2.3.3 直线与圆的位置关系 学案(含答案)

2.3.3 直线与圆的位置关系学案（含答案）
23.3直线与圆的位置关系学习目标
1.掌握直线与圆的三种位置关系相交.相切.相离.
2.会用代数法和几何法来判定直线与圆的三种位置关系.
3.会用直线与圆的位置关系解决一些实际问题知识点直线与圆的位置关系直线AxByC0与圆xa2yb2r2的位置关系及判断位置关系相交相切相离公共点个数2个1个0个判断方法几何法设圆心到直线的距离ddrdrdr代数法由方程组消元得到一元二次方程的判别式0001若直线与圆有公共点，则直线与圆相交2如果直线与圆组成的方程组有解，则直线和圆相交或相切3若圆心到直线的距离大于半径，则直线与圆的方程联立消元后得到的一元二次方程无解题型一直线与圆的位置关系的判断例1求实数m的取值范围，使直线xmy30与圆
x2y26x50分别满足相交；相切；相离考点直线与圆的位置关系题点已知直线与圆的位置关系，求参数的值或范围解圆的方程化为标准形式为x32y24，故圆心3,0到直线xmy30的距离为d，圆的半径为r
2.若相交，则dr，即2，所以m2或m2；若相切，则dr，即2，所以m2；若相离，则dr，即2，所以2m
2.反思感悟直线与圆的位置关系的判断方法1几何法由圆心到直线的距离d与圆的半径r的大小关系判断2代数法根据直线方程与圆的方程组成的方程组解的个数来判断3直线系法若直线
恒过定点，可通过判断定点与圆的位置关系来判断直线与圆的位置关系但有一定的局限性，必须是过定点的直线系跟踪训练1已知直线lx2y50与圆Cx72y1236，判断直线l与圆C的位置关系考点直线与圆的位置关系题点判断直线与圆的位置关系解方法一代数法由方程组消去y后整理，得5x250x6
10.502456112800，该方程组有两组不同的实数解，即直线l 与圆C相交方法二几何法圆心7,1到直线l的距离为d
2.dr6，直线l与圆C相交题型二求切线方程例2过点A4，3作圆x32y121的切线，求此切线方程考点圆的切线问题题点求圆的切线方程解因为432312171，所以点A在圆外若所求直线的斜率存在，设切线斜率为k，则切线方程为y3kx4，即kxy4k
30.设圆心为C，因为圆心C3,1到切线的距离等于半径1，所以1，即|k4|，所以k28k16k21，解得k.所以切线方程为xy30，即15x8y3
60.若直线斜率不存在，圆心C3,1到直线x4的距离为1，这时直线x4与圆相切，所以另一条切线方程为x
4.综上，所求切线方程为15x8y360或x
4.引申探究若本例的条件不变，求其切线长解因为圆心C的坐标为3,1，设切点为B，则ABC为直角三角形，|AC|，又
|BC|r1，则|AB|4，所以切线长为
4.反思感悟求过某一点的圆的切线方程，首先判定点与圆的位置关系，以确定切线的数目1求过圆上一点Px0，y0的圆的切
线方程如果斜率存在且不为0，先求切点与圆心连线的斜率k，则由垂直关系，切线斜率为，由点斜式方程可求得切线方程如果k0或斜率不存在，则由图形可直接得切线方程为yy0或xx0.2求圆外一点Px0，y0的圆的切线时，常用几何方法求解设切线方程为yy0kxx0，即kxykx0y00，由圆心到直线的距离等于半径，可求得k，进而切线方程即可求出但要注意，若求出的k值只有一个时，则另一条切线的斜率一定不存在，可由数形结合求出跟踪训练21过圆x2y22x4y0上一点P3,3的切线方程为
A2xy90B2xy90C2xy90D2xy90考点圆的切线问题题点求圆的切线方程答案B解析x2y22x4y0的圆心为C1,2，kPC，切线的斜率k2，切线方程为y32x3，即2xy
90.2由直线yx1上任一点向圆x32y21引切线，则该切线长的最小值为A1B2
C.D3考点题点答案C解析圆心C3,0到yx1的距离d
2.所以切线的最小值为l.3过点P2,3且与圆x12y221相切的直线的方程为________________考点圆的切线问题题点求圆的切线方程答案x2或y3解析P2,3在圆x12y221外，过点P2,3与圆x12y221相切的直线有两条当斜率存在时，设切线的斜率为k，则切线方程为y3kx2即kxy32k0，1，k0，切线方程为y3，当斜率不存在时，切线方程为x
2.x2或y
3.弦长问题典例1过圆x2y28内的点P1,2作直线l交圆于A，B两点若直线l的倾斜角为135，则弦AB的长为________考点圆的弦长问题题点求圆的弦长答案解析由题意知直线l的方程为y2x1，即xy10，圆心O0,0到直线l的距离为d，则有|AB|
22.2圆心为C2，1，截直线yx1的弦长为2的圆的方程为
________________________考点圆的弦长问题题点直线和圆相交求圆的方程答案x22y124解析设圆的半径为r，由条件，得圆心到直线yx1的距离为d.又直线yx1被圆截得的弦长为2，即半弦长为，r2224，得r2，所求圆的方程为x22y1
24.3如果一条直线经过点M且被圆x2y225所截得的弦长为8，求这条直线的方程考点圆的弦长问题题点直线和圆相交求直线方程解圆x2y225的半径长r为5，直线被圆所截得的弦长l8，所以弦心距d
3.因为圆心O0,0到直线x3的距离恰为3，所以直线x3是符合题意的一条直线设直线ykx3也符合题意，即圆心到直线kxy0的距离等于3，于是3，解得k.故直线的方程为3x4y1
50.综上可知，满足题意的直线有两条，对应的方程分别为x3和3x4y1
50.素养评析1求直线与圆相交时的弦长有三种方法交点法将直线方程与圆的方程联立，求出交点A，B的坐标，根据两点间的距离公式|AB|求解弦长公式如图所示，将直线方程与圆的方程联立，设直线与圆的两交点分别是Ax1，y1，Bx2，y2，则
|AB||x1x2||y1y2|直线l的斜率k存在且不为0几何法如图，直线与圆C交于A，B两点，设弦心距为d，圆的半径为r，弦长为|AB|，则有2d2r2，即|AB|
2.通常采用几何法较为简便2对于弦长的计算要充分利用圆的几何性质，所以这类题目充分考查了数学运算与直观想象的数学核心素养1直线yx1与圆x2y21的位置关系是A相切B相交但直线不过圆心C直线过圆心D相离考点直线与圆的位置关系题点判断直线与圆的位置关系答案B解析圆心0,0到直线yx1的距离d1，直线与圆x2y21相交，又0,0不在yx1上2若直线3x4yb与圆x2y22x2y10相切，则b的值是A2或12B2或12C2或12D2或12考点直线与圆的位置关系题点根据直线与圆的位置关系求参数的值答案D解析圆的方程为x2y22x2y10，可化为x12y121，由圆心1,1到直线3x4yb0的距离为1，得b2或12，故选
D.3对任意的实数k，直线ykx1与圆x2y22的位置关系一定是A相离B相切C相交但直线不过圆心D相交且直线过圆心考点直线与圆的位置关系题点判断直线与圆的位置关系答案C解析直线ykx1恒过定点0,1，由定点0,1在圆x2y22内，知直线ykx1与圆x2y22一定相交又直线ykx1不过圆心0,0，则位置关系是相交但直线不过圆心，故选
C.4过原点的直线与圆x2y22x4y40相交所得弦的长为2，则该直线的方程为________考点圆的弦长问题题点直线和圆相交求直线方程答案2xy0解析设所求直线方程为ykx，即kxy0.由于直
线kxy0被圆截得的弦长等于2，圆的半径是1，因此圆心到直线的距离等于0，即圆心1,2位于直线kxy0上于是有k20，即k2，因此所求直线方程是2xy0.5过点3,1作圆x22y224的弦，其中最短弦长为________考点圆的弦长问题题点求圆的弦长答案2解析设点A3,1，易知圆心C2,2，半径r
2.当弦过点A3,1且与CA垂直时为最短弦，|CA|.半弦长.最短弦长为
2.1判断直线与圆位置关系的途径主要有两个一是圆心到直线的距离与圆的半径进行大小比较；二是直线与圆的方程组成的方程组解的个数两者相比较，前者较形象.直观，便于运算2与圆有关的弦长.切线问题常利用几何法求解，但注意验证所求直线的斜率不存在的情形，避免漏解。