2020年高考文科数学《直线与圆》题型归纳与训练
直线与圆题型总结
高中数学圆的方程典型例题类型一：圆的方程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．2、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．类型二：切线方程、切点弦方程、公共弦方程1 已知圆，求过点与圆相切的切线．2 两圆与相交于、两点，求它们的公共弦所在直线的方程．3、过圆122=+y x 外一点)3,2(M ，作这个圆的两条切线MA 、MB ，切点分别是A 、B ，求直线AB 的方程。
练习：1．求过点(3,1)M ，且与圆22(1)4x y -+=相切的直线l 的方程2、过坐标原点且与圆0252422=++-+y x y x 相切的直线的方程为 3、已知直线0125=++a y x 与圆0222=+-y x x 相切，则a 的值为.类型三：弦长、弧问题1、求直线063:=--y x l 被圆042:22=--+y x y x C 截得的弦AB 的长2、直线0323=-+y x 截圆422=+y x 得的劣弧所对的圆心角为3、求两圆0222=-+-+y x y x 和522=+y x 的公共弦长类型四：直线与圆的位置关系1、若直线m x y +=与曲线24x y -=有且只有一个公共点，实数m 的取值范围 2圆上到直线的距离为1的点有个？3、直线1=+y x 与圆)0(0222>=-+a ay y x 没有公共点，则a 的取值范围是4、若直线2+=kx y 与圆1)3()2(22=-+-y x 有两个不同的交点，则k 的取值范围是.5、 圆上到直线的距离为的点共有（）．（A ）1个（B ）2个（C ）3个（D ）4个6、 过点作直线，当斜率为何值时，直线与圆有公共点 类型五：圆与圆的位置关系1、判断圆02662:221=--++y x y x C 与圆0424:222=++-+y x y x C 的位置关系2圆0222=-+x y x 和圆0422=++y y x 的公切线共有条。
高中直线与圆题型归纳总结
高中直线与圆题型归纳总结直线与圆是高中数学中的重要知识点，涉及到的题型较为广泛。
在这篇文章中，我将对高中直线与圆题型进行归纳总结，以帮助同学们更好地掌握和应用这些知识。
一、直线与圆的基本性质在解题过程中，掌握直线与圆的基本性质是非常重要的。
下面列举了一些常见的性质：1. 直线与圆的位置关系：a. 若直线与圆有两个交点，则该直线称为切线；b. 若直线与圆相交于两个不重合的交点，则该直线称为割线；c. 若直线与圆不相交，则该直线称为外切线或外割线；d. 若直线完全在圆内，则该直线称为内切线或内割线。
2. 判定直线与圆的位置关系的方法：可以通过直线的方程与圆的方程进行联立，进而判断位置关系。
二、直线与圆的相交性质1. 两条直线与圆的相交性质：a. 相交弧的性质：两条直线与圆相交，相交的弧度数相等；b. 垂直切线的性质：切线与半径垂直；c. 切线长度的性质：切线长的平方等于切点到圆心的距离与圆半径的乘积。
2. 直线与圆的切线性质：a. 切线定理：切线与半径垂直；b. 外切角性质：切线与半径的夹角等于其对应的弧所对圆心角的一半。
三、直线与圆的方程1. 圆的一般方程：(x-a)² + (y-b)² = r²，其中(a, b)为圆心坐标，r为圆半径。
2. 直线的一般方程：Ax + By + C = 0，其中A、B、C为实数且不全为零。
3. 判定直线与圆的位置关系的方法：将直线方程代入圆的方程，求解该二次方程的判别式，进而判断位置关系。
四、直线与圆的应用题1. 判断两个圆的位置关系：比较两个圆的圆心距离与两个圆半径之和的大小来判断位置关系。
2. 直线与圆的垂直与切线问题：通过证明直线与半径的斜率乘积为-1，判定直线与圆的垂直关系；通过判定直线与圆的切点的情况，判定直线与圆的切线关系。
3. 直线与圆的联立方程求解问题：列出直线方程与圆方程，通过解联立方程，求解直线与圆的交点坐标。
4. 直线与圆的面积问题：求直线与圆所形成的图形的面积，可以通过计算扇形面积与三角形面积之和来完成。
重难点突破：直线与圆中最值问题全梳理
3
例题 4： 点 M x, y 在曲线 C ： x2 4x y2 21 0 上运动，t x2 +y2 12x 12 y 150 a ，且 t 的最
大值为
b
，若
a,
b
R
，则
a
1
1
1 b
的最小值为（
）
当 ，即 P 1, 0 时等号成立.故选： D .
【小结】本题考查了向量的计算，建立直角坐标系利用坐标计算是解题的关键.
1
例题 2： 已知在平面直角坐标系 xOy 中， O 为坐标原点， A0, 2 ， OB 2 OA 2 20 ，若平面内点 P 满
足 PB
3PA ，则
PO
的最大值为（
【解析】 x2 y2 4x 2 y 1 0 ，即 x 22 y 12 4 ，圆心为 2, 1 ，半径为 2 .弦长为 4 ，则
直线过圆心，即 2a 2b 4 0 ，即 a b 2 . a2 b2 a b2 2ab a b2 a b2 2 ，当
2 a b 1 时等号成立.故选： B .
5
题型五 直线与圆与三角函数结合的最值问题
例题 6： 已知 A xA, yA 是圆心为坐标原点 O ，半径为 1 的圆上的任意一点，将射线 OA 绕点 O 逆时针旋转
2 到 OB 交圆于点 B
3
xB, yB
，则 2 yA yB 的最大值为（
）
A．3
B．2
C． 3
D． 5
【分析】设射线
OA
BM AB BF AB AF 1，从而可得结果.
【解析】因为 C : x 12 y2 4 的圆心 1, 0 ，所以，可得以 1, 0 为焦点的抛物线方程为 y2 4x ，
2020届高考数学专题复习：直线与圆、圆与圆(含解析)
直线与圆、圆与圆一、学习目标1. 掌握直线与圆、圆与圆的位置关系及判定；2. 能解决与圆有关的综合问题． 二、基础自测1. 已知直线l 过点(1,2)P 且与圆22:2C x y +=相交于,A B 两点，ABC ∆的面积为1，则直线l 的方程为 .10x -=或3450x y -+=2. 过点1(,1)2P 的直线l 与圆22:(1)4C x y -+=交于A ,B 两点，当ACB ∠最小时，直线l 的方程为 .2450x y +-=3. 已知直线:60l x -+=与圆2212x y +=交于A ,B 两点，过A ,B 分别作l 的垂线与x 轴交于C ，D 两点，则CD = .44. 已知圆O 的半径为1，PA ，PB 为该圆的两条切线，A ，B 为两切点，那么PA PB ⋅u u u r u u u r的最小值为 .3-+三、典例分析题型一：与圆有关的求值问题1. 方程10)x y -≥表示的曲线长度为 .2. 已知圆22410x y x +--=与圆22240x y x y +--=相交于M N ，两点，则公共弦MN 的长为 ．3. 在平面直角坐标系xOy 60y +-=与圆22((1)2x y +-=交于A ，B 两点，则直线OA 与直线OB 的倾斜角之和为 ．60o4. 已知点P 是直线l ：40(0)kx y k ++=>上一动点，PA ，PB 是圆C ：2220x y y +-= 的两条切线，切点分别为A ，B ．若四边形PACB 的最小面积为2，则k = ．2题型二：与圆有关的求范围问题1. 已知点P 是圆22:4O x y +=上的动点，点(4,0)A ，若直线1y kx =+上总存在点Q ，使点Q 恰是线段AP 的中点，则实数k 的取值范围是__________．4,03⎡⎤-⎢⎥⎣⎦2. 已知,A B 是圆221:1C x y +=上的动点，AB P 是圆222:(3)(4)1C x y -+-=上的动点，则PA PB +u u u r u u u r的取值范围为 ．[7,13]3. 从直线3480x y ++=上一点P 向圆22:2210C x y x y +--+=引切线,PA PB ,,A B 为切点,则四边形PACB 的周长最小值为 ．224+4. 设直线l ：340x y a ++=，圆C ：()2222x y -+=，若在圆C 上存在两点P ， Q ，在直线l 上存在一点M ，使得PM PQ ⊥，则实数a 的取值范围是_________．164a -≤≤变式：1. 已知圆22:(1)(1)4M x y -+-=，直线:60,l x y A +-=为直线l 上一点，若圆M 上存在两点,B C ，使得60BAC ∠=︒，则点A 的横坐标的取值范围是 .[]1,52. 在平面直角坐标系xOy 中，已知B ，C 为圆224x y +=上两点，点(11)A ，，且AB ⊥AC ，则线段BC 的长的取值范围为 ．[6262]-+，3. 在平面直角坐标系xOy 中,圆C :224x y +=分别交x 轴正半轴及y 轴负半轴于M ,N 两点,点P 为圆C 上任意一点,则PM PN ⋅u u u u r u u u r的最大值为______. 442+4. 在平面直角坐标系xOy 中，若圆1C ：222(1)(0)x y r r +-=>上存在点P ，且点P 关于直线0x y -=的对称点Q 在圆2C ：22(2)(1)1x y -+-=上，则r 的取值范围是 ．[21,21]-+题型三：与圆有关的综合问题1. 如图，在平面直角坐标系xOy 中，已知圆22:40C x y x +-=及点(1,0)A -，(1,2)B ． （1）若直线l 平行于AB ，与圆C 相交于M ，N 两点，MN AB =，求直线l 的方程；（2）在圆C 上是否存在点P ，使得2212PA PB +=？若存在，求点P 的个数；若不存在，说明理由．【解】（1）圆C 的标准方程为22(2)4x y -+=，所以圆心(2,0)C ，半径为2．因为l AB ∥，(1,0)A -，(1,2)B ，所以直线l 的斜率为2011(1)-=--，设直线l 的方程为0x y m -+=， ……………………………………………2分则圆心C 到直线l的距离为d ==4分因为MN AB =而222()2MN CM d =+，所以2(2)422m +=+， ……………………………6分 解得0m =或4m =-，故直线l 的方程为0x y -=或40x y --=．…………………………………8分 （2）假设圆C 上存在点P ，设(,)P x y ，则22(2)4x y -+=，222222(1)(0)(1)(2)12PA PB x y x y +=++-+-+-=，即22230x y y +--=，即22(1)4x y +-=， ………………………………10分因为|22|22-+，……………………………………12分 所以圆22(2)4x y -+=与圆22(1)4x y +-=相交，所以点P 的个数为2．…………………………………………………………14分 2. 已知过点()0,1A 且斜率为k 的直线l 与圆C ：()()22231x y -+-=交于M ，N 两点.（1）求k 的取值范围；（2）若12OM ON ⋅=u u u u r u u u r，其中O 为坐标原点，求MN .【解】（1）由l 与圆交于,M N 两点，所以直线的斜率必存在. 设直线l 的斜率为k ，则直线l 的方程为1y kx =+.由圆C 的方程，可得圆心为()2,3C ，则(),1d C l <1<，解得4433k <<. （2）设()11,M x y ，()22,N x y ，则()11,OM x y =u u u u r ，()22,ON x y =u u u r，121212OM ON x x y y =+=u u u u r u u u r g g g .把直线1y kx =+代入到()()22231x y -+-=中， 得()()2214470k x k x +-++=. 由根与系数的关系，得12271x x k =+，122441kx x k ++=+.则()()21212121224117111k k x x y y x x kx k kx k k++⋅+⋅=⋅+--==+，解得1k =. 所以直线l 的方程为1y x =+.又圆心()2,3C 到直线l 的距离(),0d C l ==，即直线l 过圆心C .所以2MN =.3. 平面直角坐标系xOy 中，直线10x y -+=截以原点O（1）求圆O 的方程；（2）若直线l 与圆O 切于第一象限，且与坐标轴交于D ，E ，当DE 长最小时，求直线l 的方程； （3）设M ，P 是圆O 上任意两点，点M 关于x 轴的对称点为N ，若直线MP ，NP 分别交于x 轴于点(,0)m 和(,0)n ，问mn 是否为定值？若是，请求出该定值；若不是，请说明理由．【解】（1）因为O 点到直线10x y -+=， ………………………2分所以圆O= 故圆O 的方程为222x y +=． ………………4分 （2）设直线l 的方程为1(0,0)x ya b a b+=>>，即0bx ay ab +-=， 由直线l 与圆O=221112a b +=， ……………6分 2222222112()()8DE a b a b a b=+=++≥， 当且仅当2a b ==时取等号，此时直线l 的方程为20x y +-=．………10分 （3）设11(,)M x y ，22(,)P x y ，则11(,)N x y -，22112x y +=，22222x y +=，直线MP 与x 轴交点122121(,0)x y x y y y --，122121x y x y m y y -=-， 直线NP 与x 轴交点122121(,0)x y x y y y ++，122121x y x y n y y +=+， …………………14分 222222221221122112211221222221212121(2)(2)2x y x y x y x y x y x y y y y y mn y y y y y y y y -+----====-+--g ，故mn 为定值2． …………………16分4. 在平面直角坐标系xOy 中，已知圆C 经过(0,2)A ，(0,0)O ，(,0)(0)D t t >三点，M 是线段AD 上的动点，12,l l 是过点(1,0)B 且互相垂直的两条直线，其中1l 交y 轴于点E ，2l 交圆C 于P 、Q 两点． （1）若6t PQ ==，求直线2l 的方程；（2）若t 是使2AM BM ≤恒成立的最小正整数，求EPQ ∆的面积的最小值． 【解】（1）由题意可知，圆C 的直径为A D ，所以，圆C 方程为：22(3)(1)10x y -+-=．设2l 方程为：(1)yk x =-，则222(21)3101k k-+=+，解得 10k =，243k =，当0k=时，直线1l 与y 轴无交点，不合，舍去．所以，43k =此时直线2l 的方程为4340x y --=．（2）设(,)M x y ，由点M 在线段A D 上，得12x yt +=，即220x ty t +-=．由AM ≤2ＢM ，得224220()()339x y -++≥． 依题意知，线段A D 与圆224220()()339x y -++≥至多有一个公共点，88||3t -≥，解得1611t -≥或1611t +≥．因为t 是使AM ≤2BM 恒成立的最小正整数，所以，t =4．所以，圆C 方程为：22(2)(1)5x y -+-= ①当直线2l ：1x =时，直线1l 的方程为0y =，此时，2EPQ S =V ； ②当直线2l 的斜率存在时，设2l 的方程为：(1)y k x =-（0k ≠），则1l 的方程为：1(1)yx k =--，点1(0,)E k．所以，BE =又圆心Ｃ到2l，所以，PQ ==故12EPQS BE PQ =⋅===≥V四、自我检测1. 已知直线y =ax +3与圆22280x y x ++-=相交于A ，B 两点，点00(,)P x y 在直线y =2x 上，且P A =PB ，则0x 的取值范围为________.(1,0)(0,2)-U2. 在平面直角坐标系xOy 中，已知点(4,0)A -，(0,4)B ，从直线AB 上一点P 向圆224x y +=引两条切线PC ，PD ，切点分别为C ，D .设线段CD 的中点为M ，则线段AM 长的最大值为.3. 已知圆()()22:341C x y -+-=和两点(),0A m -，()(),00B m m >，若圆C 上存在点P ，使得90APB ∠=o ，则实数m 的最大值为 .4. 已知圆O 的方程是2220x y +-=，圆O '的方程是228100x y x +-+=，若由动点P 向圆O 和圆O '所引的切线长相等，则动点P 的轨迹方程是 .5. 在平面直角坐标系xOy 中，已知圆C ：22220x y x y ++-=，直线l ：(1)0m x y m +--=经过定点A ，过l 上一点P 作圆C 的切线，切点为T ，若PA，则直线l斜率的取值范围是．⎡⎣6. 如图，已知圆O：x2+y2=1与x轴交于A、B两点，与y轴交于点C，M是劣弧AC（点A、C除外）上任一点．直线AM与BC交于点P，直线CM与x轴交于点N，设直线PM，PN的斜率分别为m，n．（1）当四边形ABCM的面积最大时，求直线AM的斜率；（2）求m-2n的值；（3）试探究直线PN是否过定点，若过定点，请求出定点坐标；若不过定点，请说明理由．。
2020年高考文科数学《直线与圆》题型归纳与训练
12020年高考文科数学《直线与圆》题型归纳与训练【题型归纳】题型一 倾斜角与斜率例1 直线l310y +-=，则直线l 的倾斜角为（ ）A. 0150B. 0120C. 060D. 030【答案】 A【解析】由直线l310y +-=，可得直线的斜率为33-=k ，设直线的倾斜角为[)πα,0∈，则33tan -=α，∴︒=150α． 故选：A ．【易错点】基础求解问题注意不要算错【思维点拨】直线方程的基础问题（倾斜角，斜率与方程，注意倾斜角为α为2π，即斜率k 不存在的情况）应对相关知识点充分理解，熟悉熟练例2 已知三点()0,a A 、()7,3B 、()a C 9,2--在一条直线上，求实数a 的值. 【答案】2=a 或92=a 【解析】597,35ak a k CB AB +=-=∵A 、B 、C 三点在一条直线上，∴BC AB k k =，即59735a a +=-，解得2=a 或92=a ．题型二 直线方程例1 经过点()1,1M 且在两坐标轴上截距相等的直线是（ ）．A. 2x y +=B. 1x y +=C. 1x =或1y =D. 2x y +=或x y = 【答案】D【解析】若直线过原点，则直线为y x =符合题意，若直线不过原点设直线为1x ym m+=， 代入点()1,1解得2m =，直线方程整理得20x y +-=，故选D ． 【易错点】截距问题用截距式比较简单，但截距式1=+nym x 中要求m ，n 均非零。
故做题时应考虑此情形【思维点拨】求解基本直线方程问题通常比较简单，考虑时注意每种形式的适用范围即可。
不要漏解。
题型三 直线位置关系的判断例1 直线()1:3230l kx k y +--=和()()2:2220l k x k y -++-=互相垂直，则实数k 的值是（ ）A. 2-或1-B. 2或1-C. 2-或1D. 2或1 【答案】D【解析】根据直线垂直的充要条件得到： ()()()3*22*20k k k k -+-+= 化简为23201k k k -+=⇒= 或2 故选择D【易错点】本题若采用斜率之积为-1求解，则容易错误。
直线与圆知识点及经典例题(含答案)
圆的方程、直线和圆的位置关系【知识要点】一、 圆的定义：平面内与一定点距离等于定长的点的轨迹称为圆 （一）圆的标准方程222()()x a y b r -+-= 这个方程叫做圆的标准方程。
说 明：1、若圆心在坐标原点上，这时0a b ==，则圆的方程就是222x y r +=。
2、圆的标准方程的两个基本要素：圆心坐标和半径；圆心和半径分别确定了圆的位置和大小，从而确定了圆，所以，只要,,a b r 三个量确定了且r ＞0，圆的方程就给定了。
就是说要确定圆的方程，必须具备三个独立的条件确定,,a b r ，可以根据条件，利用待定系数法来解决。
（二）圆的一般方程将圆的标准方程222)()(r b y a x =-+-,展开可得02222222=-++--+r b a by ax y x 。
可见，任何一个圆的方程都可以写成 :220x y Dx Ey F ++++= 问题：形如220x y Dx Ey F ++++=的方程的曲线是不是圆？ 将方程022=++++F Ey Dx y x 左边配方得：22224()()222D E D E Fx x +-+++=（1）当F E D 422-+＞0时，方程（1）与标准方程比较，方程022=++++F Ey Dx y x 表示以(,)22D E--为圆 心，以2242D E F+-为半径的圆。
,（3）当F E D 422-+＜0时，方程022=++++F Ey Dx y x 没有实数解，因而它不表示任何图形。
圆的一般方程的定义：当224D E F +-＞0时，方程220x y Dx Ey F ++++=称为圆的一般方程. 圆的一般方程的特点：（1）2x 和2y 的系数相同，不等于零； （2）没有xy 这样的二次项。
（三）直线与圆的位置关系 1、直线与圆位置关系的种类（1）相离---求距离； (2)相切---求切线； （3）相交---求焦点弦长。
2、直线与圆的位置关系判断方法： 几何方法主要步骤：（1）把直线方程化为一般式，利用圆的方程求出圆心和半径 （2）利用点到直线的距离公式求圆心到直线的距离（3）作判断: 当d>r 时，直线与圆相离；当d ＝r 时，直线与圆相切;当d<r 时，直线与圆相交。
高考数学复习考点题型专题讲解20 直线与圆
高考数学复习考点题型专题讲解专题20 直线与圆高考定位考查重点是直线间的平行和垂直的条件、与距离有关的问题、直线与圆的位置关系(特别是弦长问题)，此类问题难度属于中低档，一般以选择题、填空题的形式出现.1.(2020·全国Ⅲ卷)点(0，－1)到直线y＝k(x＋1)距离的最大值为( )A.1B. 2C.3D.2答案 B解析记点A(0，－1)，直线l：y＝k(x＋1)，由l恒过定点B(－1，0)，当AB⊥l时，点A(0，－1)到直线y＝k(x＋1)的距离最大，最大值为 2.故选B.2.(2022·北京卷)若直线2x＋y－1＝0是圆(x－a)2＋y2＝1的一条对称轴，则a＝( )A.12B.－12C.1D.－1答案 A解析依题意可知圆心坐标为(a，0)，又直线2x＋y－1＝0是圆的一条对称轴，所以2a＋0－1＝0，所以a＝12，故选A.3.(多选)(2021·新高考Ⅰ卷)已知点P在圆(x－5)2＋(y－5)2＝16上，点A(4，0)，B(0，2)，则( )A.点P到直线AB的距离小于10B.点P到直线AB的距离大于2C.当∠PBA最小时，|PB|＝3 2D.当∠PBA最大时，|PB|＝3 2答案ACD解析设圆(x－5)2＋(y－5)2＝16的圆心为M(5，5)，半径为4，由题意知直线AB的方程为x4＋y2＝1，即x＋2y－4＝0，则圆心M到直线AB的距离d＝|5＋2×5－4|5＝115>4，所以直线AB与圆M相离，所以点P到直线AB的距离的最大值为4＋d＝4＋115，又4＋115<5＋1255＝10，故A正确；易知点P到直线AB的距离的最小值为d－4＝115－4，又115－4<1255－4＝1，故B不正确；过点B作圆M的两条切线，切点分别为N，Q，如图所示，连接MB，MN，MQ，则当∠PBA 最小时，点P与N重合，|PB|＝|MB|2－|MN|2＝52＋（5－2）2－42＝32；当∠PBA 最大时，点P 与Q 重合，|PB |＝32，故C ，D 都正确.综上，选ACD. 4.(2022·全国乙卷)过四点(0，0)，(4，0)，(－1，1)，(4，2)中的三点的一个圆的方程为________.答案 (x －2)2＋(y －3)2＝13或(x －2)2＋(y －1)2＝5或(x －43)2＋(y －73)2＝659或(x －85)2＋(y －1)2＝16925解析 依题意设圆的方程为x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0，其中D 2＋E 2－4F ＞0. 若过(0，0)，(4，0)，(－1，1)，则⎩⎨⎧F ＝0，16＋4D ＋F ＝0，1＋1－D ＋E ＋F ＝0，解得⎩⎨⎧F ＝0，D ＝－4，E ＝－6，满足D 2＋E 2－4F ＞0，所以圆的方程为x 2＋y 2－4x －6y ＝0， 即(x －2)2＋(y －3)2＝13； 若过(0，0)，(4，0)，(4，2)，则⎩⎨⎧F ＝0，16＋4D ＋F ＝0，16＋4＋4D ＋2E ＋F ＝0， 解得⎩⎨⎧F ＝0，D ＝－4，E ＝－2，满足D 2＋E 2－4F ＞0，所以圆的方程为x 2＋y 2－4x －2y ＝0， 即(x －2)2＋(y －1)2＝5；若过(0，0)，(－1，1)，(4，2)，则⎩⎨⎧F ＝0，1＋1－D ＋E ＋F ＝0，16＋4＋4D ＋2E ＋F ＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧F ＝0，D ＝－83，E ＝－143，满足D 2＋E 2－4F ＞0， 所以圆的方程为x 2＋y 2－83x －143y ＝0，即⎝ ⎛⎭⎪⎫x －432＋⎝ ⎛⎭⎪⎫y －732＝659；若过(－1，1)，(4，0)，(4，2)，则⎩⎨⎧1＋1－D ＋E ＋F ＝0，16＋4D ＋F ＝0，16＋4＋4D ＋2E ＋F ＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧F ＝－165，D ＝－165，E ＝－2，满足D 2＋E 2－4F ＞0， 所以圆的方程为x 2＋y 2－165x －2y －165＝0， 即⎝⎛⎭⎪⎫x －852＋(y －1)2＝16925.5.(2022·新高考Ⅰ卷)写出与圆x 2＋y 2＝1和(x －3)2＋(y －4)2＝16都相切的一条直线的方程________.答案 x ＝－1或7x －24y －25＝0或3x ＋4y －5＝0(答案不唯一，只需写出上述三个方程中的一个即可)解析 如图，因为圆x 2＋y 2＝1的圆心为O (0，0)，半径r 1＝1，圆(x －3)2＋(y －4)2＝16的圆心为A (3，4)，半径r 2＝4，所以|OA |＝5，r 1＋r 2＝5，所以|OA |＝r 1＋r 2，所以两圆外切，公切线有三种情况： ①易知公切线l 1的方程为x ＝－1.②另一条公切线l 2与公切线l 1关于过两圆圆心的直线l 对称. 易知过两圆圆心的直线l 的方程为y ＝43x ，由⎩⎨⎧x ＝－1，y ＝43x 得⎩⎨⎧x ＝－1，y ＝－43，由对称性可知公切线l 2过点⎝ ⎛⎭⎪⎫－1，－43.设公切线l 2的方程为y ＋43＝k (x ＋1)，因为点O (0，0)到l 2的距离为1， 所以1＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪k －43k 2＋1，解得k ＝724，所以公切线l 2的方程为y ＋43＝724(x ＋1)，即7x －24y －25＝0.③还有一条公切线l 3与直线l ：y ＝43x 垂直，设公切线l 3的方程为y ＝－34x ＋t ，易知t >0，因为点O (0，0)到l 3的距离为1， 所以1＝|t |⎝ ⎛⎭⎪⎫－342＋（－1）2，解得t ＝54或t ＝－54(舍去)，所以公切线l 3的方程为y ＝－34x ＋54，即3x ＋4y －5＝0.综上，所求直线方程为x＝－1或7x －24y －25＝0或3x ＋4y －5＝0.热点一 直线的方程及应用1.已知直线l 1：A 1x ＋B 1y ＋C 1＝0(A 1，B 1不同时为零)，直线l 2：A 2x ＋B 2y ＋C 2＝0(A 2，B 2不同时为零)，则l 1∥l 2⇔A 1B 2－A 2B 1＝0，且A 1C 2－A 2C 1≠0；l 1⊥l 2⇔A 1A 2＋B 1B 2＝0.2.两平行直线l 1：Ax ＋By ＋C 1＝0与l 2：Ax ＋By ＋C 2＝0间的距离d ＝|C 1－C 2|A 2＋B2(A 2＋B 2≠0). 3.点(x 0，y 0)到直线l ：Ax ＋By ＋C ＝0的距离d ＝|Ax 0＋By 0＋C |A 2＋B2(A 2＋B 2≠0). 例1 (1)已知直线3x ＋2y －3＝0与直线6x ＋my ＋7＝0互相平行，则它们之间的距离是( )A.4B.132C.21313D.71326(2)已知直线l 1：mx ＋y －1＝0，l 2：(2m ＋3)x ＋my －1＝0，m ∈R ，则“m ＝－2”是“l 1⊥l 2”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(1)B (2)A解析(1)由直线3x＋2y－3＝0与6x＋my＋7＝0互相平行，得m＝4，所以两直线方程分别为3x＋2y－3＝0与3x＋2y＋72＝0，所以它们之间的距离是⎪⎪⎪⎪⎪⎪72－（－3）32＋22＝132.故选B.(2)若l1⊥l2，则m(2m＋3)＋m＝0，解得m＝0或m＝－2，所以“m＝－2”是“l1⊥l2”的充分不必要条件.故选A.易错提醒 1.求解两条直线的平行或垂直问题时要考虑斜率不存在的情况；求解两条直线平行问题时，要注意排除两条直线重合的情况.2.求两平行直线间的距离时，需注意直线方程中x，y对应的系数相等.训练1 (1)已知直线l1：x＋(2a－1)y＋2a－3＝0，l2：ax＋3y＋a2＋4＝0，则“l1∥l2”是“a＝32”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(2)(多选)(2022·南通模拟)已知直线l过点(3，4)，点A(－2，2)，B(4，－2)到l的距离相等，则l的方程可能是( )A.x－2y＋2＝0B.2x－y－2＝0C.2x＋3y－18＝0D.2x－3y＋6＝0答案 (1)C (2)BC解析 (1)若l 1∥l 2，则a (2a －1)＝3， 且a 2＋4≠a (2a －3)， 解得a ＝32，所以充分性成立；当a ＝32时，l 1：x ＋2y ＝0，l 2：x ＋2y ＋256＝0，显然l 1∥l 2，所以必要性成立. 故“l 1∥l 2”是“a ＝32”的充要条件.(2)A ，B 在直线l 同侧时，k l ＝k AB ＝－2－24＋2＝－23，∴l ：y ＝－23(x －3)＋4，即2x ＋3y －18＝0，A ，B 在直线l 异侧时，l 过AB 中点M (1，0)，∴k l ＝0－41－3＝2，∴l ：y ＝2(x －3)＋4，即2x －y －2＝0，故选：BC.热点二 圆的方程(1)圆的标准方程：(x －a )2＋(y －b )2＝r 2(r ＞0)，圆心为(a ，b )，半径为r .(2)圆的一般方程：x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0(D 2＋E 2－4F ＞0)，圆心为⎝⎛⎭⎪⎫－D2，－E 2，半径为r ＝D 2＋E 2－4F2.例2 (1)(多选)(2022·潍坊调研)设圆A ：x 2＋y 2－2x －3＝0，则下列说法正确的是( ) A.圆A 的半径为2B.圆A 截y 轴所得的弦长为2 3C.圆A 上的点到直线3x －4y ＋12＝0的最小距离为1D.圆A 与圆B ：x 2＋y 2－8x －8y ＋23＝0相离(2)(2022·全国甲卷)设点M 在直线2x ＋y －1＝0上，点(3，0)和(0，1)均在⊙M 上，则⊙M 的方程为________.答案 (1)ABC (2)(x －1)2＋(y ＋1)2＝5解析 (1)把圆A 的方程x 2＋y 2－2x －3＝0化成标准方程为(x －1)2＋y 2＝4， 所以圆A 的圆心坐标为(1，0)，半径为2，A 正确； 圆A 截y 轴所得的弦长|CD |＝2×4－1＝23，B 正确； 圆心(1，0)到直线3x －4y ＋12＝0的距离为3，故圆A 上的点到直线3x －4y ＋12＝0的最小距离为3－2＝1，C 正确；圆B ：x 2＋y 2－8x －8y ＋23＝0的圆心为(4，4)，半径为3，根据（4－1）2＋42＝5可知，圆A 与圆B 外切，D 错误.故选ABC. (2)法一 设⊙M 的方程为(x －a )2＋(y －b )2＝r 2，则⎩⎨⎧2a ＋b －1＝0，（3－a ）2＋b 2＝r 2，a 2＋（1－b ）2＝r 2，解得⎩⎨⎧a ＝1，b ＝－1，r 2＝5，∴⊙M 的方程为(x －1)2＋(y ＋1)2＝5.法二 设⊙M 的方程为x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0(D 2＋E 2－4F ＞0)， 则M (－D 2，－E2)，∴⎩⎪⎨⎪⎧2·（－D 2）＋（－E2）－1＝0，9＋3D ＋F ＝0，1＋E ＋F ＝0，解得⎩⎨⎧D ＝－2，E ＝2，F ＝－3，∴⊙M 的方程为x 2＋y 2－2x ＋2y －3＝0，即(x －1)2＋(y ＋1)2＝5. 规律方法 解决圆的方程问题一般有两种方法(1)几何法：通过研究圆的性质、直线与圆、圆与圆的位置关系，进而求得圆的基本量和方程.(2)代数法：即用待定系数法先设出圆的方程，再由条件求得各系数.训练2 (1)已知圆C 与x 轴的正半轴相切于点A ，圆心在直线y ＝2x 上，若点A 在直线x －y －4＝0的左上方且到该直线的距离等于2，则圆C 的标准方程为( ) A.(x －2)2＋(y ＋4)2＝4B.(x ＋2)2＋(y ＋4)2＝16 C.(x －2)2＋(y －4)2＝4D.(x －2)2＋(y －4)2＝16(2)已知直线l 过点A (a ，0)且斜率为1，若圆x 2＋y 2＝4上恰有3个点到l 的距离为1，则a 的值为( )A.32B.±3 2C.±2D.± 2 答案 (1)D (2)D解析 (1)∵圆C 的圆心在直线y ＝2x 上， ∴可设C (a ，2a )，又圆C 与x 轴的正半轴相切于点A ， ∴a >0，且圆C 的半径r ＝2a ，A (a ，0). ∵点A 到直线x －y －4＝0的距离d ＝2， ∴d ＝|a －0－4|1＋1＝2，解得a ＝6或a ＝2， ∴A (2，0)或A (6，0)，又点A 在直线x －y －4＝0的左上方， ∴A (2，0)，∴C (2，4)，r ＝4，∴圆C 的标准方程为(x －2)2＋(y －4)2＝16.故选D. (2)因为直线l 过点A (a ，0)且斜率为1， 所以其方程为y ＝x －a ， 即x －y －a ＝0.因为圆x 2＋y 2＝4上恰有3个点到l 的距离为1， 所以圆心到直线的距离为1， 即|－a |2＝1，解得a ＝± 2.故选D. 热点三 直线与圆、圆与圆的位置关系1.直线与圆的位置关系：相交、相切和相离. 判断方法：(1)点线距离法(几何法).(2)判别式法：设圆C ：(x －a )2＋(y －b )2＝r 2，直线l ：Ax ＋By ＋C ＝0(A 2＋B 2≠0)，方程组⎩⎨⎧Ax ＋By ＋C ＝0，（x －a ）2＋（y －b ）2＝r 2，消去y ，得到关于x 的一元二次方程，其根的判别式为Δ，则直线与圆相离⇔Δ<0，直线与圆相切⇔Δ＝0，直线与圆相交⇔Δ>0.2.圆与圆的位置关系，即内含、内切、相交、外切、外离.考向1 直线与圆的位置关系例3 (1)(2022·北京石景山区二模)已知圆C ：(x －3)2＋y 2＝9，过点D (1，2)的直线l 与圆C 交于A ，B 两点，则弦AB 长度的最小值为( ) A.1 B.2 C.3 D.4(2)(2022·新高考Ⅱ卷)设点A (－2，3)，B (0，a )，若直线AB 关于y ＝a 对称的直线与圆(x ＋3)2＋(y ＋2)2＝1有公共点，则a 的取值范围是________. 答案 (1)B (2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤13，32解析 (1)根据题意圆C ：(x －3)2＋y 2＝9，圆心C (3，0)，半径为3，点D (1，2)在圆C 的内部.当直线DC 垂直于直线l 时，即点D 为AB 的中点时，弦AB 最短. ∵|DC |＝（3－1）2＋（0－2）2＝22， ∴|AB |min ＝2r 2－|DC |2＝29－8＝2. 故选B.(2)法一 由题意知点A (－2，3)关于直线y ＝a 的对称点为A ′(－2，2a －3)， 所以k A ′B ＝3－a 2，所以直线A ′B 的方程为y ＝3－a2x ＋a ，即(3－a )x －2y ＋2a ＝0. 由题意知直线A ′B 与圆(x ＋3)2＋(y ＋2)2＝1有公共点， 易知圆心为(－3，－2)，半径为1， 所以|－3（3－a ）＋（－2）×（－2）＋2a |（3－a ）2＋（－2）2≤1，整理得6a 2－11a ＋3≤0，解得13≤a ≤32，所以实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤13，32.法二 易知(x ＋3)2＋(y ＋2)2＝1关于y 轴对称的圆的方程为(x －3)2＋(y ＋2)2＝1，由题意知该对称圆与直线AB 有公共点.直线AB 的方程为y ＝a －32x ＋a ，即(a －3)x －2y ＋2a ＝0，又对称圆的圆心为(3，－2)，半径为1， 所以|3（a －3）＋（－2）×（－2）＋2a |（a －3）2＋（－2）2≤1， 整理得6a 2－11a ＋3≤0，解得13≤a ≤32，所以实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤13，32.法三 易知(x ＋3)2＋(y ＋2)2＝1关于y 轴对称的圆的方程为(x －3)2＋(y ＋2)2＝1， 由题意知该对称圆与直线AB 有公共点. 设直线AB 的方程为y －3＝k (x ＋2)， 即kx －y ＋3＋2k ＝0，因为对称圆的圆心为(3，－2)，半径为1， 所以|5k ＋5|k 2＋（－1）2≤1，解得－43≤k ≤－34，又k ＝a －32，所以－43≤a －32≤－34， 解得13≤a ≤32，所以实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤13，32.考向2 圆与圆的位置关系例4 (1)(2022·台州调研)已知圆O 1：x 2－2ax ＋y 2＋a 2－1＝0与圆O 2：x 2＋y 2＝4有且仅有两条公共切线，则正数a 的取值范围为( ) A.(0，1) B.(0，3) C.(1，3) D.(3，＋∞)(2)(多选)已知圆C 1：x 2＋y 2－10x －10y ＝0和圆C 2：x 2＋y 2－6x ＋2y －40＝0，则( )A.两圆相交B.公共弦长为410C.两圆相离D.公共弦长为210 答案 (1)C (2)AB解析 (1)由题意知圆O 1与圆O 2相交，圆O 1：x 2－2ax ＋y 2＋a 2－1＝0的圆心(a ，0)，半径为1.所以1<a 2<3，又a >0，解得a ∈(1，3)， 故选C.(2)由题意知，圆C 1的标准方程为(x －5)2＋(y －5)2＝50， ∴圆心为C 1(5，5)，半径为r 1＝52， 圆C 2的标准方程为(x －3)2＋(y ＋1)2＝50， ∴圆心为C 2(3，－1)，半径为r 2＝52， ∴两圆的圆心距d ＝（5－3）2＋[5－（－1）]2＝210， ∴|r 1－r 2|<d <r 1＋r 2，∴两圆相交，故选项A 正确，选项C 错误； 设两圆的公共弦长为L ， 则⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22＋⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22＝r 2(r ＝r 1＝r 2)， ∴L ＝410，故选项B 正确，选项D 错误.故选AB.规律方法 1.与圆的弦长有关的问题常用几何法，即利用圆的半径r ，圆心到直线的距离d ，及半弦长l2，构成直角三角形的三边，利用其关系来处理.2.两圆相交公共弦的方程可通过两圆方程相减求得，进而在一个圆内，利用垂径定理求公共弦长.训练3(多选)(2022·武汉模拟)已知直线l：kx－y－k＋1＝0，圆C的方程为(x－2)2＋(y＋2)2＝16，则下列选项正确的是( )A.直线l与圆一定相交B.当k＝0时，直线l与圆C交于两点M，N，点E是圆C上的动点，则△MNE面积的最大值为37C.当l与圆有两个交点M，N时，|MN|的最小值为2 6D.若圆C与坐标轴分别交于A，B，C，D四个点，则四边形ABCD的面积为48答案AC解析∵直线l：kx－y－k＋1＝0过定点P(1，1).又(1－2)2＋(1＋2)2＝10<16，∴点P在圆内，因此直线与圆一定相交，故A正确；当k＝0时，直线y＝1，代入圆的方程得(x－2)2＋(1＋2)2＝16，解得x＝2±7，因此|MN|＝27，∵圆心为(2，－2)，圆半径为r＝4，∴圆心到直线l的距离为d＝3，因此E到直线l的距离的最大值为h＝4＋3＝7，∴△MNE面积最大值为S＝12×7×27＝77，故B错误；当l与圆有两个交点M，N时，|MN|最小，PC⊥l，|PC|＝（1－2）2＋（1＋2）2＝10，因此|MN |min ＝242－（10）2＝26，故C 正确；在圆方程(x －2)2＋(y ＋2)2＝16中分别令x ＝0和y ＝0可求得圆与坐标轴的交点坐标为A (2－23，0)，B (2＋23，0)，C (0，－2＋23)，D (0，－2－23)， ∴|AB |＝43，|CD |＝43，四边形ABCD 的面积为S ＝12×43×43＝24，故D 错误.故选AC. 热点四 隐圆问题在解决某些解析几何问题时，题设条件看似与圆毫无关系，但通过对题目条件的分析、转化后，会发现此问题与圆有关，进而利用圆的性质解题，一般我们称之为隐圆问题. 例5(2022·济南模拟)已知直线kx －y ＋2k ＝0与直线x ＋ky －2＝0相交于点P ，点A (4，0)，O 为坐标原点，则tan∠OAP 的最大值为( )A.2－3B.33 C.1 D. 3答案 B解析 直线kx －y ＋2k ＝0恒过定点M (－2，0)，直线x ＋ky －2＝0恒过定点N (2，0)， 又易知两直线垂直，故P 点轨迹是以(0，0)为圆心，2为半径的圆，除去与x 轴的交点， 于是得x 2＋y 2＝4(x ≠±2)，如图，观察图形可知，射线AP 绕点A 旋转∠OAP ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π2，当旋转到与圆O ：x 2＋y 2＝4相切时，∠OAP 最大，因为|OA|＝4，AP′为切线，点P′为切点，|OP′|＝2，∠OP′A＝π2，则∠OAP′＝π6，所以∠OAP最大值为π6，所以(tan∠OAP)max＝tan π6＝33.规律方法确定隐圆的几种方法：(1)借助圆的定义；(2)借助距离的平方和为常数；(3)借助平面向量的数量积为定值；(4)借助距离比值为常数(PAPB＝λ，λ>0且λ≠1，动点P的轨迹为阿波罗尼斯圆).训练4 在平面直角坐标系xOy中，已知圆C：(x－a)2＋(y－a＋2)2＝1，点A(0，2)，若圆C上存在点M，满足|MA|2＋|MO|2＝10，则实数a的取值范围是________.答案[0，3]解析设M(x，y)，由|MA|2＋|MO|2＝10可得x2＋(y－2)2＋x2＋y2＝10，即x2＋(y－1)2＝4，则点M在圆x2＋(y－1)2＝4上，由题目条件可知点M在圆C：(x－a)2＋(y－a＋2)2＝1上，所以两圆相交或相切，则2－1≤（a－0）2＋（a－2－1）2≤1＋2，解得0≤a≤3.一、基本技能练1.过点A(1，2)的直线在两坐标轴上的截距之和为零，则该直线方程为( )A.x－y＋1＝0B.x＋y－3＝0C.2x－y＝0或x＋y－3＝0D.2x－y＝0或x－y＋1＝0答案 D解析当直线过原点时，满足题意，方程为y＝2x，即2x－y＝0；当直线不过原点时，设方程为xa＋y－a＝1，∵直线过(1，2)，∴1a－2a＝1，∴a＝－1，∴方程为x－y＋1＝0，故选D.2.已知圆C：x2＋y2＝r2(r>0)，直线l：x＋3y－2＝0，则“r>3”是“直线l与圆C相交”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 A解析由题意知圆心(0，0)到直线x＋3y－2＝0的距离d＝|－2|1＋3＝1，当r>3时，直线与圆相交，当直线与圆相交，则d＝1<r，故“r>3”是“直线l与圆C相交”的充分不必要条件.故选A.3.(2022·厦门模拟)已知O为坐标原点，直线l：y＝kx＋(2－2k)上存在一点P，使得|OP|＝2，则k的取值范围为( )A.[3－2，3＋2]B.(－∞，2－3]∪[2＋3，＋∞)C.[2－3，2＋3]D.(－∞，3－2]∪[3＋2，＋∞)解析 点O (0，0)到直线l ：y ＝kx ＋(2－2k )的距离d ＝|2－2k |k 2＋1. 由题意得坐标原点到直线l 距离d ≤|OP |， 所以|2－2k |k 2＋1≤2， 解得2－3≤k ≤2＋3，故k 的取值范围为[2－3，2＋3]，故选C.4.(2022·北京海淀区一模)已知直线l ：ax ＋by ＝1是圆x 2＋y 2－2x －2y ＝0的一条对称轴，则ab 的最大值为( )A.14B.12 C.1 D. 2 答案 A解析 圆x 2＋y 2－2x －2y ＝0的圆心为(1，1)，直线l ：ax ＋by ＝1是圆x 2＋y 2－2x －2y ＝0的一条对称轴. 可得a ＋b ＝1， 则ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a ＋b 22＝14， 当且仅当a ＝b ＝12时，取等号.所以ab 的最大值为14，故选A.5.(2022·西安模拟)过点P (5，1)作圆C ：x 2＋y 2＋2x －4y ＋1＝0的割线l 交圆C 于A ，B 两点，点C 到直线l 的距离为1，则PA →·PB →的值是( ) A.32 B.33 C.6 D.不确定解析 由题意，可得向量PA →与PB →共线且方向相同，圆C 的圆心为(－1，2)，半径为2，如图所示，其中PD 为切线，根据切割线定理，则PA →·PB →＝|PA →|·|PB →|＝|PD →|2＝|PC →|2－|CD →|2＝62＋12－22＝33.故选B.6.(2022·广州二模)已知直线x ＋y ＋1＝0与x ＋2y ＋1＝0相交于点A ，过点A 的直线l 与圆M ：x 2＋y 2＋4x ＝0相交于点B ，C ，且∠BMC ＝120°，则满足条件的直线l 的条数为( )A.0B.1C.2D.3 答案 B解析 由题意得点A (－1，0)，圆M ：x 2＋y 2＋4x ＝0的标准方程为(x ＋2)2＋y 2＝4，圆心(－2，0)，半径r ＝2， 由∠BMC ＝120°，可得圆心M 到直线l 的距离d ＝1，直线l 过点A (－1，0)， 当直线l 的斜率不存在时，直线l 的方程为x ＝－1， 圆心M 到直线l 的距离d ＝1，符合题意；当直线l 的斜率存在时，设直线l 的方程为y ＝k (x ＋1)，即kx －y ＋k ＝0. 圆心M (－2，0)到直线l 的距离d ＝|－2k －0＋k |k 2＋1＝|－k |k 2＋1＝1，此方程无解.故满足条件的直线l 的条数为1，故选B.7.已知两条直线l 1：2x －3y ＋2＝0，l 2：3x －2y ＋3＝0，有一动圆(圆心和半径都在变动)与l 1，l 2都相交，并且l 1，l 2被截在圆内的两条线段的长度分别是定值26，24，则动圆圆心的轨迹方程为( )A.(y－1)2－x2＝65B.x2－(y－1)2＝65C.y2－(x＋1)2＝65D.(x＋1)2－y2＝65 答案 D解析设动圆圆心P(x，y)，半径为r，则P到l1的距离d1＝|2x－3y＋2|13，P到l2的距离d2＝|3x－2y＋3|13，因为l1，l2被截在圆内的两条线段的长度分别是定值26，24.∴2r2－d21＝26，2r2－d22＝24，化简后得r2－d21＝169，r2－d22＝144，相减得d22－d21＝25，将d1，d2代入距离公式后化简可得(x＋1)2－y2＝65，故选D.8.(2022·江门模拟)已知M是圆C：x2＋y2＝1上一个动点，且直线l1：mx－ny－3m＋n ＝0与直线l2：nx＋my－3m－n＝0(m，n∈R，m2＋n2≠0)相交于点P，则|PM|的取值范围是( )A.[3－1，23＋1]B.[2－1，32＋1]C.[2－1，22＋1]D.[2－1，33＋1]答案 B解析依题意，直线l1：m(x－3)－n(y－1)＝0恒过定点A(3，1)，直线l2：n(x－1)＋m(y－3)＝0恒过定点B(1，3)，显然直线l1⊥l2，因此，直线l1与l2交点P的轨迹是以线段AB为直径的圆，其方程为：(x－2)2＋(y－2)2＝2，圆心N(2，2)，半径r2＝2，而圆C 的圆心C (0，0)，半径r 1＝1， 如图：|NC |＝22>r 1＋r 2，所以两圆外离，由圆的几何性质得： |PM |min ＝|NC |－r 1－r 2＝2－1， |PM |max ＝|NC |＋r 1＋r 2＝32＋1，所以|PM |的取值范围是[2－1，32＋1].故选B.9.(多选)已知直线l 1：(a ＋1)x ＋ay ＋2＝0，l 2：ax ＋(1－a )y －1＝0，则( ) A.l 1恒过点(2，－2)B.若l 1∥l 2，则a 2＝12C.若l 1⊥l 2，则a 2＝1D.当0≤a ≤1时，直线l 2不经过第三象限 答案 BD解析 l 1：(a ＋1)x ＋ay ＋2＝0⇔a (x ＋y )＋x ＋2＝0， 令⎩⎨⎧x ＋y ＝0，x ＋2＝0，得⎩⎨⎧x ＝－2，y ＝2， 即直线恒过点(－2，2)，故A 不正确；若l 1∥l 2，则有(a ＋1)(1－a )＝a 2，解得a 2＝12，经检验满足条件，故B 正确；若l 1⊥l 2，则有a (a ＋1)＋a (1－a )＝0，解得a ＝0，故C 不正确； 若直线l 2恒过点(1，1)且不经过第三象限，则当1－a ≠0时，a a －1<0，解得0<a <1，当a＝1时，直线l2：x＝1，也不过第三象限，当a＝0时，直线l2：y＝1，也不过第三象限，综上可知，当0≤a≤1时，直线l2不经过第三象限，故D正确.10.(多选)(2022·全国名校大联考)如图，O为坐标原点，B为y轴正半轴上一点，矩形OABC为圆M的内接四边形，OB为直径，|OC|＝3|OA|＝3，过直线2x＋y－4＝0上一点P作圆M的两条切线，切点分别为E，F，则下列结论正确的是( )A.圆M的方程为x2＋(y－1)2＝1B.直线AB的斜率为2C.四边形PEMF的最小面积为2D.PA→·PC→的最小值为4 5答案AD解析由题意可得圆M的直径|OB|＝2，线段OB的中点即为圆M的圆心，所以圆M的方程为x2＋(y－1)2＝1，故A正确；易知∠AOB＝π3，从而可得∠xOC＝π3，所以直线OC的斜率为k OC＝tan π3＝3，由AB∥OC可得直线AB的斜率为k AB＝k OC＝3，故B错误；连接PM，可得Rt△PME≌Rt△PMF，所以四边形PEMF的面积为S＝2S Rt△PME＝|ME|·|PE|＝|PE|＝|PM|2－1，当直线PM与直线2x＋y－4＝0垂直时，|PM|最小，即|PM |min ＝|2×0＋1－4|5＝355，所以S min ＝255，故C 错误；因为PA →·PC →＝(PM →＋MA →)·(PM →＋MC →)＝(PM →＋MA →)·(PM →－MA →)＝PM →2－MA →2＝PM →2－1≥95－1＝45，故D 正确.故选AD.11.(2022·辽宁六校联考)已知直线l 1：y ＝(2a 2－1)x －2与直线l 2：y ＝7x ＋a 平行，则a ＝________. 答案 2解析∵两直线平行，∴⎩⎨⎧2a 2－1＝7，a ≠－2，解得a ＝2. 12.过点M (0，－4)作直线与圆C ：x 2＋y 2＋2x －6y ＋6＝0相切于A ，B 两点，则直线AB 的方程为________. 答案x －7y ＋18＝0解析 圆C 的标准方程为(x ＋1)2＋(y －3)2＝4，圆心为C (－1，3)，半径为2， 由圆的切线的性质可得MA ⊥AC ， 则|MA |＝|MC |2－22＝（－1－0）2＋（3＋4）2－22＝46，所以，以点M 为圆心、以|MA |为半径的圆M 的方程为x 2＋(y ＋4)2＝46， 将圆M 的方程与圆C 的方程作差并化简可得x －7y ＋18＝0. 因此直线AB 的方程为x －7y ＋18＝0. 二、创新拓展练13.(多选)(2022·青岛质检)已知圆C1：(x－3)2＋(y－1)2＝4，C2：x2＋(y＋3)2＝1，直线l：y＝k(x－1)，点M，N分别在圆C1，C2上.则下列结论正确的有( )A.圆C1，C2没有公共点B.|MN|的取值范围是[1，7]C.过N作圆C1的切线，则切线长的最大值是4 2D.直线l与圆C1，C2都有公共点时，k≥2 3答案AC解析圆C1的圆心C1(3，1)，半径r1＝2，圆C2的圆心C2(0，－3)，半径r2＝1.对于选项A，圆心距d＝（0－3）2＋（－3－1）2＝5>r1＋r2，所以圆C1，C2外离，选项A正确；对于选项B，|MN|的最小值为d－(r1＋r2)＝2，最大值为d＋(r1＋r2)＝8，选项B错误；对于选项C，连接C1C2与圆C2交于点N(外侧交点)，过N作圆C1的切线，切点为P，此时|NP|最长，在Rt△C1PN中，|NP|＝（d＋r2）2－r21＝62－22＝42，选项C正确；对于选项D，直线l方程化为kx－y－k＝0，圆心C1到直线l的距离|2k－1|k2＋1≤2，解得k≥－3 4，圆心C2到直线l的距离|3－k|k2＋1≤1，解得k≥43，所以直线l与圆C1，C2都有公共点时，k≥43，选项D错误.故选AC.14.(多选)(2022·武汉模拟)过点P(1，1)的直线与圆C：(x－2)2＋y2＝9交于A，B两点，线段MN是圆C的一条动弦，且|MN|＝42，则( )A.△ABC面积的最大值为92B.△ABC面积的最大值为14C.|AB|的最小值为27D.|PM→＋PN→|的最小值为22－2 答案BCD解析设圆心C到直线AB的距离为d，由题意得0≤d≤2，|AB|＝29－d2，则S△ABC＝12|AB|·d＝12×29－d2·d＝9d2－d4＝－⎝⎛⎭⎪⎫d2－922＋814，当d2＝2时，(S△ABC)max＝14，故A错误，B正确；由0≤d≤2，|AB|＝29－d2知|AB|min＝29－2＝27，C正确；过圆心C作CE⊥MN于点E，则点E为MN的中点，又|MN|＝42，则|CE|＝9－8＝1，即点E的轨迹为圆(x－2)2＋y2＝1.因为|PM→＋PN→|＝2|PE→|，且|PE→|min＝|PC|－1＝2－1，所以|PM→＋PN→|的最小值为22－2，故D正确.因此应选BCD.15.(多选)(2022·南通调研)P是直线y＝2上的一个动点，过点P作圆x2＋y2＝1的两条切线，A，B为切点，则( )A.弦长|AB|的最小值为3B.存在点P，使得∠APB＝90°C.直线AB经过一个定点D.线段AB的中点在一个定圆上答案ACD解析 依题意|OP |2＝|AP |2＋|AO |2＝|AP |2＋1，设AB ∩OP ＝C ，则C 为AB 的中点，且OP ⊥AB ，所以|AC |＝|AP |·|AO ||OP |＝|AP ||OP |，所以|AB |＝2|AC |＝2|OP |2－|AO |2|OP |＝21－1|OP |2，sin∠APB 2＝|OA ||OP |＝1|OP |， 又|OP |∈[2，＋∞)，所以sin∠APB 2∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0，12，|AB |∈[3，2)，所以|AB |min ＝3，(∠APB )max＝60°，故A 正确，B 不正确；设P (t ，2)，则|OP |＝t 2＋4，所以以OP 为直径的圆的方程为⎝⎛⎭⎪⎫x －t 22＋(y －1)2＝14t 2＋1， 则⎝ ⎛⎭⎪⎫x －t 22＋(y －1)2－(x 2＋y 2)＝14t 2＋1－1，即tx ＋2y ＝1，则直线AB 的方程为tx ＋2y＝1，所以直线AB 过定点M ⎝⎛⎭⎪⎫0，12，故C 正确；又OC ⊥MC ，|OM |＝12，所以AB 的中点C 在以OM 为直径的圆上，故D 正确；故选ACD.16.在平面直角坐标系xOy 中，圆x 2＋y 2＝1交x 轴于A ，B 两点，且点A 在点B 的左侧，若直线x ＋3y ＋m ＝0上存在点P ，使得|PA |＝2|PB |，则实数m 的取值范围为________. 答案⎣⎢⎡⎦⎥⎤－133，1解析 由题意得A (－1，0)，B (1，0)，设P (x ，y )， 则由|PA |＝2|PB |，得（x ＋1）2＋y 2＝2（x －1）2＋y 2， 即⎝⎛⎭⎪⎫x －532＋y 2＝169， 因此圆⎝⎛⎭⎪⎫x －532＋y 2＝169与直线x ＋3y ＋m ＝0有交点，即⎪⎪⎪⎪⎪⎪53＋m 2≤43，解得－133≤m ≤1.故实数m 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤－133，1.17.在平面直角坐标系xOy 中，过点A (0，－3)的直线l 与圆C ：x 2＋(y －2)2＝9相交于M ，N 两点，若S △AON ＝65S △ACM ，则直线l 的斜率为________.答案 ±3147解析 由题意得C (0，2)，直线MN 的斜率存在， 设M (x 1，y 1)，N (x 2，y 2)，直线MN 的方程为y ＝kx －3， 与x 2＋(y －2)2＝9联立，得(k 2＋1)x 2－10kx ＋16＝0，Δ＝100k 2－64(k 2＋1)＝36k 2－64>0， 得k 2>169，x 1＋x 2＝10k k 2＋1，x 1x 2＝16k 2＋1. 因为S △AON ＝65S △ACM ，所以12×3×|x 2|＝65×12×|2－(－3)|×|x 1|，则|x 2|＝2|x 1|，于是x 2＝2x 1，所以⎩⎪⎨⎪⎧3x 1＝10kk 2＋1，2x 21＝16k 2＋1两式消去x 1得k 2＝187，满足Δ>0，所以k ＝±3147. 18.(2022·浙江五校联考)已知实数x ，y 满足(x －1)2＋(y －2)2＝1，则z ＝2x ＋yx 2＋y 2的取值范围是________. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1，115 解析 方程(x －1)2＋(y －2)2＝1表示的是以C (1，2)为圆心，1为半径的圆，圆心C (1，2)在直线2x ＋y ＝0上方，且可知2x ＋y >0.设圆C 上任意一点P (x ，y )，过点P 作直线2x ＋y ＝0的垂线，垂足为H ，则z ＝2x ＋y x 2＋y 2＝5|2x ＋y |5x 2＋y 2＝5|PH ||OP |＝5sin∠POH .设过坐标原点的切线为y ＝kx ， 由|k －2|k 2＋1＝1可得k＝34， 所以该圆过坐标原点的切线方程为x ＝0和y ＝34x ，两个切点分别为P 1(0，2)，P 2⎝ ⎛⎭⎪⎫85，65，且∠POH <π2，所以当P (x ，y )在点P 1(0，2)时， sin∠POH 最小，此时z min ＝1；当P (x ，y )在点P 2⎝⎛⎭⎪⎫85，65时，sin∠POH 最大，此时z max ＝115， 所以z ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤1，115.。
高考数学专题01 直线与圆相结合问题(第五篇)(解析版)
备战2020年高考数学大题精做之解答题题型全覆盖高端精品第五篇解析几何专题01 直线与圆相结合问题【典例1】【天津市杨村第一中学2020届高三月考】已知椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左顶点为1A ，右焦点为2F ，过2F 作垂直于x 轴的直线交该椭圆于M ，N 两点，直线1A M 的斜率为12. （Ⅰ）求椭圆的离心率；（Ⅱ）若1A MN ∆的外接圆在M 处的切线与椭圆交另一点于D ，且2F MD ∆的面积为127，求椭圆的方程. 【思路引导】（Ⅰ）先求出左顶点为1A ，右焦点为2F 的坐标，由题意求出M 的坐标，由斜率公式，根据直线1A M 的斜率为12，这样可以求出椭圆的离心率； （Ⅱ）由（Ⅰ）,可设出2222143x y c c +=，设1A MN ∆的外接圆的圆心坐标为(,0)T t ，由1||||TA TM =，得2229(2)()4t c t c c +=-+，求得8ct =-，求得切线方程，代入椭圆方程，求出MD ,利用点到直线距离和三角形面积公式，代入可求出，求出c 的值，求得椭圆方程.【详解】（Ⅰ）由题意可知：12(,0),(,0)A a F c -，设(,)M x y ，由题意可知：M 在第一象限，且22221x c x y a b =⎧⎪⎨+=⎪⎩，2,b M c a ⎛⎫∴ ⎪⎝⎭，2221()2b ac a c a a c a a c a --∴===++，2a c ∴=12c e a ∴==； （Ⅱ）由（Ⅰ）, 22222243b a c c c c =-=-=，，所以椭圆方程为：2212231,,,(2,0)432x y M c c A c c c ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭，设1A MN ∆的外接圆的圆心坐标为(,0)T t ，由1||||TA TM =，得2229(2)()4t c t c c +=-+，求得8ct =-，34238TMck c c ∴==+，切线斜率为：34k =-，切线直线方程为33()24y c x c -=--，即3490x y c +-=代入椭圆方程中,得22718110x cx c -+=，2222184711160c c c ∆=-⨯⨯=>，1115,714D Dc c x y ==，5||7c MD ∴===， 2F 到直线MD 的距离|39|655c c c d -==，2F MD ∆的面积为1||2S MD d =⋅，所以有 212156372757c c c =⨯⨯=，24c ∴=，椭圆方程为：2211612x y +=. 【典例2】【江苏省2019届高三第二学期联合调研测试】在平面直角坐标系xOy 中，过点(01)P ,且互相垂直的两条直线分别与圆O ：224x y +=交于点A ，B ，与圆M ：22(2)(1)1x y -+-=交于点C ，D ．（1）若AB =CD 的长； （2）若CD 中点为E ，求ABE ∆面积的取值范围． 【思路引导】（1）先由AB 的长度求出圆心O 到直线AB 的距离，列方程求出直线AB 的斜率，从而得到直线CD 的斜率，写出直线CD 的方程，用垂径定理求CD 得长度；（2）△ABE 的面积1S AB PE 2=⋅，先考虑直线AB 、CD 平行于坐标轴的情况，不平行时先由垂径定理求出AB ，再在△PME 中用勾股定理求出PE ，将面积S表示成直线AB 斜率k 的函数式，再求其范围.解：（1）因为ABO 半径为2 所以点O 到直线AB 的距离为14显然AB 、CD 都不平行于坐标轴 可设AB ：y kx 1=+，即kx y 10-+= 则点O 到直线AB的距离1d 4==，解得k =因为AB ⊥CD ，所以1k CD k=- 所以CD ：1y x 1k=-+，即x ky k 0+-= 点M （2,1）到直线CD的距离1d 2=='所以CD ===（2）当AB ⊥x 轴，CD ∥x 轴时，此时AB=4，点E 与点M 重合，PM=2，所以△ABE 的面积S=4 当AB ∥x 轴，CD ⊥x 轴时，显然不存在，舍 当AB 与CD 都不平行于坐标轴时由（1）知AB ===因为d'1=≤，所以23k ≥因为点E 是CD 中点，所以ME ⊥CD ，所以PE ===所以△ABE的面积1S AB PE 2=⋅= 记21t 1k =+，则10t 4<≤则S 4⎫==⎪⎪⎣⎭综上所述：S 4⎤∈⎥⎣⎦【典例3】【广东省广州市普通高中毕业班2020届高三月考】在平面直角坐标系中，动点M 分别与两个定点()2,0A -，()2,0B 的连线的斜率之积为12-. （1）求动点M 的轨迹C 的方程；（2）设过点()1,0-的直线与轨迹C 交于P ，Q 两点，判断直线52x =-与以线段PQ 为直径的圆的位置关系，并说明理由. 【思路引导】（1）根据直接法求轨迹方程，（2）先用坐标表示以线段PQ 为直径的圆方程，再根据圆心到直线52x =-距离与半径大小进行判断. 【详解】（1）设动点M 的坐标为(),x y ， 因为2MA yk x =+()2x ≠-，2MB y k x =-()2x ≠， 所以1222MA MBy y k k x x =⨯=-+-，整理得22142x y +=． 所以动点M 的轨迹C 的方程22142x y +=()20x y ≠±≠或．（2）过点()1,0-的直线为x 轴时，显然不合题意． 所以可设过点()1,0-的直线方程为1x my =-，设直线1x my =-与轨迹C 的交点坐标为P ()11,x y ，()22,Q x y ，由221,1,42x my x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩得()222230m y my +--=．因为()()2221220m m ∆=-++>，由韦达定理得1y +2y =222m m +，1y 2y =232m -+． 注意到1x +2x =()122422m y y m -+-=+．所以PQ 的中点坐标为222,22m N m m -⎛⎫⎪++⎝⎭．因为12PQ y y =-== 点N 到直线52x =-的距离为()22252562222m d m m +=-=++．因为2d -()24222920120442PQ m m m ++=>+，即d >2PQ ，所以直线52x =-与以线段PQ 为直径的圆相离．1.【江西省南昌市2020届高三检测】如图，已知圆1F 的方程为2249(1)8x y ++=，圆2F 的方程为221(1)8x y -+=，若动圆M 与圆1F 内切与圆2F 外切．()1求动圆圆心M 的轨迹C 的方程；()2过直线2x =上的点Q 作圆22:2O x y +=的两条切线，设切点分别是,M N ，若直线MN 与轨迹C 交于,E F 两点，求EF 的最小值． 【思路引导】（Ⅰ）设动圆M 的半径为r ，由题动圆M 与圆1F 内切，与圆2F 外切，则12122MF MF F F +=>=，由此即可得到动圆圆心M 的轨迹是以12,F F为焦点，长轴长为的椭圆，进而得到动圆圆心M 的轨迹C 的方程；（Ⅱ）设直线2x =上任意一点Q 的坐标是()2,t ，切点,M N 坐标分别是()33,x y ，()44,x y ；则经过M 点的切线斜方程是332x x y y +=，同理经过N 点的切线方程是442x x y y +=，又两条切线MQ ，NQ 相交于Q ()2,t .可得经过,M N 两点的直线l 的方程是22x ty +=，对t 分类讨论分别求出|EF 的值，即可得到EF 的最小值. 【详解】（Ⅰ）设动圆M 的半径为r ，∵动圆M 与圆1F 内切，与圆2F 外切，∴14MF r =-，且24MF r =+.于是，12122MF MF F F +=>=， 所以动圆圆心M 的轨迹是以12,F F为焦点，长轴长为.从而，1a c ==，所以1b =.故动圆圆心M 的轨迹C 的方程为2212x y +=．（Ⅱ）设直线2x =上任意一点Q 的坐标是()2,t ，切点,M N 坐标分别是()33,x y ，()44,x y ；则经过M 点的切线斜率33x k y =-，方程是332x x y y +=， 经过N 点的切线方程是442x x y y +=，又两条切线MQ ，NQ 相交于Q ()2,t .则有33442222x ty x ty +=⎧⎨+=⎩，所以经过,M N 两点的直线l 的方程是22x ty +=，①当0t =时，有()1,1M ，()1,1N -，1,2E ⎛ ⎝⎭，1,2F ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭，则EF = ②当0t ≠时，联立222212x ty x y +=⎧⎪⎨+=⎪⎩，整理得()222816820t x x t +-+-=； 设,E F 坐标分别为()55,x y ，()66,x y ，则5622562168828x x t t x x t ⎧+=⎪⎪+⎨-⎪⋅=⎪+⎩，所以)2248t EF t +===>+ 综上所述，当时，EF 有最小值2．2.【2020届陕西省西北工业大学附属中学高三月考】已知抛物线()21:20C x py p =>和圆()222:12C x y ++=，倾斜角为45°的直线1l 过抛物线1C 的焦点，且1l 与圆2C 相切． （1）求p 的值；（2）动点M 在抛物线1C 的准线上，动点A 在1C 上，若1C 在A 点处的切线2l 交y 轴于点B ，设MN MA MB =+u u u u r u u u r u u u r．求证点N 在定直线上，并求该定直线的方程．【思路引导】（1）设出直线1l 的方程为2py x =+，由直线和圆相切的条件：d r =，解得p ； （2）设出(,3)M m -，运用导数求得切线的斜率，求得A 为切点的切线方程，再由向量的坐标表示，可得N 在定直线上；解：（1）依题意设直线1l 的方程为2py x =+， 由已知得：圆222:(1)2C x y ++=的圆心2(1,0)C -，半径r =因为直线1l 与圆2C 相切，所以圆心到直线1:2pl y x =+的距离d ==，=6p =或2p =-（舍去）．所以6p =；（2）依题意设(,3)M m -，由（1）知抛物线1C 方程为212x y =，所以212x y =，所以6x y '=，设11(,)A x y ，则以A 为切点的切线2l 的斜率为16x k =，所以切线2l 的方程为1111()6y x x x y =-+． 令0x =，211111111266y x y y y y =-+=-⨯+=-，即2l 交y 轴于B 点坐标为1(0,)y -，所以11(,3)MA x m y =-+u u u r ，1(,3)MB m y =--+u u u r，∴()12,6MN MA MB x m =+=-u u u u r u u u r u u u r， ∴1(,3)ON OM MN x m =+=-u u u ru u u u ru u u u r．设N 点坐标为(,)x y ，则3y =， 所以点N 在定直线3y =上． 3.【重庆市巴蜀中学2020届高三月考】已知圆C 过点()()3153A B ，，，，圆心在直线y x =上. （1）求圆C 的方程；（2）过圆O 1：22(1)1x y ++=上任一点P 作圆C 的两条切线，切点分别为Q ，T ，求四边形PQCT 面积的取值范围. 【思路引导】（1）根据条件设圆的方程为()222()x a y a r -+-=，由题意可解得3,2a r ==，于是可求得圆的方程．（2）根据几何知识可得22PQCT PQC S S PQ ==，故将所求范围的问题转化为求切线长的问题，然后根据切线长的求法可得结论．详解：（1）由题意设圆心为(),C a a ，半径为r ， 则圆的标准方程为()222()x a y a r -+-=．由题意得()()222222(3)1(5)3a b r a b r⎧-+-=⎪⎨-+-=⎪⎩，解得32a r =⎧⎨=⎩， 所以圆C 的标准方程为()()22334x y -+-=． （2）由圆的切线的性质得122(2)22PQCT PQCS S PQ PQ==⨯⨯=而PQ =由几何知识可得1111CQ PC CQ -≤≤+， 又15CQ =， 所以46PC ≤≤，故PQ ≤≤所以PQCT S ≤≤即四边形PQCT 面积的取值范围为⎡⎣．。
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冲刺高考 复习必备2020年高考文科数学《直线与圆》题型归纳与训练【题型归纳】题型一 倾斜角与斜率例1 直线l 310y +-=，则直线l 的倾斜角为（ ）A. 0150B. 0120C. 060D. 030【答案】 A【解析】由直线l 310y +-=，可得直线的斜率为33-=k ，设直线的倾斜角为[)πα,0∈，则33tan -=α，∴︒=150α． 故选：A ．【易错点】基础求解问题注意不要算错【思维点拨】直线方程的基础问题（倾斜角，斜率与方程，注意倾斜角为α为2π，即斜率k 不存在的情况）应对相关知识点充分理解，熟悉熟练例2 已知三点()0,a A 、()7,3B 、()a C 9,2--在一条直线上，求实数a 的值. 【答案】2=a 或92=a 【解析】597,35ak a k CB AB +=-=∵A 、B 、C 三点在一条直线上，∴BC AB k k =，即59735a a +=-，解得2=a 或92=a ．题型二 直线方程例1 经过点()1,1M 且在两坐标轴上截距相等的直线是（ ）．A. 2x y +=B. 1x y +=C. 1x =或1y =D. 2x y +=或x y =【答案】D【解析】若直线过原点，则直线为y x =符合题意，若直线不过原点设直线为1x ym m+=， 代入点()1,1解得2m =，直线方程整理得20x y +-=，故选D ． 【易错点】截距问题用截距式比较简单，但截距式1=+nym x 中要求m ，n 均非零。
故做题时应考虑此情形【思维点拨】求解基本直线方程问题通常比较简单，考虑时注意每种形式的适用范围即可。
不要漏解。
题型三 直线位置关系的判断例1 直线()1:3230l kx k y +--=和()()2:2220l k x k y -++-=互相垂直，则实数k 的值是（ ）A. 2-或1-B. 2或1-C. 2-或1D. 2或1 【答案】D【解析】根据直线垂直的充要条件得到： ()()()3*22*20k k k k -+-+= 化简为23201k k k -+=⇒= 或2 故选择D【易错点】本题若采用斜率之积为-1求解，则容易错误。
首先求斜率变形时分母不为0，分母为零，实际上上是一条竖线（k 不存在）；其次垂直时应为：121-=k k （斜率均存在）或21k k ，中一为0，一不存在 若用0:1=++c by ax l ，0:2=++t ny mx l 垂直的充要条件：0=+bn am ，则避免上述问题【思维点拨】 直线位置关系问题（平行与垂直）应熟练掌握其判断方法。
一般而言，除一般式其他形式可能漏解（忽略了k 不存在的情况）。
在做题时应该考虑全面，避免少解题型四 对称与直线恒过定点问题例1 点()2,4关于直线230x y +-=的对称点的坐标为_________． 【答案】()2,2-【解析】设对称点坐标为()00,x y ，则对称点与已知点连线的中点为0024,22x y ++⎛⎫⎪⎝⎭，由题意可得()00004122{2423022y x x y -=-++⨯+-=，解得002{2x y =-=所以对称点坐标为()2,2-．【易错点】此题求点可以设点，利用对称（实则用中垂线），建立方程组求解；亦可先求过该点与已知线垂直的直线方程，联立求交点，反推对称点（中点坐标公式）即可【思维点拨】对称问题像点关于点对称点关于直线对称，直线关于直线对称，其本质都是点点对称。
当点运动则轨迹（曲线）得到而已。
点点对称根据中点坐标公式转化，有时候利用中垂线特性（垂直，平分）进行求解例2 直线()32y kx k k R =-+∈必过定点（ ）．A. ()3,2B. ()3,2-C. ()3,2--D. ()3,2- 【答案】A【解析】()32y k x =-+，当3x =时， 2y =， 直线过()3,2定点，故选A ．【易错点】对直线方程的常见表达式应熟悉熟练，并能进行恰当变形【思维点拨】直线过定点关键是把所有参数提出来，保证参数后面为零。
即可求得题型五 圆的方程例1 若圆心在xO 位于y 轴左侧，且与直线20x y += 相切，则圆O 的方程是A．22(5x y -+= B．22(5x y ++=C ．22(5)5x y -+= D ．22(5)5x y ++=【答案】D【解析】设圆心(,0)(0)O a a <=，即||5a =，解得5a =-，所以圆O 的方程为22(5)5x y ++=．例2圆心在直线20x y -=上的圆C 与y 轴的正半轴相切，圆C 截x轴所得弦的长为C 的标准方程为 ．【答案】22(2)(1)4x y -+-=【解析】设圆心为(2,)b b ，则圆的半径为2b ，圆心到x 轴的距离为b，所以0b =>，解得1b =，所以圆C 的标准方程为22(2)(1)4x y -+-=．例3 已知圆经过点()1,2-A ，圆心在直线02=+y x 上且与直线:1l 01=--y x 相切，求圆的方程. 【答案】见解析【解析】设圆的方程为()()()0222>=-+-r r b y a x .∵圆心在直线x y 2-=上，∴a b 2-=，即圆心为()a a 2,-. 又圆与直线01=--y x 相切，且过点()1,2-， ∴r a a =-+212，()()222212r a a =+-+-，即()()()2222122213a a a +-+-=-，解得1=a 或9=a . ∴1=a ，2-=b ，2=r 或9=a ，18-=b ，338=r ，故所求圆的方程为：()()22122=++-y x ，或()()33818922=++-y x .此题也可设出圆心所在直线方程0:2=++t y x l ，联立21l l 与求圆心P ,利用P 到A 的距离与到1l 距离相等求解t 。
则方程可求【易错点】圆方程求解需要对圆的方程形式（标准式与一般式，其适用范围，两者转化）充分熟悉。
在解题时采用合适的方法（或代数法，或几何法）进行相关求解【思维点拨】求解圆的方程问题可以采用代数方法：设合适的方程，根据条件进行转换。
变形解方程等求解；也可以采用几何法（勾股定理，相似等）进行求解题型六 直线、圆的综合问题例1 直线被圆截得的弦长为( )A ．1B ．2C ．4D ． 【答案】C250x y +-=22240x y x y +--=【解析】圆心，圆心到直线的距离，半径，所以最后弦长为.例2 已知点()b a M ,在圆O ：122=+y x 外，则直线1=+by ax 与圆O 的位置关系是( )A ．相切B ．相交C ．相离D ．不确定 【答案】B【解析】因为()b a M ,在圆O ：122=+y x 外，所以122>+b a ，而圆心O 到直线1=+by ax 的距离1122<+=ba d ，故直线与圆O 相交.例3 直线l ：⎪⎭⎫⎝⎛+=21x k y 与圆C ：122=+y x 的位置关系为( ) A. 相交或相切 B. 相交或相离 C. 相切 D. 相交 【答案】D【解析】由于圆心()0,0 ，半径等于1，圆心到直线l ：⎪⎭⎫⎝⎛+=21x k y的距离为112d r ====＜＜，故直线和圆相交， 故选D ．例4已知圆，圆，分别是圆上的动点，为轴上的动点，则的最小值为A ． BC ． D【答案】D【解析】圆1C ，2C 的圆心分别为1C ，2C ，由题意知11-≥PC PM ，32-≥PC PN ，∴421-+≥+PC PC PN PM ，故所求值为421-+PC PC 的最小值． 又1C 关于x 轴对称的点为()3,23-C ，所以421-+PC PC 的最小值为425423-=-C C ，故选A ．(1,2)d =r =4=()()221:231C x y -+-=()()222:349C x y -+-=,M N 12,C C P x PM PN +416-【易错点】此题可以采用联立方程（∆）求解；也可以采用圆心到直线的距离与半径大小比较求解；还可以利用直线l 恒过⎪⎭⎫⎝⎛21,0，易得（可作草图）该点在圆内，故应为相交。
直线（含参数）过定点特征应有所熟悉，高考中常有涉及【思维点拨】直线与圆位置关系通常采用圆心到直线距离d 与圆半径r 大小确定。
圆:C ()()222x a y b r -+-=，直线l ：0=++C By Ax ，圆心()b a C ,到直线l 的距离为d ，则：1.r d >，直线与圆相离。
可求圆上动点到直线距离范围（最大最小）问题2.r d =，直线与圆相切。
依此可求过圆C ：222r y x =+上某点),(00y x P 的切线方程：200r y y x x =+；一般地，过圆C ：()()222r b y a x =-+-上某点),(00y x P 的切线方程：()()()()200r b y b y a x a x =--+--.3.r d <，直线与圆相交。
此时常用勾股定理2222⎪⎭⎫ ⎝⎛+=AB d r （AB 为相交弦）来求解相关问题.【巩固训练】题型一 倾斜角与斜率1.经过()0,2-A ，()3,5-B 两点的直线的斜率是_______，倾斜角是_______． 【答案】见解析【解析】经过()0,2-A ，()3,5-B 两点的直线的斜率()12503-=----=k ，故倾斜角为︒135．2.设点()3,2-A ，()2,3--B ，直线l 过点()1,1P 且与线段AB 相交，则l 的斜率k 的取值范围是( )A. 43≥k 或4-≤kB. 434≤≤-kC. 443≤≤-k D. 以上都不对 【答案】A【解析】求得43,4=-=PB PA k k ,结合图像知k 的范围为434≥-≤k k 或 3.直线l 过点()2,1A ，且不过第四象限，则直线l 的斜率k 的最大值是( )A.0B.1C.21D.2 【答案】D【解析】如图，2=OA k ，0='l k ，只有当直线落在图中阴影部分才符合题意，故[]2,0∈k .故直线l 的斜率k 的最大值为2.题型二 直线方程1.过点)A且倾斜角为120︒的直线方程为（ ）A. 4y =-B. 4y =+C. 23y x =-- D. 23y x =-+ 【答案】B【解析】倾斜角为120︒的直线斜率为.利用点斜式可得1y x -=.整理得4y =+.2.直线l 过点()2,1-且与直线0432=+-y x 垂直，则l 的方程是( )A ．0123=-+y xB ．0723=++y xC ．0532=+-y xD ．0832=+-y x 【答案】A【解析】设023:=++t y x l ，代入()2,1-.得1-=t3.已知()2,1A ,()1,3B ，则线段AB 的垂直平分线的方程是（ ）．A. 0524=+-y xB. 0524=--y xC. 052=-+y xD. 052-=-y x 【答案】B【解析】AB 中点为M )232(，,21-=AB k .则中垂线斜率2=k .方程为).2(223-=-x y 化简得： 0524=--y x4.已知直线l 过点()2,1，且在x 轴截距是在y 轴截距的2倍，则直线l 的方程（ ）A.052=-+y xB.052=++y xC.02=-y x 或052=-+y xD.02=-y x 或032=+-y x 【答案】C【解析】当直线过原点时，又过点()2,1，∴所求直线方程为02=-y x . 当直线不过原点时，由已知设直线方程为12=+mym x ，又过点()2,1，∴所求直线方程为052=-+y x ∴选C题型三 直线位置关系的判断1.已知直线20x y --=与直线0mx y +=垂直，那么m 的值是（ ）．A. 2-B. 1-C. 1D. 2 【答案】C【解析】利用垂直的条件：0)1(11=-⋅+⋅m ，得1=m2.若直线()1:34350l m x y m +++-=与直线()2:2580l x m y ++-=平行，则m 的值为（ ）．A. 133- B. 1-或7- C. 6- D. 7- 【答案】D【解析】∵12l l P ，∴()()3524m m +⋅+=⨯，解得1m =-或7-，又当1m =-时，两条直线重合， 故7m =-．3.直线3x y +=和直线2x y +=的位置关系是（ ）．A. 垂直B. 相交不垂直C. 平行 D 重合． 【答案】A【解析】∵110⨯+⨯=，∴两条直线相互垂直．故选A ．题型四 对称与过定点1.直线2130x my m -+-=，当m 变化时，所有直线都过定点（ ）A. 1,32⎛⎫-⎪⎝⎭ B. 1,32⎛⎫ ⎪⎝⎭ C. 1,32⎛⎫- ⎪⎝⎭ D. 1,32⎛⎫-- ⎪⎝⎭【答案】D【解析】直线2130x my m -+-=，化为()2130x m y +-+=，令210{30x y +=+=，解得1,32x y =-=-，当m 变动时，所有直线都通过定点1,32⎛⎫-- ⎪⎝⎭，故选D.2.直线()():220l m n x m n y m n ++--+=，对任意,m n R ∈直线l 恒过定点_______． 【答案】()1,1-【解析】()()220m n x m n y m n ++--+=可化为：()()2120m x y n x y +-+-+=，若要让m,n “失去作用”，则210{20x y x y +-=-+=，解得1{ 1x y =-= ，即定点为()1,1-.3.已知直线l 经过点()6,4P ，斜率为k（1）若l 的纵截距是横截距的两倍，求直线l 的方程； （2）若1k=-，一条光线从点()6,0M 出发，遇到直线l 反射，反射光线遇到y 轴再次反射回点M ，求光线所经过的路程.【答案】（1）:230l x y -=或:2160l x y +-=；（2） 【解析】（1）由题意得0k≠。