A.【变式演练】1.(2020·全国·高三专题练习)圆心在曲线上,且与直线相切的面积最小的圆的方程为A. B.C. D.【答案】C【详解】圆心在曲线上,设圆心坐标为,半径,当半径最小时,圆的面积最小,由基本不等式得,当a=1时等号成立,此时半径的最小值为,故圆的面积最小时,圆心为,半径为,所以圆的方程为,故选:C2.(2021·高二课时练习)已知过点(0,2)的圆的圆心在直线上,则圆的面积最小时圆的方程是(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】利用点到直线的距离求出半径的最小值,由两直线的交点坐标求出圆心坐标,从而得到圆的方程;【详解】解:据题设分析知,圆半径的最小值,此时圆的圆心为直线与直线(直线)的交点.联立方程,解得,所以所求圆的方程是故选:A3.(2021·山东·高三专题练习)在平面直角坐标系xOy中,以点(0,1)为圆心且与直线x-by+2b+1=0相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为(
)A.x2+(y-1)2=4 B.x2+(y-1)2=2C.x2+(y-1)2=8 D.x2+(y-1)2=16【答案】B【分析】先求得直线恒过点P(-1,2),因此圆与直线x-by+2b+1=0相切于点P时,圆的半径最大,由此可求得圆的方程得选项.【详解】由整理得,所以直线x-by+2b+1=0过定点P(-1,2),如图.所以圆与直线x-by+2b+1=0相切于点P时,以点(0,1)为圆心的圆的半径最大,此时半径r为,此时圆的标准方程为x2+(y-1)2=2.故选:B.【题型七】点与圆位置关系求参【典例分析】1.(2023·甘肃定西·统考模拟预测)若点在圆的外部,则a的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】利用表示圆的条件和点和圆的位置关系进行计算.【详解】依题意,方程可以表示圆,则,得;由点在圆的外部可知:,得.故.故选:C2.(2023秋·甘肃酒泉·高三统考期末)若点在圆:的外部,则实数的取值范围为(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根据点与圆的位置关系建立不等式求解,并注意方程表示圆所满足的条件.【详解】因为点在圆:的外部,所以,解得,又方程表示圆,所以,解得,故实数a的取值范围为.故选:C【提分秘籍】点与圆的关系求参数,若点在圆内,则点到圆心的距离小于半径;若点在圆上,则点到圆心的距离等于半径,若点在圆外,则点到圆心的距离大于半径,判断点与圆位置关系的两种方法(1)几何法:主要利用点到圆心的距离与半径比较大小.(2)代数法:把点的坐标代入圆的标准方程,判断式子两边的大小,并作出判断.【变式演练】1.(2022·全国·高三专题练习)已知点在圆的外部(不含边界),则实数的取值范围为(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】本题首先可根据圆的方程得出圆心与半径,然后根据题意得出点到圆心的距离大于半径,最后根据两点间距离公式即可得出结果.【详解】圆,即,圆心,半径,因为点在圆的外部,所以点到圆心的距离大于半径,即,解得,故选:B.2.(2020秋·河北邯郸·高二校联考期中)若点在圆外,则实数的取值范围是(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】将已知圆的方程化为标准方程,找出圆心的坐标和半径,并求出满足圆成立的条件时的范围,利用两点间的距离公式求出的值,比较和半径的大小关系,列出关于的不等式,即可求得答案.【详解】把圆的方程化为标准方程为:,可得圆心的坐标为,半径,且,即.根据题意点在圆外,即,即有,整理可得,即,计算可得或,又,可得或,则实数的取值范围是.故选:.3.(2019秋·贵州贵阳·高二统考阶段练习)已知圆,若过点可作圆的两条切线,则的取值范围是A. B. C. D.【答案】B【分析】先求出方程是表示圆的范围,根据条件点在圆外,代入圆方程左式大于零,再求出可的取值范围,二者取交集,即为所求的结果.【详解】,化为,方程表示圆故或
①过点可作圆的两条切线,故在圆外,
②由①②可得,的取值范围是或.故选:B【题型八】到直线距离为定值的圆上点求参【典例分析】1.(2023·河北唐山·模拟预测)已知直线,圆,若圆上恰有三个点到直线的距离都等于,则(
)A.2 B.4 C. D.8【答案】C【分析】由于圆心到直线的距离为,根据圆上恰有三个点到直线的距离等于,可以得到圆心到直线的距离,可得半径的值.【详解】圆心,则点C到直线的距离,又因为圆C上恰有三个点到直线的距离为,所以圆心到直线的距离,即.故选:C.2.(2023·全国·高二专题练习)已知直线和圆,则“”是“圆上恰有三个不同的点到直线的距离为1”的(
)A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件【答案】C【分析】根据充分条件和必要条件的判断方法,结合直线与圆心的距离范围即可求解.【详解】圆的方程可化为,其圆心坐标为,半径为,当时,直线,圆心到直线的距离,此时圆上恰有三个不同的点到直线的距离为1,故充分性成立;当圆上恰有三个不同的点到直线的距离为1时,圆心到直线的距离,所以,解得,故必要性成立,所以“”是“圆上恰有三个不同的点到直线的距离为1”的充要条件.故选:C.【提分秘籍】解决圆上点到直线距离为定值的点的个数,可以以下几个图形来理解和计算.注意,不同的数据,图形会有出入,思维不变。【变式演练】1.(2023·全国·高三专题练习)若圆上恰有一个点到直线的距离为1,则a的值为(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】根据圆的性质,结合点到直线的距离公式进行求解即可.【详解】圆的圆心坐标为,半径为,因为圆上恰有一个点到直线的距离为1,所以圆心到直线的距离为3,所以有.故选:A.2.(2023秋·山东·高二山东师范大学附中校考期末)若圆上恰有两个点到直线的距离为1,则半径的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】作图,根据几何意义分析求解.【详解】如图,与直线平行的距离为1的直线有2条:,圆C:的圆心是,依题意及图:圆与必有2个交点,与相离,圆心C到的距离,;故选:C.3.(2023春·甘肃张掖·高二统考阶段练习)若圆上存在四个点到直线的距离为,则实数m的取值范围是(
)A. B.C. D.或【答案】C【分析】根据圆的标准方程得到圆心、半径,由题设可知到的距离,即可求m的取值范围.【详解】由题设,且半径,又圆上存在四个点到的距离为,∴到的距离,可得.故选:C【题型九】直线与圆相交弦长求参【典例分析】1.(2023秋·重庆沙坪坝·高二重庆八中校考阶段练习)直线与圆相交于、两点,若,则等于(
)A.0 B. C.或0 D.或0【答案】D【分析】求出到圆心的距离和圆心到直线的距离,即可求出的值.【详解】由题意,∵,∴到圆心的距离为,∴圆心到直线的距离为:,即.解得:或,故选:D.2.(2023秋·河南·高三校联考开学考试)已知过坐标原点的直线l与圆相交于M,N两点,当线段MN的长为整数时,所有满足条件直线的条数为(
)A.12 B.13 C.25 D.26【答案】C【分析】确定圆心和半径,求得MN的长的最小值和最大值,确定满足题意的所有整数值的个数,结合圆的对称性,即可确定答案.【详解】由题意知的圆心为,半径为,当直线l经过圆心时,MN最长,此时;当直线l与圆心和原点的连线垂直时,MN最短,此时,;故的范围为,由于,则包含共13个整数,其中为的最小值,此时l只有一条,取其他整数时,对应的直线l皆有2条,这2条直线关于直线对称,如图,
故当线段MN的长为整数时,所有满足条件直线的条数为,故选:C【提分秘籍】位置关系相交相切相离公共点个数2个_1个0个判定方法几何法:设圆心到直线的距离D<rD=rD>r代数法:由消元得到一元二次方程的判别式>0=0<0【变式演练】1.(2023·全国·高三专题练习)若直线与直线被圆截得的弦长之比为,则圆C的面积为(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】求出圆心分别到两条直线的距离,根据勾股定理求出两条直线被圆截得的弦长,根据弦长之比为列式求出,可得圆的半径,从而可得圆的面积.【详解】圆C的标准方程为,所以圆心到直线的距离为,到直线的距离分别为,所以直线被圆截得的弦长为,直线被圆截得的弦长为,由题意可得,解得,满足,所以圆C的半径为,面积为.故选:B.2..(2023秋·湖南永州·高三永州市第一中学校考阶段练习)已知直线是圆的一条对称轴,设直线与轴的交点为,将直线绕点按顺时针方向旋转得到直线,则直线被圆截得的弦长为(
)A.1 B. C.2 D.【答案】C【分析】由条件求列方程求,确定圆心坐标,圆的半径,再求圆心到直线的距离,利用弦长公式求直线被圆截得的弦长.【详解】根据题意,得点在直线上,所以,所以,故圆的圆心坐标为,半径为,由直线得直线与轴的交点为,所以,所以圆心到直线的距离为,故直线被圆截得的弦长为.故选:C.3.(2022秋·江苏南通·高二统考期中)已知圆,圆,过点两条互相垂直的直线,,其中与圆交于A,B,与圆交于C,D,且,则(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】首先写出过定点的两条直线方程,并求得圆心到对应直线的距离,结合弦长公式,,以及,列式求直线的斜率,最后求弦长的值.【详解】设,到直线AB,CD的距离分别为,,若过定点的直线分别为和,则,不满足条件,当两直线的斜率都存在时,设直线,斜率分别为,,则,直线,方程分别为,,由点到直线距离公式可得:,,又,,整理可得,所以.故选:A【题型十】最短弦应用【典例分析】1.(2023春·重庆沙坪坝·高三重庆一中校考阶段练习)圆被过点的直线截得的最短弦长为(
)A.2 B.4 C. D.【答案】C【分析】根据点与圆、直线与圆的位置关系即可求得最短弦长.【详解】圆,圆心,半径所以,故点在圆内,则当直线垂直于过C,P的直径时,最短弦长.故选:C.2.(2023秋·江苏扬州·高二统考开学考试)已知圆,直线则直线被圆截得的弦长的最小值为(
)A.5 B.4 C.10 D.2【答案】C【分析】先判定直线过定点,再由弦长公式计算即可.【详解】由,,即过定点,由得,半径,则当时,C到的距离最远,此时被圆截得的弦长最小,最小值为.故选:C
【提分秘籍】过圆内定点,最长弦为直径,最短的弦是垂直于过该店直径的弦。【变式演练】1.(2023春·江苏常州·高一华罗庚中学校考期末)若直线与圆交于,两点,当最小时,劣弧的长为(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】化简直线方程化为,得到直线恒过定点,结合圆的性质和圆的弦长公式,即可求解.【详解】由题意,直线可化为,当且,即且时,等式恒成立,所以直线恒过定点,由圆的方程知,圆心为,半径,当直线时,取得最小值,且最小值为,如图,此时弦长对的圆心角一半的正切值为,故圆心角为,所以劣弧长为.故选:B.2.(2019秋·安徽芜湖·高二芜湖一中校考阶段练习)已知直线l:和圆C:相交于A,B两点,则弦长的最小值是(
)A. B. C.2 D.【答案】B【分析】首先确定直线所过的定点,判断定点与圆的位置关系,进而确定弦长最小时定点与圆心所在直线与已知直线的位置关系,应用几何法求弦长最小值.【详解】由题设,,则,得,即直线l过定点,又,即在圆C内,且圆C中圆心,半径为2,故时,直线与圆的相交弦最短,而,所以弦长的最小值.故选:B3.(2023秋·江西吉安·高三统考期末)已知点,,若直线关于的对称直线与圆:交于,两点,则的最小值为(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】求出直线关于直线的对称直线,由于直线恒过点,当且仅当时,圆心到直线的距离最大,取最小值可得答案.【详解】∵,∴直线关于直线的对称直线为,可得,即直线恒过点,由得点在圆内,圆:的圆心,圆的半径为,当且仅当时,圆心到直线的距离最大,取最小值,由,得,所以:,圆心到直线的距离,.故选:C.【题型十一】圆内三角形面积【典例分析】1.(2022秋·江西·高二统考阶段练习)已知直线与圆相交于,两点,则的面积为(
)A.2 B. C. D.与有关的不确定值【答案】C【分析】计算圆心到直线的距离,,再计算面积得到答案.【详解】圆心到直线的距离,..故选:C2.(2021秋·福建龙岩·高二校联考期中)设直线与圆相交于、两点,且的面积为,则(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】利用三角形的面积公式可求得,可得出圆心到直线的距离,再利用点到直线的距离公式可求得的值.【详解】由三角形的面积公式可得,可得,,故,则为等腰直角三角形,所以,圆心到直线的距离为,由点到直线的距离公式可得,解得.故选:D.【变式演练】1.(2022秋·四川南充·高三四川省南充高级中学校考阶段练习)已知直线与圆相交于、两点,点在圆上,且满足,则满足条件的点个数为(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】D【分析】本题首先可确定圆心与半径,然后求出圆心到直线的距离以及弦长,再然后求出点到直线的距离,最后根据两侧圆上的点到直线的最大距离分别为和即可得出结果.【详解】,,圆心,半径,则圆心到的距离,弦长,设点到的距离为,则,解得,因为两侧圆上的点到直线的最大距离分别为和,所以满足条件的点个数为,故选:D.2.(2016秋·云南大理·高二阶段练习)设直线与圆相交于两点,若,则圆的内接正三角形的面积为(
)A.4 B.8 C. D.【答案】C【分析】根据题意求解圆心到直线的距离,利用弦长公式求解的值,进而得到圆的半径,即可得到内接正三角形的边长,即可求解其面积.【详解】解:圆心到直线的距离为,圆的半径,根据直线与圆相交的弦长公式,所以有:,解得:,所以圆的半径为.设该圆的内接正三角形的边长为,则,所以,所以正三角形的面积为.故选:C3.(2022秋·辽宁大连·高二大连八中校考期末)直线与圆相交于两点M,N,若满足,则.【答案】【分析】由点到直线的距离公式,结合已知可得圆心到直线的距离,再由圆的弦长公式可得,然后可解.【详解】因为,所以,所以,圆心到直线的距离因为,所以,所以故答案为:【题型十二】圆内四边形面积【典例分析】1.(2021秋·重庆沙坪坝·高二重庆八中校考阶段练习)在平面直角坐标系中,直线与圆交于,两点,已知四边形为菱形,则(
)A. B. C.2 D.【答案】A【分析】四边形为菱形,则对角线与垂直平分,易得线段OC中点在直线上,从而得到直线方程,进而利用垂径定理,即可得到结果.【详解】圆,圆心,半径,若四边形为菱形,则对角线与垂直平分,记,则,又在直线上,∴,即,∴直线AB为:∴C到直线距离为:,∴,故选:A2.(2021秋·四川内江·高二四川省内江市第六中学校考阶段练习)过圆内一点作两条相互垂直的弦AB和CD,且,则四边形ACBD的面积为(
).A.16 B.17 C.18 D.19【答案】D【分析】结合圆的几何性质以及勾股定理求得,由此求得四边形的面积.【详解】圆即,圆心为,半径.在圆内.,设分别是的中点,则,由于,所以四边形是正方形,所以,所以,所以四边形的面积为.故选:D【变式演练】1.(2022秋·广东深圳·高二深圳外国语学校校考期中)已知圆的方程为,设该圆过点的最长弦和最短弦分别为和,则四边形面积为(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】分析可知,计算出、,即可求得四边形的面积.【详解】圆的标准方程为,圆心为,半径为,,故点在圆内,如下图所示:则,过点的弦过圆心时,弦长取最大值,即,当过的弦与垂直时,弦长取最小值,即,此时,此时,四边形的面积为.故选:C.2.(2021·江苏·高二专题练习)若过原点O的动直线l将圆分成两部分的面积之差最大时,直线l与圆的交点记为A,B,直线l将圆E分成两部分的面积相等时,直线l与圆的交点记为C,D,则四边形ACBD的面积为(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】由题可得当直线时,弦AB将圆E分成两部分的面积之差最大,当直线l过圆心即与OE重合时,直径CD将圆E分成两部分的面积相等,进而得出四边形ACBD的面积.【详解】当直线l过圆心即与OE重合时,直径CD将圆E分成两部分的面积相等.如图所示,连接,设,过作的垂线,垂足为,则为的中点且.故,故即,由四边形可得记劣弧弓的面积为,,则弦AB将圆E分成两部分的面积之差为:,因为在上为减函数,故在为减函数,故当时,弦AB将圆E分成两部分的面积之差最大.此时与重合,即.圆心到原点O的距离为,半径为,所以,因为,所以.故选:A.3.(2022秋·福建泉州·高二校考期中)在圆内,过点的最长弦和最短弦分别是和,则四边形的面积为(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】化圆的方程为标准方差,求出圆心M的坐标与半径,最长的弦即为圆的直径,最短的弦和垂直,且经过点O,由垂径定理求得,从而可求四边形的面积.【详解】化圆为,可得圆心坐标为,半径为3.由圆的性质可得,最长的弦即圆的直径,故.因为,所以.弦最短时,弦与垂直,且经过点O,此时.故四边形的面积为.故选:B.【题型十三】圆切线【典例分析】1.(2023秋·江苏扬州·高二统考开学考试)圆在点处的切线方程为(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】先计算出,从而由斜率乘积为-1得到切线斜率,利用点斜式写出切线方程,得到答案.【详解】因为,所以在圆上,的圆心为,故,设圆在点处的切线方程斜率为,故,解得,所以圆在点处的切线方程为,变形得到,即.故选:A2.(2023·全国·高二专题练习)已知圆为圆O上位于第一象限的一点,过点M作圆O的切线l.当l的横纵截距相等时,l的方程为(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】利用过圆上点的切线的性质可得,利用点表示出切线方程,结合l的横纵截距相等,即得解【详解】由题意,点在第一象限,故过点M的的切线l斜率存在;点在圆上,故,即故直线l的方程为:令令当l的横纵截距相等时,又解得:即,即故选:A【变式演练】1.(2022·全国·高三专题练习)已知圆,直线l过点且与圆C相切,若直线l与两坐标轴交点分别为M、N,则(
)A. B.4 C. D.【答案】C【分析】由点在圆上,所以点为切点,利用圆的切线和圆心于切点的连线垂直,可求得斜率,利用点斜式即可求得切线方程,再求点的坐标,利用两点间距离公式即可得解.【详解】解:由圆,得圆心,半径,又因为为切点,所以,所以直线的斜率为,所以,即直线,则令,则,故选:C.2.(2023春·云南曲靖·高二校考阶段练习)已知过点的直线与圆相切,且与直线垂直,则(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】首先由点的坐标满足圆的方程来确定点在圆上,然后求出过点的圆的切线方程,最后由两直线的垂直关系转化为斜率关系求解.【详解】由题知,圆的圆心,半径.因为,所以点在圆上,所以过点的圆的切线与直线垂直,设切线的斜率,则有,即,解得.因为直线与切线垂直,所以,解得.故选:B.3.(2020·全国·高三专题练习)过点的直线与圆相切,则直线在轴上的截距为(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】由直线与圆相切,得到切线方程,令直线方程中的可得答案.【详解】当直线与x轴垂直时,则与圆不相切,不垂直时,设直线方程为,因为与圆相切,所以圆心到直线的距离等于半径,即,解得,所以直线方程为,当时,.故选:D.【题型十四】圆外点切线【典例分析】1..(2023春·甘肃武威·高二天祝藏族自治县第一中学校考开学考试)过点向圆引切线,则其切线方程为.【答案】或【分析】根据题意,分直线斜率存在与不存在讨论,然后结合点到直线的距离公式,即可得到结果.【详解】当切线斜率不存在时,切线方程为,当切线斜率存在时,设切线方程为,即,再根据圆心到切线的距离等于半径可得,解得,此时切线方程为.故答案为:或2.(2022·全国·高三专题练习)已知曲线y=与直线kx−y+k−1=0有两个不同的交点,则实数k的取值范围是.【答案】【分析】先化简曲线方程得到曲线为以为圆心,半径为1的上半圆,直线恒过点,画出图像,求解两个临界状态,过和两点的直线斜率,以及设过且与半圆相切的直线斜率,数形结合即得解【详解】由曲线可得为以为圆心,半径为1的上半圆直线kx−y+k−1=0过点,如图过和两点的直线斜率;设过的直线与半圆相切,结合图像可知,显然斜率存在,故圆心到直线的距离等于半径,即解得或(舍去,与下半圆相切)结合图像,故要使曲线y=与直线kx−y+k−1=0有两个不同的交点,则实数k的取值范围是故答案为:【提分秘籍】点(x0,y0)在圆外.①设切线方程为y-y0=k(x-x0),由圆心到直线的距离等于半径建立方程,可求得k,也就得切线方程.②当用此法只求出一个方程时,另一个方程应为x=x0,因为在上面解法中不包括斜率不存在的情况.③过圆外一点的切线有两条.一般不用联立方程组的方法求解.【变式演练】1.(2023·全国·高三专题练习)已知圆和圆,则过点且与都相切的直线方程为.(写出一条即可)【答案】或(写出一条即可)【分析】由直线与圆的位置关系通过几何法计算即可.【详解】若过M的切线斜率不存在,即为,此时显然与两圆都相切;若过M的切线斜率存在,不妨设为,则到的距离分别为,即.综上过M与两圆都相切的直线为:或故答案为:或(写出一个即可)2.(2022秋·山东青岛·高三青岛二中校考期中)已知圆C:,直线l与圆C相切,且在x轴、y轴上的截距相等,则满足上述条件的直线l共有条.【答案】4【分析】画出圆的图像,根据图像观察可得答案.【详解】由已知圆C:,圆心,半径作出圆的图像如下:根据图像观察可得:存在4条直线与圆C相切,且在x轴、y轴上的截距相等其中是过坐标原点的直线,是斜率为-1的直线故答案为:4.3.(2011秋·广东梅州·高三统考期末)已知直线经过坐标原点,且与圆相切,切点在第四象限,则直线的方程为.【答案】【分析】首先根据直线经过坐标原点将直线设为,然后根据直线与圆相切即可得到算式,再然后通过切点在第四象限即可得出直线的方程.【详解】设直线的斜率为,因为直线经过坐标原点,所以令直线的方程为,即,因为直线与圆相切,所以直线到圆心的距离等于半径,圆的方程为,即,圆心,半径为,,,,所以直线方程为,因为切点在第四象限,所以直线方程为.【题型十五】切点弦【典例分析】1.(2021·全国·高二课时练习)已知圆,过直线上第一象限内的一动点作圆的两条切线,切点分别为,过两点的直线与坐标轴分别交于两点,则面积的最小值为(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】由切线的性质,结合四点共圆判断可得O,A,M,B四点共圆,求得圆方程,由两圆方程相减可得相交弦AB方程,由题意可得面积,结合基本不等式求得最值.【详解】因为AB为切点,所以OA⊥AM,OB⊥BM,所以O,A,M,B四点共圆,设M(,),则其圆心O'(,),方程为(x)2+(y)2,整理得x2+y2﹣xx0﹣yy0=0,与圆O:x2+y2=1的方程作差得x+y=1,又AB是圆O与圆O'的公共弦,即直线AB的方程为x+y=1,又过两点的直线与坐标轴分别交于两点,得P(,0)Q(0,),又+=2,∴,当且仅当==1等号成立,则面积为,∴面积的最小值为故选:B.2.(2021·江西·高三阶段练习(文))已知圆О的方程为,过圆О外一点作圆O的两条切线PA,PB,切点分别为A,B,则直线AB的方程为(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】根据平面几何知识可知点O,A,P,B在以OP为直径的圆上,求出该圆的方程,再将两圆的方程相减,即可得到直线AB的方程.【详解】由题意知点O,A,P,B在以OP为直径的圆上,易求该圆的方程为,AB为圆与圆的公共弦,将这两圆的方程相减,得,即AB的方程为.故选:B.【提分秘籍】切点弦方程求解,可以有如下两种思路1.公共弦法:过圆外一点作圆的切线,则切点与四点共圆,线段就是圆的一条直径.两圆方程相减可得公共弦所在直线方程.2二级结论法:(x-a)2+(y-b)2=r2外一点P(x0,y0)做切线,切点所在直线方程(切点弦方程)为:(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2.【变式演练】1.(2021·安徽·合肥市第八中学高二阶段练习(理))过点作圆的两条切线,切点分别为,则直线的方程为(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】由可得圆心,设点,根据题意可得点在以为直径的圆上,求出该圆的方程与已知圆的方程相减即可求解.【详解】由可得圆心,设点,则,因为,是圆的两条切线,切点分别为,所以,,所以点在以为直径的圆上,圆心为设为中点,半径为,所以圆的方程为,而直线为两圆公共弦所在的直线,由可得,由可得,两圆方程相减可得:,所以直线的方程为,故选:A.2.(2022·江苏·高二课时练习)过点作圆C:的两条切线,切点分别为A,B,则直线AB的方程为(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】考虑斜率不存在和斜率为0的两种情况,计算切点,得到切线方程.【详解】,即,圆心为,半径.当斜率不存在时,直线与圆相切,切点为;当斜率为0时,直线与圆相切,切点为.故直线方程为斜率,直线方程为,即.故选:A.3.(2021·四川省绵阳南山中学高二期中(理))已知点在直线上,过点作圆的两条切线,切点分别为,,点在圆上,则点到直线距离的最大值为(
)A.4 B.6 C. D.【答案】B【分析】根据题意,设为直线上的一点,由切线的性质得点、在以为直径的圆上,求出该圆的方程,与圆的方程联立可得直线的方程,将其变形分析可得直线恒过的定点,由点到直线的距离分析可得答案.【详解】根据题意,设为直线上的一点,则,过点作圆的切线,切点分别为、,则有,,则点、在以为直径的圆上,以为直径的圆的圆心为C,,半径,则其方程为,变形可得,联立,可得圆C和圆O公共弦AB为:,又由,则有,变形可得,则有,解可得,故直线恒过定点,点在圆上,则点到直线距离的最大值为.故选:B.【题型十六】切点弦长及其最值范围【典例分析】1.(2022秋·福建厦门·高二福建省厦门第二中学校考阶段练习)已知直线是圆的对称轴,过点作圆C的一条切线,切点为,则(
)A.2 B. C. D.7【答案】D【分析】根据题意,得到直线过圆心,求得,得到,结合圆的弦长公式,即可求解.【详解】由圆,可得,所以圆心,半径为,又由直线是圆的对称轴,即直线过圆心,即,解得,即,则,所以切线长为.故选:D.2.(2023·全国·高二课堂例题)若圆关于直线对称,则由点向圆所作的切线长的最小值是(
)A.2 B.3 C.4 D.6【答案】C【分析】可以用两种方法求最小值:(1)代数法:直接利用勾股定理求出切线长,把切线长中的变量统一成一个,利用函数求最值;(2)几何法:把切线长最值问题转化成圆心到直线的距离问题.【详解】方法一:由,得,依题意得圆心在直线上,即,整理得
①.易知由点向圆所作的切线长
②,将①代入②,得.又,所以当时,.方法二:因为过圆外一点的圆的切线长、半径和该点到圆心的距离满足勾股定理,即,所以切线长最短时该点到圆心的距离最小,则原问题转化成求该点与圆心的距离的最小值问题.由题意知圆心,半径,点满足,即点在直线上;所以点与圆心的距离的最小值即圆心到直线的距离,易求得,所以切线长的最小值为.故选:C【提分秘籍】切点弦长问题,多通过切点三角形,转化为到圆心的距离问题【变式演练】1.(2023·全国·高三对口高考)已知点,动圆C与直线切于点B,过M、N与圆C相切的两直线相交于点P,则P点满足的条件是(
)A. B.C.或 D.或【答案】C【分析】设分别与圆C相切于Q、R,根据圆的切线长定理,可推出.【详解】由已知,设分别与圆C相切于Q、R,根据圆的切线长定理,有,,所以或.
故选:C2.(2023·全国·高二专题练习)已知圆,直线上动点,过点作圆的一条切线,切点为,则的最小值为(
)A.1 B. C. D.2【答案】C【分析】首先得出切线长的表达式,再以二次函数求值域的方法解之即可.【详解】圆:中,圆心,半径设,则,则,当时,,故选:C3..(2022秋·新疆乌鲁木齐·高二乌鲁木齐八一中学校考期末)已知圆,直线,为直线上的动点,过点作圆的切线,,切点为,,则最小值为(
)A.2 B.4 C.6 D.8【答案】B【分析】根据圆的性质结合条件可得四边形的面积为,然后利用点到直线的距离即得.【详解】圆C:的圆心为,半径,因为四边形的面积为,所以当四边形的面积最小时,取得最小值,此时最小,此时与直线垂直,因为到直线的距离为,所以,所以最小值为4.故选:B.一、单选题1.(2023秋·山东枣庄·高二枣庄八中校考期末)两定点A,B的距离为3,动点M满足,则M点的轨迹长为(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】由题意建立坐标系,由题意可得点M的轨迹方程,进而可得M点的轨迹长.【详解】以点A为坐标原点,直线AB为x轴,建立直角坐标系,如图,
则,设点,由,得,化简并整理得:,于是得点M的轨迹是以点为圆心,2为半径的圆,其周长为,所以M点的轨迹长为.故选:A.2.(2023秋·湖北·高三校联考阶段练习)已知O为坐标原点,过点作直线(不全为零)的垂线,垂足为,当变化时,的最小值为(
)A. B. C.1 D.3【答案】B【分析】根据题意,得到直线恒过点,结合,求得点的轨迹方程,结合点与圆的位置关系,即可求解.【详解】因为直线,可得,由方程组,解得,即直线恒过点,有因为过点作直线的垂线,垂足为,设,可得,所以,可得,整理得,即点的轨迹为以为圆心,半径为的圆,又由,所以.故选:B.3.(2021秋·辽宁大连·高三大连八中校考阶段练习)已知圆,圆,M,N分别是圆上的动点,P为x轴上的动点,则的最小值为(
)A. B.1 C. D.【答案】D【分析】利用圆的性质及“将军饮马”模型计算最值即可.【详解】
如图所示,易知,两圆半径分别为,取点关于横轴的对称点A,则,在横轴上任取一点,连接,连接交横轴于P,交圆于E(圆上靠近横轴一点),连接交圆于F(圆上靠近横轴一点),则,当且仅当,,对应重合时等号成立,此时的最小值为.故选:D4.(2023秋·河南许昌·高二统考期末)在平面直角坐标系Oxy中,A为直线l:上在第一象限内的点,,以AB为径的圆C与直线交于另一点.若,则A点的横坐标为(
)A. B.3 C.3或 D.2【答案】B【分析】由已知得,求得的方程,进而得,设,则,从而根据平面向量的数量积求出结果.【详解】如图,由已知得,则,所以的方程为.
由解得.设,则,从而.所以,解得或.又,所以,即点A的横坐标为3.故选:B.5.(2023秋·安徽阜阳·高二安徽省阜南实验中学校考开学考试)已知,,点为圆上任意一点,则面积的最大值为(
)A.5 B. C. D.【答案】D【分析】根据给定条件,求出直线的方程,再求出点P到直线距离的最大值作答.【详解】圆的圆心,半径,直线的方程为:,于是点到直线:的距离,而点在圆上,因此点到直线距离的最大值为,又,所以面积的最大值为.故选:D
6.(2023春·四川成都·高二成都七中校考开学考试)已知,是曲线上两个不同的点,,则的最大值与最小值的比值是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】方程表示的曲线为圆的左半部分和圆的右半部分,数形结合求出的最大值和最小值,进而求出比值.【详解】化简得,由,得.因为,所以或.当时,;当时,.所以方程表示的曲线为圆的左半部分和圆的右半部分.根据圆的性质知:当A,B分别与图中的M,N重合时,取得最大值,且最大值为6;当A,B为图中E,F,G,H四点中的某两点时,取得最小值,且最小值为.故的最大值与最小值的比值是.
故选:B.【点睛】关键点睛:本题的关键是通过分类讨论得到曲线的具体情况,结合图形,利用圆的性质,得到线段和的最值,即可得到它们的比值.7.(2023·全国·高二专题练习)已知,为圆上两个不同的点(为圆心),且满足,则(
)A. B. C.2 D.4【答案】C【分析】根据给定条件,求出,再利用数量积的运算律求解作答.【详解】依题意,,由,得,解得,所以.故选:C8.(2023秋·重庆沙坪坝·高二重庆八中校考阶段练习)已知点在直线上运动,是圆上的动点,是圆上的动点,则的最小值为(
)A.13 B.11 C.9 D.8【答案】D【分析】根据圆的性质可得,故求的最小值,转化为求的最小值,再根据点关于线对称的性质,数形结合解.【详解】如图所示,
圆的圆心为,半径为4,圆的圆心为,半径为1,可知,所以,故求的最小值,转化为求的最小值,设关于直线的对称点为,设坐标为,则,解得,故,因为,可得,当三点共线时,等号成立,所以的最小值为.故选:D.9.(2023秋·湖南长沙·高三周南中学校考开学考试)在平面直角坐标系中,若圆上存在点,且点关于直线的对称点在圆上,则的取值范围是(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】求出圆关于直线的对称圆的方程,由对称圆与圆有公共点可得答案.【详解】圆的圆心为,设关于直线的对称点为,所以,解得,关于直线的对称点为,由题意得,以为圆心,以为半径的圆与圆有公共点,所以,解得:.故选:B.
10.(2023春·北京海淀·高三清华附中校考开学考试)在平面直角坐标系中,为原点,已知,设动点满足,动点满足,则的最大值为(
)A.1 B. C. D.2【答案】C【分析】根据题意可得点在圆内部和圆周上,点的轨迹是以的直径的圆,延长交圆于点,设的中点为,的中点为,则,易得,再结合平面图形的性质和基本不等式即可得出答案.【详解】因为,设动点满足,所以点在圆内部和圆周上,因为动点满足,所以点的轨迹是以的直径的圆,如图,延长交圆于点,设的中点为,的中点为,则,若点在圆上时,两点重合,两点重合,若点在圆内时,则,所以,当且仅当点在圆上时,取等号,则,当且仅当三点共线时,取等号,因为,当且仅当重合时,取等号,因为,所以,所以,当且仅当时,取等号,此时,所以,当且仅当三点共线且点在圆与轴的交点处时,取等号,所以的最大值为.故选:C.11.(2023春·江西赣州·高二江西省大余中学校考期中)若M、N为圆上任意两点,P为直线上一个动点,则的最大值是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】先判断直线与圆的位置关系,再过点P作圆的两条切线,由图形可得,从而利用直线上的动点到圆心的最小距离求得的最大值,由此得解.【详解】因为圆的圆心为,半径为,所以圆心到直线的距离为,所以直线与圆相离,设PA、
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