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文檔簡介
.5.2:圓與圓的位置關系【考點歸納】【知識梳理】知識點1兩圓的位置關系及其判定(1)幾何法:若兩圓的半徑分別為r1,r2,兩圓連心線的長為d,則兩圓的位置關系如下:位置關系外離外切相交內(nèi)切內(nèi)含圖示d與r1,r2的關系d>r1+r2d=r1+r2|r1-r2|<d<r1+r2d=|r1-r2|d<|r1-r2|(2)代數(shù)法:設兩圓的一般方程為C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0(Deq\o\al(2,1)+Eeq\o\al(2,1)-4F1>0),C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0(Deq\o\al(2,2)+Eeq\o\al(2,2)-4F2>0),聯(lián)立方程得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x2+y2+D1x+E1y+F1=0,,x2+y2+D2x+E2y+F2=0,))則方程組解的個數(shù)與兩圓的位置關系如下:方程組解的個數(shù)2組1組0組兩圓的公共點個數(shù)2個1個0個兩圓的位置關系相交外切或內(nèi)切外離或內(nèi)含知識點2兩圓的位置關系與公切線條數(shù)的關系位置關系公切線條數(shù)圖示外離4外切3相交2內(nèi)切1內(nèi)含0【題型歸納】題型一、兩圓位置關系的判斷【例1】.(25-26高二上·江蘇連云港)圓和圓的位置關系是(
)A.內(nèi)含 B.相交 C.內(nèi)切 D.外切【答案】B【分析】求出兩圓心距,與半徑之差的絕對值,半徑之和比較大小即可判斷.【詳解】圓,,圓心分別為,,半徑分別為,.因為,,,因為,所以兩圓相交.故選:B.【變式1】.(24-25高二上·吉林長春·期末)已知圓,圓,則這兩個圓的位置關系為(
)A.外離 B.外切 C.相交 D.內(nèi)含【答案】C【分析】求出圓心距,與半徑之和,半徑之差的絕對值比較大小即可判斷.【詳解】由題可得:,,,,所以,則,則這兩個圓的位置關系為相交;故選:C【變式2】.(25-26高二上·河南南陽·階段練習)已知直線與圓相切,則圓和圓的位置關系是(
)A.相交 B.外切 C.內(nèi)切 D.外離【答案】A【分析】首先根據(jù)直線與圓的位置關系求,再計算圓心距,結合公式判斷兩圓的位置關系.【詳解】圓的圓心,半徑,由直線與圓相切,得,解得(負根舍去),所以,,圓的圓心,半徑,因為,所以圓和圓相交.故選:A題型二、由圓與圓的位置關系求參數(shù)問題【例2】.(24-25高二下·云南曲靖·期末)若圓與圓有且僅有2條公切線,則的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】根據(jù)兩圓的公切線數(shù)量得出兩點間距離范圍,再結合一元二次不等式求解即可.【詳解】因為圓:與圓:有且僅有2條公切線,所以圓:與圓:相交,所以,所以或.故選:D.【變式1】.(24-25高二上·貴州黔南·階段練習)已知圓與圓外離,則的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】分別求出兩圓的圓心和半徑,結合兩圓外離求解即可.【詳解】由,圓心為,半徑為,圓,即,則圓心,半徑為,,又,且兩圓外離,則,即,解得,所以,即的取值范圍是.故選:C【變式2】.(24-25高二上·海南·期末)已知圓,則點,若圓上存在一點滿足,則的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】設點,由求得點的軌跡方程為,將問題轉(zhuǎn)化成兩圓有公共點問題,利用兩圓位置關系的判斷方法解不等式即得.【詳解】設點,因,則由可得:,化簡整理得:,即點的軌跡方程為,依題意,圓與圓有公共點,又,兩圓半徑分別為,故得,即,即,解得.故選:A.題型三、圓與圓的位置關系確定圓的方程【例3】.(24-25高二上·全國)已知半徑為1的動圓與圓相切,則動圓圓心的軌跡方程是(
)A.B.或C.D.或【答案】D【分析】先求出已知圓圓心和半徑,再根據(jù)圓和圓的位置關系求解即可.【詳解】由,圓心為,半徑為4,設動圓圓心為,若動圓與已知圓外切,則,即;若動圓與已知圓內(nèi)切,則,即.綜上所述,動圓圓心的軌跡方程是或.故選:D.【變式1】.(23-24高二上·河南南陽·階段練習)以為圓心,且與圓相外切的圓C的方程為(
)A. B.C.=16 D.【答案】B【分析】根據(jù)兩圓外切求圓的半徑,即可求解.【詳解】由題意可知,兩圓的圓心距為5,設圓的半徑為,因為兩圓相外切,則,得,所以圓的方程為.故選:B【變式2】.(22-23高二上·廣西河池·階段練習)已知動圓與圓外切,同時又與軸相切,則圓的圓心軌跡方程為(
)A. B.和C. D.和【答案】D【分析】設動圓圓心為,半徑為,則由題意可得化簡可得答案.【詳解】的圓心為,半徑為2設動圓圓心為,半徑為,由題意得,即當時,化簡得:,當時,化簡得:,故選:D.題型四、兩圓的公共弦方程【例4】.(24-25高二上·廣西河池·期末)已知圓和圓,則兩圓公共弦所在直線的方程為.【答案】【分析】將圓和圓作差即可得兩圓公共弦所在直線的方程.【詳解】圓:和圓,兩圓作差相減,得直線方程為,經(jīng)檢驗,直線方程滿足題意;故答案為:.【變式1】.(24-25高二上·福建漳州·期末)已知圓:與圓:相交于A,B兩點,則兩圓的公共弦所在的直線方程為.【答案】【分析】兩圓的方程直接相減即可得到結果.【詳解】圓:與圓:相交于A,B兩點,則兩圓的公共弦所在的直線方程讓兩圓的方程直接相減得.故答案為:.【變式2.(24-25高二上·上?!て谀﹫A:與圓:的相交弦所在直線方程為.【答案】【分析】通過已知的圓的方程,利用相減法找到兩個圓的交點所在直線方程即可.【詳解】圓的方程是,簡化后為,聯(lián)立,兩式相減,得到,化簡可得.因此,過兩圓交點的直線方程為.故答案為:.題型五、兩圓的公共弦長問題【例5】.(24-25高二下·湖北·期中)已知圓和圓,則兩圓的公共弦長為.【答案】【分析】先求出相交兩圓的公共弦所在直線方程,再求出圓心到公共弦直線的距離,根據(jù)弦長公式即可求得公共弦長.【詳解】
如圖,由圓與圓相減,整理可得兩圓的公共弦所在直線方程為:,由圓的圓心到直線的距離為,由弦長公式,可得兩圓的公共弦長為.故答案為:.【變式1】.(24-25高二上·貴州·期中)已知圓:與圓:的交點為、,則.【答案】【分析】首先將圓的方程化為標準式,即可得到圓心坐標,再兩圓方程作差求出公共弦方程,求出圓心到公共弦的距離,最后由勾股定理計算可得.【詳解】圓:,即,則圓心,半徑;圓:,即,則圓心,半徑;所以,所以,所以兩圓相交,則兩圓公共弦方程為,即,則圓心到直線的距離,所以公共弦.故答案為:【變式2】.(24-25高二上·天津·期中)已知圓與圓相交于點、.①若,則公共弦所在直線方程為.②若弦長,則.【答案】或0【分析】對于①直接由兩圓方程相減得,對于②兩圓的方程相減得直線方程,再結合弦長的幾何法求解即可解決問題.【詳解】①若,則圓:,圓:,兩個方程相減得,化簡并整理得公共弦所在直線方程為,②若弦長,而兩圓方程相減得,化簡并整理得公共弦所在直線方程為,則到直線的距離為:,則,解得:,或,故答案為:;或0.題型六、兩圓的公切線長問題【例6】.(25-26高二上·湖南·階段練習)已知直線l與圓和都相切,則直線l的一般式方程為.(寫出一個即可)【答案】(答案不唯一,或填或填)【分析】先判斷兩圓位置關系可得公切線條數(shù),再分不同情況進行討論即可得.【詳解】設圓的圓心,半徑為,圓的圓心,半徑,則,因此兩圓外切,
由圖像可知,共有三條直線符合條件,顯然符合題意;又由方程和相減可得方程,即為過兩圓公共切點的切線方程,又易知兩圓圓心所在直線的方程為,直線與直線的交點為,設過該點的直線為,則,解得,從而該切線的方程為.故答案為:.(答案不唯一,或填或填)【變式1】.(2024·江西·模擬預測)寫出圓與圓的一條公切線方程.【答案】(答案不唯一)【分析】根據(jù)圓的方程判斷兩圓位置關系,即外切,進而求切點,結合已知求公切線方程,即可得答案.【詳解】由題設,圓心、,則,即兩圓外切,設切點為,,得,所以,又過與垂直的直線為兩圓的內(nèi)公切線,斜率為,該公切線方程為,整理得.設兩圓的一條外公切線與兩圓的切點分別為,連接,作,垂足為(如圖),則,所以,所以直線,即直線的斜率為,設直線為,則,所以,故為.由圖易知,另一條外公切線的方程為.故兩圓的公切線方程為或或(填其中之一即可).故答案為:(答案不唯一)【變式2】.(24-25高二上·湖南·期中)寫出與圓和圓都相切的一條直線方程.【答案】(或或,任寫一條即可,答案不唯一)【分析】求出兩圓圓心和半徑,兩圓圓心距以及兩圓心所在直線方程即可得兩圓公切線情況,再結合直線垂直關系以及兩平行直線距離公式即可求公切線方程.【詳解】圓的圓心為,半徑為,圓的圓心為,半徑為,兩圓心距為,故兩圓外切,兩圓圓心所在直線的方程為,即,中點為,切線垂直于直線,且經(jīng)過中點,所以切線的方程為;切線平行于直線,且到直線的距離為,設平行于直線切線方程為,則或,所以切線的方程分別為.
故答案為:(或或,任寫一條即可,答案不唯一).題型七:兩圓的公切線條數(shù)【例7】.(25-26高二上·全國·單元測試)圓:與圓的公切線條數(shù)是.【答案】3【分析】分析圓心距和兩圓半徑的關系,可知兩圓外切,即可得到兩圓公切線條數(shù).【詳解】圓的圓心,半徑,圓的圓心,半徑.因為,所以兩圓外切,所以圓與圓的公切線有3條.【變式1】.(24-25高三下·江蘇徐州·階段練習)已知圓與圓恰有三條公切線,則.【答案】【分析】根據(jù)兩圓恰有三條公切線,可得兩圓外切,利用圓心距等于半徑之和即可求解.【詳解】由題知,兩圓外切,由圓方程得,半徑,由圓方程得,半徑,則,解得.故答案為:【變式2】.(24-25高二上·寧夏吳忠·期中)若圓與圓有且僅有三條公切線,.【答案】【分析】根據(jù)條件直接求出兩圓的圓心和半徑,再利用兩圓的位置關系,即可求解.【詳解】易知圓的圓心為,半徑為,由,得到,則,即,圓的圓心為,半徑為,因為圓與圓有且僅有三條公切線,所以圓與圓外切,則,即,解得,故答案為:.【變式3】.(24-25高二上·江蘇南通·期末)已知圓和圓,則的公切線共有條.【答案】2【分析】先判斷兩圓的位置關系,得到公切線的條數(shù)即可.【詳解】由題意得圓的圓心坐標為,半徑為1,的圓心坐標為,半徑為2,則圓心距為,故兩圓相交,則兩圓的公切線的條數(shù)是2條.故答案為:2題型八:圓與圓位置關系的綜合【例8】.(25-26高二上·廣東·階段練習)已知圓的圓心在直線:上,圓過點,且圓與x軸相切,圓:()與圓內(nèi)切,切點為A.(1)求圓的標準方程;(2)求r的值以及點A的坐標;(3)過點A的直線l與圓,在第一象限分別交于B,C兩點,若,求直線l的方程.【答案】(1)(2),(3)【分析】(1)設圓,利用待定系數(shù)法即可求解;(2)根據(jù)兩圓的位置關系可求出,聯(lián)立兩圓的方程可求出點的坐標;(3)設直線的方程為,表示出兩圓的弦心距進而表示出和,最后利用列方程即可求解.【詳解】(1)設圓,由題意可知,解得,所以圓的標準方程為.(2)圓的圓心為,半徑為,圓的圓心為,半徑為,兩圓的圓心距為,因為兩圓內(nèi)切于點,所以,解得或(舍去),所以圓的標準方程為,聯(lián)立,解得,所以點的坐標為.(3)由題意可知,直線的斜率顯然是存在的且大于,設直線的方程為,即,圓的圓心到直線距離,根據(jù)弦長公式可得,圓的圓心到直線距離,根據(jù)弦長公式可得,所以,解得或(舍去),故直線的方程為.【變式1】.(25-26高二上·安徽·階段練習)已知圓C:與圓:.(1)若圓C與圓有3條公切線,求r的值.(2)若,試求:①圓C與圓所得的公共弦長;②經(jīng)過圓C與圓的交點且過坐標原點O的圓M的方程.【答案】(1)(2)①;②(或?qū)懀海痉治觥浚?)根據(jù)兩圓外切求出r即可;(2)①先判斷兩圓的位置關系,再利用垂徑定理求出弦長;②利用圓系方程,設圓,求出即可.【詳解】(1)圓C:的圓心,半徑為r,圓:的圓心,半徑為,由圓C與圓有3條公切線,所以圓C與圓相外切,故,所以;(2)①當時,圓C:,則,故圓C與圓相交,兩圓方程相減得,點C到直線距離為,所以圓C與圓所得的公共弦長為;②,,設圓M的方程為,因為圓M過坐標原點,所以把代入,可得:,即,故圓M的方程為,所以圓M的方程為(或?qū)懀海咀兪?】.(25-26高二上·內(nèi)蒙古呼倫貝爾·階段練習)已知:圓的圓心在第一象限,與軸相切,與軸交于、兩點,且,,點在斜率為的直線上.(1)求圓的標準方程;(2)若直線與圓交于,兩點,且,求直線的方程;(3)若存在圓心在直線上,半徑為1的圓與圓外切,求的取值范圍.【答案】(1)(2)或(3)或【分析】(1)設圓,根據(jù)題意列出方程求解;(2)設直線,求出圓心到直線的距離,結合,求出得解;(3)由題,求出到的距離,利用,求解.【詳解】(1)設圓,根據(jù)題意,可得,解得,所以圓的標準方程為.(2)設直線,圓心到的距離,因為,所以,即,所以或,所以直線的方程為或.(3)若存在圓與圓外切,即存在點使得,因為到的距離,所以,所以,即,解得或,所以的取值范圍為或.【高分演練】一、單選題1.(25-26高二上·北京·階段練習)已知圓與圓外切,則(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】求出兩圓的圓心和半徑,再利用兩圓外切列方程求解.【詳解】圓的圓心,半徑,圓的圓心,半徑,由圓外切,得,則,所以.故選:C2.(25-26高二上·山西晉中·階段練習)圓:與圓:公切線的條數(shù)為(
)A.4 B.3 C.2 D.1【答案】C【分析】求出兩圓圓心距離和半徑后,可得位置關系,由位置關系可得公切線的條數(shù).【詳解】由圓,得圓心,半徑;由圓,得,即圓心,半徑.兩圓圓心距,所以,即兩圓相交,所以兩圓公切線有2條.故選:C.3.(25-26高二上·江蘇南京·階段練習)已知圓:(,為常數(shù))與:.若圓心與關于直線對稱,則圓與的位置關系為(
)A.內(nèi)含 B.相交 C.相切 D.相離【答案】B【分析】根據(jù)條件求出的圓心,再根據(jù)圓心的距離即可判斷.【詳解】圓的方程為,依題意,,因為圓心與關于直線對稱,所以,又,,,,,所以兩個圓相交;故選:B.4.(25-26高二上·河北邢臺·階段練習)已知圓與圓相交于兩點,則點到直線的距離是(
)A.3 B. C. D.2【答案】B【分析】利用兩圓的公共弦方程結合點到直線的距離計算即可.【詳解】由題意可得直線的方程為,即0,則點到直線的距離是.故選:B5.(25-26高二上·河南駐馬店·階段練習)若圓上總存在兩個點到點的距離為6,則實數(shù)的取值范圍為()A. B.C. D.【答案】C【分析】根據(jù)圓的定義、兩圓相交的性質(zhì)進行求解即可.【詳解】,圓心,半徑為,設動點到點的距離為6的軌跡為圓,圓心為,因為圓上總存在兩個點到點的距離為6,所以圓與圓相交,于是有,解得,或,故選:C6.(25-26高二上·江蘇南京·階段練習)已知,若兩圓和恰有三條公切線,則的最大值為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】先求得兩圓的圓心和半徑,根據(jù)兩圓有三條公切線,可得兩圓外切,即可求得,令,代入上式,化簡整理,可得關于m的一元二次方程,根據(jù),結合判別式,即可得答案.【詳解】圓,整理得,則圓心為,半徑為1,圓,整理得,則圓心為,半徑為2,因為兩圓恰有三條公切線,所以兩圓外切,即圓心距等于半徑和,所以,解得,
令,則,代入,得,展開得,因為,所以,解得.所以的最大值為.故選:D7.(25-26高二上·江西·階段練習)已知圓與圓交于A,B兩點,則直線AB的一般式方程為(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】根據(jù)公共弦直線方程的求解方式,用兩圓聯(lián)立相減即可.【詳解】聯(lián)立兩式相減可得.故選:D.8.(25-26高三上·湖南長沙·階段練習)在平面直角坐標系xOy中,已知圓C的方程為若直線上至少存在一點,使得以該點為圓心,1為半徑的圓與圓C有公共點,則k的最大值為(
)A. B. C.1 D.【答案】D【分析】根據(jù)直線與圓的位置關系和點到直線的距離公式建立不等式,解之可得選項.【詳解】圓的標準方程為,半徑,當圓心到直線的距離時,滿足題意,圓心在直線上的射影點即滿足題意,故有,解得,即的最大值為,故選:D.9.(25-26高三上·河北·開學考試)若圓:與圓:有且僅有2條公切線,則的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】由題可知圓與圓相交,故,所以點在以原點為圓心,半徑分別為2和4的圓所夾的圓環(huán)內(nèi)部(不含邊界).分析可得代表點到直線的距離的5倍.根據(jù)圓內(nèi)點到直線距離最值的求法即可求解.【詳解】由題可知圓,半徑,圓,半徑.∵圓與圓有且僅有2條公切線,∴圓與圓相交,∴,∴點在以原點為圓心,半徑分別為2和4的圓所夾的圓環(huán)內(nèi)部(不含邊界).又,∴代表點到直線的距離的5倍.∵圓心到直線的距離為1,∴圓環(huán)內(nèi)的點到直線的距離,∴的取值范圍為.
故選:C.10.(25-26高三上·河北衡水·開學考試)已知A,B是圓O:與x軸的兩個交點,動點滿足,記點M的軌跡為,則(
)A.與圓O相切B.是兩條平行的直線C.的最大值為D.上的點到原點O的距離的最大值為6【答案】C【分析】依題意,設,利用先求出動點M的軌跡方程,得到是圓心在點,半徑為的圓,結合作圖,利用圓與圓之間位置關系判斷,圓的切線性質(zhì)以及圓上的點到定點距離的最值求解逐一判斷各選項即可.【詳解】設,由題意,,因,代入坐標可得:,兩邊取平方,整理得:,即,故點M的軌跡為是圓心在點,半徑為的圓.對于A,因圓與圓的圓心距滿足,故兩圓相交,即A錯誤;對于B,由上分析知是圓心在點,半徑為的圓,故B錯誤;對于C,如圖,當與圓相切時,取得最大值,此時記切點為,因,則,故得的最大值即,故C正確;對于D,由上分析,因圓的圓心與原點O都在軸上,故圓與軸的右交點到原點O的距離最大,且距離最大為,故D錯誤.故選:C.二、多選題11.(25-26高二上·江蘇連云港·階段練習)已知圓和圓的公共點為,,則(
)A. B.直線的方程是C. D.為等腰三角形【答案】BCD【分析】兩圓相減就是直線的方程,再利用圓心距,利用弦長公式逐項判斷即可.【詳解】對于A,圓的圓心,半徑為1,圓,圓心,半徑為2,圓心距為2,故A錯誤;對于B,公共弦所在的直線方程為:,即,故B正確;對于C,圓心到的距離為,所以,故C正確;對于D,,,,為等腰三角形,故D正確.故選:BCD.12.(25-26高一上·河南駐馬店·開學考試)已知圓與圓,下列選項正確的有(
)A.若,則兩圓外切B.若,則直線為兩圓的一條公切線C.若,則兩圓公共弦所在直線的方程為D.若,則兩圓公共弦的長度為【答案】BD【分析】利用圓與圓的位置關系可判斷A選項;利用直線與圓的位置關系可判斷B選項;將兩圓方程相減可判斷C選項;利用勾股定理可判斷D選項.【詳解】圓的圓心為,半徑為;圓的圓心為,半徑為,對于A選項,若兩圓外切,則,解得,A錯;對于B選項,若,圓心到直線的距離為,則直線與圓相切,圓心到直線的距離為,則直線與圓相切,故當時,則直線為兩圓的一條公切線,B對;對于C選項,若,因為,此時兩圓相交,將兩圓方程相減得,即,故當時,兩圓公共弦所在直線的方程為,C錯;對于D選項,當時,圓心到直線的距離為,此時兩圓的公共弦長度為,D對.故選:BD.13.(25-26高二上·重慶·階段練習)圓和圓的交點為A,B,則有(
)A.圓的圓心為,半徑為B.公共弦AB所在直線方程為C.線段AB中垂線方程為D.P為圓上一動點,則P到直線AB距離的最大值為【答案】ABC【分析】求出圓的標準方程即可判斷A選項,根據(jù)圓與圓的位置關系,兩圓的方程作差得出公共弦所在直線方程,判斷選項B;利用公共弦的中垂線過圓心即可求出線段的中垂線方程,判斷選項C;利用點到直線的距離即可判斷選項.【詳解】對于,由圓:可得,所以圓的圓心為,半徑為,故A正確;對于B,由圓:與圓的交點為A,B,兩式作差可得,即公共弦所在直線方程為,故B正確;對于C,圓:的圓心為,,則線段中垂線斜率為,即線段中垂線方程為:,整理可得,故C正確;對于D,圓,圓心到的距離為,半徑,所以P到直線AB距離的最大值為,故D不正確;故選:ABC14.(25-26高二上·河北保定·階段練習)已知點在直線上,點在圓上,過點向圓作切線,切點分別為,則下列說法正確的是(
)A.的最小值為B.若,則直線的方程為C.的最小值為D.的最小值為【答案】BCD【分析】先由圓心到直線距離得到直線與圓相離,由即可判斷A;以P為圓心、為半徑的圓與圓C作差即可求解判斷B;設,由將問題轉(zhuǎn)化為當取最大值時取最小值,接著在由即可求解判斷C;由結合C即可求解判斷D.【詳解】由題圓心,半徑,過圓心作,垂足為,則,直線與圓相離,所以,故A錯誤;當時,,則,故以為圓心,為半徑的圓的方程為,依題意,直線即圓與圓的公共弦,故直線的方程為,即B正確;設,因為,所以,所以當取最大值時,取最小值,而,所以當取最大值時,取最小值.在,此時,的最小值為,故C正確;由C項,,當時等號成立,故D正確.故選:BCD15.(25-26高二上·湖南·階段練習)已知點,圓,動點滿足,為坐標原點,記點的軌跡為曲線,則下列說法正確的是(
)A.若過點的直線與圓相切于點,且,則B.若過點的直線與圓相切于點,則面積的最大值為C.若與圓僅有一個公共點,則D.若與圓有兩個公共點,則【答案】ABD【分析】利用軌跡方程求法中的直接法求出點的軌跡,對于選項AB,作出圖象,數(shù)形結合可得答案;對于選項CD,利用兩圓的位置關系可得答案.【詳解】已知點,,設點,滿足,,,代入條件:,兩邊平方得:,整理:,,配方得:,因此,點的軌跡是以為圓心、半徑2的圓.圓的方程為,圓心為,半徑.對于選項A:,圓心,距離,切線長公式:,代入:,故選項A正確;對于選項B:中,(半徑垂直于切線),所以是直角三角形,直角在,的面積,其中,因此,故在時取到最大值.故選項B正確;選項C:圓:圓心,半徑;圓:圓心,半徑,圓心距,兩圓相切(一個公共點)的條件:或,由,得或,由,得(舍去).因此或,故選項C錯誤;選項D:兩圓有兩個公共點的條件:。,恒成立,只需:,故選項D正確.故選:ABD
16.(25-26高二上·江蘇·期中)圓與圓相交于、兩點,則(
)A.的直線方程為B.公共弦的長為4C.線段的垂直平分線方程為D.圓上的點與圓上的點的最大距離為【答案】ABD【分析】利用兩圓的公共弦方程計算可判定A,利用弦長公式可計算判定B,利用兩直線位置關系結合圓的對稱性可判定C,利用圓的性質(zhì)結合圖象可判定D.【詳解】對于A選項,將兩圓方程作差可得,即,所以直線的方程為,A對;對于B選項,圓的標準方程為,圓心為,半徑為,圓心到直線的距離為,所以,B對;對于C選項,圓的標準方程為,圓心為,半徑為,連接、、、,因為,所以直線過圓心,易知為的中點,又因,所以,所以垂直平分線段,,則直線的方程為,即,C錯;對于D選項,圓上的點與圓上的點的最大距離為,D對.故選:ABD.三、填空題17.(25-26高二上·陜西商洛·階段練習)兩圓與的公共弦長等于.【答案】【分析】由圓的方程求公共弦的方程,得到圓的圓心在公共弦上即可求解.【詳解】由題意,兩圓的標準方程為,,兩圓方程相減可得公共弦方程為:,因為圓心為,半徑為,該圓的圓心在公共弦上,所以公共弦長為該圓的直徑.故答案為:18.(25-26高二上·河南南陽·階段練習)圓經(jīng)過點,且與圓相切于坐標原點,則圓的標準方程為.【答案】【分析】根據(jù)條件確定圓D與圓C相外切,確定圓心D的坐標及圓D的半徑,從而得到圓的標準方程.【詳解】圓的標準方程為,則圓心,半徑,圓C過原點.因為圓與圓相切于坐標原點,且過點,所以圓與圓相外切,圓心是線段的垂直平分線與直線的交點.直線的方程為,線段的垂直平分線的方程為,所以,所以圓的半徑,所以圓的標準方程為.故答案為:
19.(25-26高三上·重慶·階段練習)已知曲線,若圓與都相切,則圓的標準方程為.【答案】【分析】由,得,由,得,由,得,畫出曲線的圖像,利用對稱性可設,即,解出即可.【詳解】由,得,則曲線表示圓的上半部分,由,得,則曲線表示圓的上半部分,由,得,則曲線表示圓的上半部分,畫出曲線,如圖所示.根據(jù)對稱性可知,圓的圓心在軸的正半軸上,設圓的標準方程為,則,解得,故圓的標準方程為.故答案為:.20.(25-26高二上·全國·課后作業(yè))已知與有且只有兩條公切線,則實數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】由題可得兩圓相交,據(jù)此可得答案.【詳解】得的圓心,半徑.將化為標準方程得,易知的圓心,半徑.又兩圓只有兩條公切線,故兩圓相交,即,顯然,則,即,解得.故答案為:.21.(25-26高二上·全國·單元測試)已知圓和圓,M,N分別是圓C,D上的動點,為直線上的動點,則的最小值是.【答案】【分析】先得到,設關于直線的對稱點為,求出的最小值,進而得到的最小值.【詳解】的圓心為,半徑為1.,圓心為,半徑為2.因為,所以兩圓相離,如圖所示.則,當且僅當三點共線,三點共線且在之間,在之間時,等號成立.設關于直線的對稱點為,連接,與直線交于點,此時,故即為的最小值,故的最小值為.故答案為:.四、解答題22、(24-25高二上·云南·階段練習)已知圓和圓.(1)判斷和的位置關系;(2)求與的公共弦所在直線的一般式方程以及公共弦的弦長.【答案】(1)相交(2),【分析】(1)首先求解兩圓的圓心距,利用兩圓的位置關系的公式,即可判斷;(2)兩圓相減,即可求解兩圓公共弦所在的直線方程,利用點到直線距離公式以及弦長公式求得正確答案.【詳解】(1)根據(jù)題意,圓的圓心為,半徑,圓,圓心為,半徑,所以圓心距,因為,故圓和圓相交.(2)將兩圓方程相減,有,所以兩圓公共弦所在直線的方程為,圓心到的距離,故公共弦的弦長為.23.(25-26高二上·山東菏澤·階段練習)已知圓,圓,(1)證明圓與圓相交,(2)求圓與圓的公共弦所在直線的方程.(3)求公共弦長.【答案】(1)證明見解析(2)(3)【分析】(1)根據(jù)圓的一般方程,求出圓心和半徑,根據(jù)圓心距離和半徑的關系,說明圓相交即可.(2)由(1)知兩圓相交,則根據(jù)一般方程作差得公共弦方程,求出結果即可;(3)根據(jù)弦長公式,利用半徑和弦心距,求出弦長即可.【詳解】(1)圓的標準方程為,所以圓心,半徑;圓的標準方程為,所以圓心,半徑;兩圓圓心距,,;所以圓與圓相交.(2)由(1)知,圓與圓相交,所以將圓與圓的方程相減,得兩圓的公共弦所在直線的方程,得,化簡得.(3)圓心到的距離為,圓的半徑,此時弦長為,即公共弦長為.24.(25-26高二上·江蘇南京·階段練習
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