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高中数学:怎样处理直线与圆的位置关系

时间:2020-06-08 02:37:10

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高中数学:怎样处理直线与圆的位置关系

处理直线与圆的位置关系,通常转化为线心距d与圆半径r的大小关系来解决,其中圆心C(a,b)到直线

的距离公式为

一. 线圆相切直线与圆相切的充要条件是:

例1. 直线

绕原点按逆时针方向旋转

后所得直线与圆

的位置关系是( )A. 直线过圆心B. 直线与圆相交,但不过圆心C. 直线与圆相切D. 直线与圆没有公共点解:已知圆

的圆心为C(2,0),半径

。由直线

得斜率

,即倾斜角为

。再绕原点按逆时针方向旋转

得倾斜角为

,从而斜率

,所以原直线化为

。由圆心C到直线

的距离

,知直线与圆相切,故选C。例2. 若直线

与圆

相切,则a的值为( )A. 1,-1B. 2,-2C. 1D. -1解:已知圆化为

,知圆心C(1,0),半径

。因为直线与圆相切,所以

,即

,解得

,故选D。

二. 线圆相离直线与圆相离的充要条件是:

;已知直线上一点P到圆心C的距离的最小值为线心距d,即有等量关系:

。例3. 圆

与直线

)的位置关系是( )A. 相交B. 相切C. 相离D. 不确定的解:圆方程化为标准方程得

,知圆心C(0,0),半径

因为圆心到直线

的距离

所以直线与圆相离,故选C例4. 已知P是直线

上的动点,PA、PB是圆

的两条切线,A、B是切点,C是圆心,那么四边形PACB面积的最小值为________________。解:已知圆化为

,知圆心C(1,1),半径

。因为

,求

的最小值就是求

的最小值,而

所以

三. 线圆相交直线与圆相交的充要条件是:

;若直线与圆相交,则线心距d、弦长的一半

与圆半径r构成直角三角形,即有等量关系:

。例5. 若直线

与圆

有两个不同的交点,则a的取值范围是( )A. (0,

)B. (

,0)C. (

)D. (

)解:已知圆心C(

,2),半径

。因为直线与圆相交,所以

,即

,平方去分母得

,解得

,故选B。例6. 已知圆C:

及直线

。当直线l被C截得的弦长为

时,则a=( )A.

B.

C.

D.

解:已知圆心C(a,2),半径

线心距为

因为线心距、弦长的一半与圆半径构成直角三角形,所以

解得

因为

,所以

,故选C

例7. 设圆满足:①截y轴所得弦长为2;②被x轴分成两段圆弧,其弧长的比为3:1。在满足条件①、②的所有圆中,求圆心到直线

的距离最小的圆的方程。解:设圆心C(a,b),半径r,则C到x轴、y轴的距离分别为

。由题设知圆C截x轴所得劣弧所对的圆心角是直角,所以有

;又圆C截y轴所得弦长为2,则有

,从而有

,由

当且仅当

时,d有最小值。解得

。故所求圆的方程为

▍ 来源:综合网络

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