高一数学圆的方程、直线与圆位置关系典型例题.doc

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1、高一数学圆的方程典型例题类型一：圆的方程例1求过两点、且圆心在直线上的圆的标准方程并判断点与圆的关系．分析：欲求圆的标准方程，需求出圆心坐标的圆的半径的大小，而要判断点与圆的位置关系，只须看点与圆心的距离和圆的半径的大小关系，若距离大于半径，则点在圆外；若距离等于半径，则点在圆上；若距离小于半径，则点在圆内．解法一：（待定系数法）设圆的标准方程为．∵圆心在上，故．∴圆的方程为．又∵该圆过、两点．∴解之得：，．所以所求圆的方程为．解法二：（直接求出圆心坐标和半径）因为圆过、两点，所以圆心必在线段的垂直平分线上，又因为

2、，故的斜率为1，又的中点为，故的垂直平分线的方程为：即．又知圆心在直线上，故圆心坐标为∴半径．故所求圆的方程为．又点到圆心的距离为．∴点在圆外．例2求半径为4，与圆相切，且和直线相切的圆的方程．解：则题意，设所求圆的方程为圆．圆与直线相切，且半径为4，则圆心的坐标为或．又已知圆的圆心的坐标为，半径为3．若两圆相切，则或．(1)当时，，或(无解)，故可得．∴所求圆方程为，或．(2)当时，，或(无解)，．∴所求圆的方程为，或．例3求经过点，且与直线和都相切的圆的方程．分析：欲确定圆的方程．需确定圆心坐标与半径，由于所求

3、圆过定点，故只需确定圆心坐标．又圆与两已知直线相切，故圆心必在它们的交角的平分线上．解：∵圆和直线与相切，∴圆心在这两条直线的交角平分线上，又圆心到两直线和的距离相等．∴．∴两直线交角的平分线方程是或．又∵圆过点，∴圆心只能在直线上．设圆心∵到直线的距离等于，∴．化简整理得．解得：或∴圆心是，半径为或圆心是，半径为．∴所求圆的方程为或．例4、设圆满足：(1)截轴所得弦长为2；(2)被轴分成两段弧，其弧长的比为，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．解法一：设圆心为，半径为．则到轴、轴的

4、距离分别为和．由题设知：圆截轴所得劣弧所对的圆心角为，故圆截轴所得弦长为．∴又圆截轴所得弦长为2．∴．又∵到直线的距离为∴当且仅当时取“=”号，此时．这时有∴或又故所求圆的方程为或解法二：同解法一，得．∴．∴．将代入上式得：．上述方程有实根，故，∴．将代入方程得．又　　∴．由知、同号．故所求圆的方程为或．类型二：切线方程、切点弦方程、公共弦方程例5　已知圆，求过点与圆相切的切线．解：∵点不在圆上，∴切线的直线方程可设为根据∴解得所以即因为过圆外一点作圆得切线应该有两条，可见另一条直线的斜率不存在．易求另一条切线为．

5、说明：上述解题过程容易漏解斜率不存在的情况，要注意补回漏掉的解．本题还有其他解法，例如把所设的切线方程代入圆方程，用判别式等于0解决（也要注意漏解）．还可以运用，求出切点坐标、的值来解决，此时没有漏解．例6两圆与相交于、两点，求它们的公共弦所在直线的方程．分析：首先求、两点的坐标，再用两点式求直线的方程，但是求两圆交点坐标的过程太繁．为了避免求交点，可以采用“设而不求”的技巧．解：设两圆、的任一交点坐标为，则有：　　　①　　　②①－②得：．∵、的坐标满足方程．∴方程是过、两点的直线方程．又过、两点的直线是唯一的．∴

6、两圆、的公共弦所在直线的方程为．练习：1．求过点，且与圆相切的直线的方程．解：设切线方程为，即，∵圆心到切线的距离等于半径，∴，解得，∴切线方程为，即，当过点的直线的斜率不存在时，其方程为，圆心到此直线的距离等于半径，故直线也适合题意。所以，所求的直线的方程是或．2、过坐标原点且与圆相切的直线的方程为解：设直线方程为，即.∵圆方程可化为，∴圆心为（2，-1），半径为.依题意有，解得或，∴直线方程为或.3、已知直线与圆相切，则的值为.解：∵圆的圆心为（1，0），半径为1，∴，解得或.类型三：弦长、弧问题例8、求直线被

7、圆截得的弦的长.例9、直线截圆得的劣弧所对的圆心角为解：依题意得，弦心距，故弦长，从而△OAB是等边三角形，故截得的劣弧所对的圆心角为.例10、求两圆和的公共弦长类型四：直线与圆的位置关系例11、已知直线和圆，判断此直线与已知圆的位置关系.例12、若直线与曲线有且只有一个公共点，求实数的取值范围.解：∵曲线表示半圆，∴利用数形结合法，可得实数的取值范围是或.例13圆上到直线的距离为1的点有几个？分析：借助图形直观求解．或先求出直线、的方程，从代数计算中寻找解答．解法一：圆的圆心为，半径．设圆心到直线的距离为，则．如

8、图，在圆心同侧，与直线平行且距离为1的直线与圆有两个交点，这两个交点符合题意．又．∴与直线平行的圆的切线的两个切点中有一个切点也符合题意．∴符合题意的点共有3个．解法二：符合题意的点是平行于直线，且与之距离为1的直线和圆的交点．设所求直线为，则，∴，即，或，也即，或．设圆的圆心到直线、的距离为、，则，．∴与相切，与圆有一个公共点；与圆相交，与圆有两个公共点．