高三数学第一轮复习_圆的方程
∴(2x-2)2+(2y)2=4.
故线段AP中点的轨迹方程为(x-1)2+y2=1.
(2)设PQ的中点为N(x,y),
在Rt△PBQ中,|PN|=|BN|,设O为坐标原点,
连结ON,则ON⊥PQ, 所以|OP|2=|ON|2+|PN|2=|ON|2+|BN|2 所以x2+y2+(x-1)2+(y-1)2=4. 故PQ中点N的轨迹方程为x2+y2-x-y-1=0.
6 . 2 2 5 3 4 ∴P点到直线3x+4y+12=0的距离的最大值为 6 11 6 1 d+r = +1= ,最小值为d-r= -1= . 5 5 5 5
距离为 d
3 (2) 4 0 12
(2)设t=x-2y,
则直线x-2y-t=0与圆(x+2)2+y2=1有公共点.
基础自测
1.方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圆,则a的取值 范围是 ( D) 2 2 A.a<-2或a> B. <a<0 3 3 2 C.-2<a<0 D.-2<a< 3 解析 方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0
2 3 2 a 2 转化为 x +(y+a) = a -a+1, 4 2 3 所以若方程表示圆,则有 a 2 a 1 0, 4 ∴3a2+4a-4<0,∴-2<a<2 . 3
到定点的距离的平方的最值问题.
知能迁移2
任意一点.
已知点P(x,y)是圆(x+2)2+y2=1上
(1)求P点到直线3x+4y+12=0的距离的最大值 和最小值; (2)求x-2y的最大值和最小值; y2 (3)求 的最大值和最小值. x 1 解 (1)圆心C(-2,0)到直线3x+4y+12=0的
2 2 t 5 2,
∴tmax= 5 -2,tmin=-2- 5 . (3)设k= y 2 , x 1 则直线kx-y-k+2=0与圆(x+2)2+y2=1有公共点,
3k 2
k 2 1 3 3 3 3 kmax , kmin . 4 4
圆的一般方程,但计算较繁琐.
解 设所求的圆的方程是 (x-a)2+(y-b)2=r2, 则圆心(a,b)到直线x-y=0的距离为
a b ∴r2 = ( 7 )2 , 2
2
a b , 2
即2r2=(a-b)2+14
①
由于所求的圆与x轴相切,∴r2=b2.
又因为所求圆心在直线3x-y=0上, ∴3a-b=0.
②
③
联立①②③,解得
a=1,b=3,r2=9或a=-1,b=-3,r2=9. 故所求的圆的方程是 (x-1)2+(y-3)2=9或(x+1)2+(y+3)2=9.
方法总结
常见的求圆的方程的方法有两种:一是利
用圆的几何特征,求出圆心坐标和半径长,写出圆的 标准方程;二是利用待定系数法,应用关键是根据已 知条件选择标准方程还是一般方程,如果给定的条件 易求圆心坐标和半径长,则选用标准方程求解;如果
几何知识,数形结合求解.
解 圆的标准方程为(x-2)2+y2=3. (1)y-x可看作是直线y=x+b在y轴上的截距,当 直线y=x+b与圆相切时,纵截距b取得最大值或最 小值, 此时
20b 3, 解得b=-2± 6 . 2
所以y-x的最大值为 2 6 , 最小值为 2 6.
探究提高
在解决与圆有关的问题中,借助
于圆的几何性质,往往会使得思路简捷明了,简 化思路,简便运算.
思想方法
感悟提高
方法与技巧
1.确定一个圆的方程,需要三个独立条件.“选形 式、定参数”是求圆的方程的基本方法:是指根
据题设条件恰当选择圆的方程的形式,进而确定
其中的三个参数. 2.解答圆的问题,应注意数形结合,充分运用圆
所给条件与圆心、半径关系不密切或涉及圆上多点,
常选用一般方程求解。
知能迁移1(2009²辽宁)已知圆C与直线x-y=0及 x-y-4=0都相切,圆心在直线x+y=0上,则圆C的方 程为 ( B ) A.(x+1)2+(y-1)2=2 B.(x-1)2+(y+1)2=2 C.(x-1)2+(y-1)2=2
D.x2+(y-3)2=1
解析 设圆的圆心C(0,b),则 (0 1) 2 (2 b) 2 =1,∴b=2.∴圆的标准方程是x2+(y-2)2=1.
题型分类 深度剖析
题型一 求圆的方程 【例1】求与x轴相切,圆心在直线3x-y=0上,且被 直线x-y=0截得的弦长为2 7 的圆的方程. 思维启迪 由条件可设圆的标准方程求解,也可设
题型四
圆的综合应用
【例4】已知圆x2+y2+x-6y+m=0和直线x+2y-3=0交 于P,Q两点,且OP⊥OQ(O为坐标原点),求 该圆的圆心坐标及半径. 思维启迪 (1)利用垂直列出坐标之间关系, 再化为m的方程求解;(2)OP⊥OQ得到O点 在以PQ为直径的圆上,再利用勾股定理求解;
(3)利用圆的性质列出m的方程求解.
解
将x=3-2y,
代入方程x2+y2+x-6y+m=0, 得5y2-20y+12+m=0.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则y1、y2满足条件: y1+y2=4,y1y2= 12 m . 5 ∵OP⊥OQ,∴x1x2+y1y2=0.
而x1=3-2y1,x2=3-2y2 ∴x1x2=9-6(y1+y2)+4y1y2 27 4m . 5 1 ,3 5 ∴m=3,此时Δ >0,圆心坐标为 ,半径r = . 2 2
D.(x+1)2+(y+1)2=2
解析 由题意可设圆心坐标为(a,-a),则
a a a a 4 ,解得a=1,故圆心坐标为 2 2 11 (1,-1),半径r= 2, 所以圆的方 2
程为(x-1)2+(y+1)2=2.
题型二
与圆有关的最值问题
【例2】(12分)已知实数x、y满足方程x2+y2-4x+1=0. (1)求y-x的最大值和最小值; (2)求x2+y2的最大值和最小值. 思维启迪 根据代数式的几何意义,借助于平面
圆的方程
要点梳理 1.圆的定义 在平面内,到 定点 的距离等于 定长的点的 集合 叫圆.
2.确定一个圆最基本的要素是 圆心 和 半径 .
3.圆的标准方程 (x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),其中 (a,b)为圆心, r 为半径.
4.圆的一般方程 x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圆的充要条件是 D E , 2 2 D +E -4F>0 ,其中圆心为 2 2 ,半径
方法总结 1.解答与圆有关的轨迹问题常采用以下 方法:直接法-直接根据题目提供的条件列出方程; 定义法-根据圆、直线等定义列方程;几何法-利 用圆的几何性质列方程;代入法-找到所求点与已 知点的关系,代入已知点满足的关系式。 2.求与圆有关的轨迹问题时,题目的设 问有两种常见形式,作答也应有不同;若求轨迹方 程,把方程求出化简即可:若求轨迹,则必须根据 轨迹方程,指出轨迹是什么曲线。
的几何性质,简化运算.
失误与防范
1.求圆的方程需要三个独立条件,所以不论是设 哪一种圆的方程都要列出系数的三个独立方程. 2.过圆外一定点,求圆的切线,应该有两个结果, 若只求出一个结果,应该考虑切线斜率不存在 的情况.
(2)x2+y2表示圆上的一点与原点距离的平方,由
平面几何知识知,在原点与圆心连线与圆的两个交
点处取得最大值和最小值. 又圆心到原点的距离为 (2 0) 2 (0 0) 2 2, 所以x2+y2的最大值是 (2 3) 2 7 4 3, x2+y2的最小值是 (2 3) 2 7 4 3.
D 2 E 2 4F . 2 r= . 5.点与圆的位置关系
点和圆的位置关系有三种.
圆的标准方程(x-a)2+(y-b)2=r2,点M(x0,y0) 2+(y -b)2=r2 ( x a ) 0 0 (1)点在圆上: ;
(2)点在圆外:(x0-a)2+(y0-b)2>r2 ; 2+(y -b)2<r2 ( x a ) 0 0 (3)点在圆内: .
探究提高
与圆有关的最值问题,常见的有以下几 y b 种类型:(1)形如 形 式的 最 值 问题 , 可 转 xa 化为动直线斜率的最值问题;(2)形如t=ax+by形式的
最值问题,可转化为动直线截距的最值问题; (3)形 如( x - a ) 2 +( y - b ) 2 形式的最值问题,可转化为动点
2.圆x2+y2-2x+2y+1=0的圆心到直线x-y+1=0的距离 是
1 2 解析
(D )
A.
B. 3 C. 2 D. 3 2 2 2 2 配方得(x-1)2+(y+1)2=1,圆心(1,-1)
111 3 2 . 到直线的距离d= 2 2
3.(2009²重庆)圆心在y轴上,半径为1,
且过点(1,2)的圆的方程是 A.x2+(y-2)2=1 B.x2+(y+2)2=1 C.(x-1)2+(y-3)2=1 ( A)
高三数学第一轮复习课时作业(46)圆的方程B
课时作业(四十六)B 第46讲 圆的方程时间:35分钟 分值:80分基础热身1.圆(x -3)2+(x +1)2=2的圆心和半径分别为( ) A .(-3,1),2 B .(-3,1), 2C .(3,-1), 2D .(3,-1),22.圆(x +2)2+y 2=5关于原点(0,0)对称的圆的方程为( )A .(x -2)2+y 2=5B .x 2+(y -2)2=5C .(x +2)2+(y +2)2=5D .x 2+(y +2)2=53.直线y =x -1上的点到圆x 2+y 2+4x -2y +4=0的最近距离为( ) A .2 2 B.2-1C .22-1D .14.若原点在圆(x -m )2+(y +m )2=8的内部,则实数m 的取值范围是( ) A .-22<m <2 2 B .0<m <2 2 C .-2<m <2 D .0<m <2 能力提升5.2011·银川一中二模 x 2+y 2-1)=0所表示的曲线图形是( )6.曲线x 2+y 2+22x -22=0关于( ) A .直线x =2轴对称 B .直线y =-x 轴对称 C .点(-2,2)中心对称D .点(-2,0)中心对称7.一动点在圆x 2+y 2=1上移动时,它与定点B (3,0)连线的中点轨迹是( )A .(x +3)2+y 2=4B .(x -3)2+y 2=1C.⎝⎛⎭⎫x +322+y 2=1 D .(2x -3)2+4y 2=1 8.已知实数x ,y 满足x 2+y 2=4(y ≥0),则m =3x +y 的取值范围是( ) A .(-23,4) B .-23,4C .-4,4D .-4,2 39.已知圆C :(x -3)2+(y -4)2=1,点A (0,-1),B (0,1).P 是圆C 上的动点,当|PA |2+|PB |2取最大值时,点P 的坐标是________.10.在圆x 2+y 2=9上,到直线3x +4y +24=0的距离最小的点的坐标是________.11.在平面区域⎩⎨⎧2≤x ≤4,0≤y ≤2内有一个最大的圆,则这个最大圆的一般方程是________.12.(13分)已知圆C 的方程为x 2+y 2+(m -2)x +(m +1)y +m -2=0,根据下列条件确定实数m 的取值,并写出相应的圆心坐标和半径.(1)圆的面积最小;(2)圆心距离坐标原点最近.难点突破13.(12分)已知定点A(0,1),B(0,-1),C(1,0),动点P满足:·=k||2.(1)求动点P的轨迹方程,并说明方程表示的曲线类型;(2)当k=2时,求|2+|的最大、最小值.课时作业(四十六)B【基础热身】1.C 解析 圆心坐标为(3,-1),半径为 2. 2.A 解析 把x ,y 分别换成-x ,-y 即得.3.C 解析 圆心(-2,1)到已知直线的距离为d =22,圆的半径为r =1,故所求距离d min =22-1.4.C 解析 依题意,得m 2+m 2<8,∴-2<m <2. 【能力提升】5.C 解析 x -1lg(x 2+y 2-1)=0等价于x -1=0,或者lg(x 2+y 2-1)=0,即等价于x =1或x ≥1且x 2+y 2=2.选项C 中的图形正确.6.D 解析 把x 2+y 2+22x -22=0化为(x +2)2+y 2=2+22,可知,该曲线为圆,选项中两条直线都不经过圆心,所以只有关于圆心对称.7.D 解析 设圆上任意一点为A (x ′,y ′),AB 的中点为P (x ,y ),则⎩⎨⎧x =3+x ′2,y =y ′2,即⎩⎨⎧x ′=2x -3,y ′=2y ,由于A (x ′,y ′)在圆x 2+y 2=1上,所以满足x ′2+y ′2=1,即(2x -3)2+4y 2=1.8.B 解析 由于y ≥0,∴x 2+y 2=4表示上半圆,又3x +y -m =0是直线(如图),且斜率为-3,在y 轴上截距为m ,又当直线过点(-2,0)时,m =-2 3.∴⎩⎪⎨⎪⎧m ≥-23,d ≤r ,即⎩⎪⎨⎪⎧m ≥-23,|-m |2≤2,解得m ∈-23,4.9.⎝⎛⎭⎫185,245 解析 设P (x 0,y 0),则|PA |2+|PB |2=x 20+(y 0+1)2+x 20+(y 0-1)2=2(x 20+y 20)+2, 显然x 20+y 20的最大值为(5+1)2,∴d max =74,此时=-6,结合点P 在圆上,解得点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫185245.10.⎝⎛⎭⎫-95,-125 解析 由于直线和圆相离,过圆心O 作直线OQ ⊥直线3x +4y +24=0,交圆于点Q ,则点Q 即为所求点,设Q 点坐标为(x ,y ),则k OQ =y x =43①,又Q 在圆上,∴x 2+y 2=9②,由①②解得x =-95,y =-125,即所求的点的坐标为⎝⎛⎭⎫-95,-125. 11.x 2+y 2-6x -2y +9=0 解析 作图知(图略),区域为正方形,最大圆即正方形的内切圆,圆心是(3,1),半径为1,得圆的方程为(x -3)2+(y -1)2=1,即x 2+y 2-6x -2y +9=0.12.解答 (1)因为(m -2)2+(m +1)2-4(m -2)=2m 2-6m +13=2⎝⎛⎭⎫m -322+172恒成立,无论m 为何值,方程总表示圆.圆心坐标⎝⎛⎭⎫2-m 2,-m +12,圆的半径为r =122m 2-6m +13.圆的半径最小时,面积最小,r =122m 2-6m +13=122⎝⎛⎭⎫m -322+172≥344, 当且仅当m =32时,等号成立,此时面积最小.所以当圆的面积最小时,圆心坐标为⎝⎛⎭⎫14,-54,半径r =344.(2)圆心到坐标原点的距离d =122⎝⎛⎭⎫m -122+92≥324.当且仅当m =12时,距离最近.此时,圆心坐标为⎝⎛⎭⎫34,-34,半径r =424.【难点突破】13.解答 (1)设动点坐标P 为(x ,y ),则=(x ,y -1),=(x ,y +1),=(1-x ,-y ).因为·=k ||2,所以x 2+y 2-1=k (x -1)2+y 2,即(1-k )x 2+(1-k )y 2+2kx -k -1=0.若k =1,则方程为x =1,表示过点(1,0)且平行于y 轴的直线;若k ≠1,则方程化为⎝⎛⎭⎫x +k 1-k 2+y 2=⎝⎛⎭⎫11-k 2,表示以⎝⎛⎭⎫k k -10为圆心,以1|1-k |为半径的圆.(2)当k =2时,方程化为(x -2)2+y 2=1, 因为2+=(3x,3y -1), 所以|2+|=9x 2+9y 2-6y +1.又x 2+y 2=4x -3,所以|2+|=36x -6y -26.方法1:问题归结为求6x -y 的最值,令t =6x -y ,由于点P 在圆(x -2)2+y 2=1上,故圆心到直线t =6x -y 的距离不大于圆的半径, 即|12-t |37≤1,解得12-37≤t ≤12+37,结合|2+|=36x -6y -26,得|2+|的最大值为46+637=3+37,最小值为46-637=37-3.方法2:因为(x -2)2+y 2=1,所以令x =2+cos θ,y =sin θ, 则36x -6y -26=637cos(θ+φ)+46∈46-637,46+637. 所以|2+|的最大值为46+637=3+37, 最小值为46-637=37-3.。
高三数学一轮复习高考总复习测评卷 直线和圆的方程 章末质量检测 文 试题
·创 作人:历恰面 日 期: 2020年1月1日金版新学案?高考总复习配套测评卷——高三一轮数学『文科』卷(七)直线和圆的方程————————————————————————————————————— 【说明】 本套试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两局部,请将第一卷选择题之答案填入答题格内,第二卷可在各题后直接答题,一共150分,考试时间是是120分钟.第一卷 (选择题 一共60分)题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案个选项里面,只有一项是哪一项符合题目要求的)1.下面各组方程中,表示一样曲线的是( )A .y =x 与yx=1 B .|y |=|x |与y 2=x 2C .|y |=2x +4与y =2|x |+4D.⎩⎪⎨⎪⎧x =sin θ(θ为参数)y =cos 2θ与y =-x 2+12.直线2x -y -2=0绕它与y 轴的交点逆时针旋转π2所得的直线方程是( )A .-x +2y -4=0B .x +2y -4=0C .-x +2y +4=0D .x +2y +4=03.“a =1”是“直线x +y =0和直线x -ay =0互相垂直〞的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件4.过点P (5,-2),且与直线x -y +5=0相交成45°角的直线l 的方程是( )A .y =-2B .y =2,x =5C .x =5D .y =-2,x =55.假设PQ 是圆x 2+y 2=9的弦,PQ 的中点是(1,2),那么直线PQ 的方程是( )A .x +2y -3=0B .x +2y -5=0C .2x -y +4=0D .2x -y =06.假设k ,-1,b 三个数成等差数列,那么直线y =kx +b 必经过定点( )A .(1,-2)B .(1,2)C .(-1,2)D .(-1,-2)7.D 是由不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -2y ≥0x +3y ≥0,所确定的平面区域,那么圆x 2+y 2=4在区域D 内的弧长为( )A.π4B.π2C.3π4D.3π28.A (-3,8)和B (2,2),在x 轴上有一点M ,使得|AM |+|BM |为最短,那么点M 的坐标为( )A .(-1,0)B .(1,0)C.⎝⎛⎭⎪⎫225,0D.⎝⎛⎭⎪⎫0,2259.设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -6≤0,x -y +2≥0,x ≥0,y ≥0,假设目的函数z =ax +by (a >0,b >0)的最大值为12,那么2a +3b的最小值为( )A.256B.83C.113D .410.在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,A (3,1),B (-1,3),假设点C 满足|+|=|-|,那么C 点的轨迹方程是( )A .x +2y -5=0B .2x -y =0C .(x -1)2+(y -2)2=5 D .3x -2y -11=011.过点M (1,2)的直线l 将圆(x -2)2+y 2=9分成两段弧,当其中的劣弧最短时,直线l 的方程是( )A .x =1B .y =1C .x -y +1=0D .x -2y +3=012.台风中心从A 地以每小时20千米的速度向东北方向挪动,离台风中心30千米内的地区为危险区,城B 在A 的正东40千米处,那么B 城处于危险区内的时间是为( )A .小时B .1小时C .小时D .2小时第二卷 (非选择题 一共90分)二、填空题(本大题一一共4小题,每一小题5分,一共20分.把答案填在题中横线上) 13.将直线y =x +3-1绕它上面一点(1,3)沿逆时针方向旋转15°,那么所得直线的方程为________.14.在坐标平面内,与点A (1,3)的间隔 为2,且与点B (3,1)的间隔 为32的直线一共有__________条.15.直线x -2y -3=0与圆(x -2)2+(y +3)2=9交于E ,F 两点,那么△EOF (O 为坐标原点)的面积等于________.16.在直角坐标平面上,不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-4x -6y +4≤0,|x -2|+|y -3|≥3表示的平面区域的面积是________.三、解答题(本大题一一共6小题,一共70分.解容许写出文字说明,证明过程或者演算步骤)17.(本小题满分是10分)△ABC 的两条高所在直线的方程为2x -3y +1=0和x +y =0,顶点A 的坐标为(1,2),求BC 边所在直线的方程.18.(本小题满分是12分)如图,直角三角形ABC 的顶点A 的坐标为(-2,0),直角顶点B 的坐标为(0,-22),顶点C 在x 轴上.(1)求BC 边所在直线的方程.(2)圆M 是△ABC 的外接圆,求圆M 的方程.19.(本小题满分是12分)△ABC 的顶点A (5,1),AB 边上的中线CM 所在直线方程为2x -y -5=0.AC 边上的高BH 所在直线为x -2y -5=0.求:(1)顶点C 的坐标; (2)直线BC 的方程.20.(本小题满分是12分)甲、乙两煤矿每年的产量分别为200万吨和300万吨,需经过东车站和西车站两个车站运往外地,东车站每年最多能运280万吨煤,西车站每年最多能运360万吨煤,甲煤矿运往东车站和西车站的运费价格分别为1元/吨和元/吨,乙煤矿运往东车站和西车站的运费价格分别为元/吨和元/吨.要使总运费最少,煤矿应怎样编制调运方案?21.(本小题满分是12分)圆C :x 2+y 2=r 2(r >0)经过点(1,3). (1)求圆C 的方程;(2)是否存在经过点(-1,1)的直线l ,它与圆C 相交于A ,B 两个不同点,且满足=12+32(O 为坐标原点)关系的点M 也在圆C 上?假如存在,求出直线l 的方程;假如不存在,请说明理由.22.(本小题满分是12分)圆M 的方程为:x 2+y 2-2x -2y -6=0,以坐标原点为圆心的圆N 与圆M 相切.(1)求圆N 的方程;(2)圆N 与x 轴交于E 、F 两点,圆内的动点D 使得|DE |、|DO |、|DF |成等比数列,求·的取值范围;(3)过点M 作两条直线分别与圆N 相交于A 、B 两点,且直线MA 和直线MB 的倾斜角互补,试判断直线MN 和AB 是否平行?请说明理由. 答案:卷(七)一、选择题1.B 用排除法做.A 、C 易排除,∵点坐标范围明显不一致.D 中前者x ∈[-1,1],y ∈[0,1],后者x ∈R ,y ∈(-∞,1],故排除D.2.D 选D.由题意知所求直线与2x -y -2=0垂直. 又2x -y -2=0与y 轴交点为(0,-2). 故所求直线方程为y +2=-12(x -0),即x +2y +4=0.3.C 当a =1时,直线x +y =0与直线x -y =0垂直成立;当直线x +y =0与直线x -ay =0垂直时,a =1.所以“a =1〞是“直线x +y =0与直线x -ay =0互相垂直〞的充要条件. 4.D (1)假设直线l 的斜率存在,设为k ,由题意,tan 45°=⎪⎪⎪⎪⎪⎪k -11+k ,得k =0,所求l 的直线方程为y =-2.(2)假设直线l 的斜率不存在,那么直线l 的方程为x =5,且与直线x -y +5=0相交成45°角.应选D.5.B 结合圆的几何性质易知直线PQ 过点A (1,2),且和直线OA 垂直,故其方程为:y -2=-12(x -1),整理得x +2y -5=0.6.A ∵k ,-1,b 成等差数列, ∴k +b =-2.∴当x =1时,y =k +b =-2. 即直线过定点(1,-2).7.B 如图阴影局部表示⎩⎪⎨⎪⎧x -2y ≥0x +3y ≥0,确定的平面区域,所以劣弧AB 的弧长即为所求.∵k OB =-13,k OA =12,∴tan ∠BOA =12-⎝ ⎛⎭⎪⎫-131+12×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=1,∴∠BOA =π4.∴劣弧A B 的长度为2×π4=π2.8.B 点B (2,2)关于x 轴的对称点为B ′(2,-2),连接AB ′,易求得直线AB ′的方程为2x +y -2=0,它与x 轴交点M (1,0)即为所求.9.A 不等式组表示的平面区域如下图阴影局部,当直线ax +by =z (a >0,b >0)过直线x -y +2=0与直线3x -y -6=0的交点(4,6)时,目的函数z =ax +by (a >0,b >0)获得最大值12,即4a +6b =12,即2a +3b =6,而2a +3b=⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +3b ·2a +3b 6 =136+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a +a b ≥136+2 =256, 应选A10.C 由|+|=|-|知⊥,所以C 点的轨迹是以两个端点A 、B 为直径的圆,圆心坐标为线段AB 的中点(1,2),半径等于5,所以C 点的轨迹方程是(x -1)2+(y -2)2=5.11.D 由条件知M 点在圆内,故当劣弧最短时,l 应与圆心与M 点的连线垂直, 设圆心为O ,那么O (2,0), ∴K OM =2-01-2=-2.∴直线l 的斜率k =12,∴l 的方程为y -2=12(x -1).即x -2y +3=0.12.B 如图,以A 为坐标原点,建立平面直角坐标系,那么B (40,0),台风中心挪动的轨迹为射线y =x (x ≥0),而点B 到射线y =x 的间隔 d =402=202<30,故l =2302-(202)2=20,故B 城处于危险区内的时间是为1小时. 二、填空题13.【解析】 直线y =x +3-1的斜率为1,故倾斜角为45°,旋转后的直线的倾斜角为60°,斜率为3,故所求直线方程为y -3=3(x -1),即3x -y =0.【答案】3x -y =014.【解析】 以A (1,3)为圆心,以2为半径作圆A ,以B (3,1)为圆心,以32为半径作圆B .∵|AB |=(1-3)2+(3-1)2=22=32-2, ∴两圆内切, 公切线只有一条. 【答案】 1 15.【解析】 如图圆心O 1(2,-3)到直线l :x -2y -3=0的间隔 为5,那么|EF |=29-5=4,O 到l 的间隔 d =35,故S △OEF =12d |EF |=655.【答案】65516.【解析】 区域为圆面(x -2)2+(y -3)2=9内挖去了一个内接正方形. 【答案】 9π-18三、解答题17.【解析】 可以判断A 不在所给的两条高所在的直线上,那么可设AB ,AC 边上的高所在的直线方程分别为2x -3y +1=0,x +y =0,那么可求得AB ,AC 所在的直线方程为y-2=-32(x -1),y -2=x -1,即3x +2y -7=0,y -x -1=0.由⎩⎪⎨⎪⎧3x +2y -7=0x +y =0得B (7,-7),由⎩⎪⎨⎪⎧y -x -1=02x -3y +1=0得C (-2,-1),所以直线BC 的方程为2x +3y +7=0. 18.【解析】 (1)设C (x 0,0), 那么k AB =-220-(-2)=- 2.k BC =0+22x 0-0=22x 0. ∵AB ⊥BC ,∴k AB ·k BC =-1, 即-2×22x 0=-1,∴x 0=4,∴C (4,0),∴k BC =22, ∴直线BC 的方程为y -0=22(x -4),即y =22x -2 2. (2)圆M 以线段AC 为直径,AC 的中点M 的坐标为(1,0),半径为3, ∴圆M 的方程为x 2+y 2-2x -8=0. 19.【解析】 直线AC 的方程为:y -1=-2(x -5),即2x +y -11=0,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y -11=0,2x -y -5=0,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =4,y =3,那么C 点坐标为(4,3).设B (m ,n ),那么M (m +52,n +12),⎩⎪⎨⎪⎧ 2m +52-n +12-5=0m -2n -5=0, 整理得⎩⎪⎨⎪⎧ 2m -n -1=0m -2n -5=0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ m =-1n =-3那么B 点坐标为(-1,-3)直线BC 的方程为y -3=65(x -4),即6x -5y -9=0.20.【解析】 设甲煤矿向东车站运x 万吨煤,乙煤矿向东车站运y 万吨煤,那么总运费z =x +1.5(200-x )+y +1.6(300-y )(万元),即z =780-x -y . x 、y 应满足⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,200-x ≥0,300-y ≥0,x +y ≤280,200-x +(300-y )≤360, 作出上面的不等式组所表示的平面区域如下图.设直线x +y =280与y 轴的交点为M ,那么M (0,280),把直线l :x +y =0向上平移至经过点M 时,z 的值最小. ∵点M 的坐标为(0,280),∴甲煤矿消费的煤全部运往西车站,乙煤矿向东车站运280万吨、向西车站运20万吨时,总运费最少. 21.【解析】 (1)由圆C :x 2+y 2=r 2,再由点(1,3)在圆C 上,得r 2=12+(3)2=4所以圆C 的方程为 x 2+y 2=4;(2)假设直线l 存在,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x 0,y 0)①假设直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为:y -1=k (x +1),联立⎩⎪⎨⎪⎧ y =k (x +1)+1x 2+y 2-4=0消去y 得,(1+k 2)x 2+2k (k +1)x +k 2+2k -3=0,由韦达定理得x 1+x 2=-2k (k +1)1+k 2=-2+2-2k 1+k 2,x 1x 2=k 2+2k -31+k 2=1+2k -41+k 2, y 1y 2=k 2x 1x 2+k (k +1)(x 1+x 2)+(k +1)2=2k +41+k 2-3, 因为点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)在圆C 上,因此,得x 21+y 21=4,x 22+y 22=4, 由=12+32得x 0 =x 1+3x 22,y 0=y 1+3y 22,由于点M 也在圆C 上,那么⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+3x 222+⎝ ⎛⎭⎪⎫y 1+3y 222 =4,整理得,x 21+y 214+3x 22+y 224+32x 1x 2+123y 1y 2=4, 即x 1x 2+y 1y 2=0,所以1+2k -41+k 2+(2k +41+k2-3)=0, 从而得,k 2-2k +1=0,即k =1,因此,直线l 的方程为 y -1=x +1,即x -y +2=0,②假设直线l 的斜率不存在,那么A (-1,3),B (-1,-3),M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1-32,3-32 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1-322+⎝ ⎛⎭⎪⎫3-322 =4-3≠4,故点M 不在圆上与题设矛盾综上所知:k =1,直线方程为x -y +2=022.【解析】 圆M 的方程可整理为:(x -1)2+(y -1)2=8,故圆心M (1,1),半径R =2 2.(1)圆N 的圆心为(0,0),因为|MN |=2<22,所以点N 在圆M 内,故圆N 只能内切于圆M .设其半径为r .因为圆N 内切于圆M ,所以有:|MN |=R -r , 即2=22-r ,解得r = 2.所以圆N 的方程为x 2+y 2=2.(2)由题意可知:E (-2,0),F (2,0).设D (x ,y ),由|DE |、|DO |、|DF |成等比数列,得|DO |2=|DE |×|DF |, 即:(x +2)2+y 2×(x -2)2+y 2=x 2+y 2,整理得:x 2-y 2=1.而=(-2-x ,-y ),=(2-x ,-y ),·=(-2-x )(2-x )+(-y )(-y )=x 2+y 2-2=2y 2-1,由于点D 在圆N 内,故有⎩⎪⎨⎪⎧ x 2+y 2<2x 2-y 2=1,由此得y 2<12,所以·∈[-1,0). (3)因为直线MA 和直线MB 的倾斜角互补,故直线MA 和直线MB 的斜率存在,且互为相反数,设直线MA 的斜率为k ,那么直线MB 的斜率为-k .故直线MA 的方程为y -1=k (x -1),直线MB 的方程为 y -1=-k (x -1),由⎩⎪⎨⎪⎧ y -1=k (x -1)x 2+y 2=2, 得(1+k 2)x 2+2k (1-k )x +(1-k )2-2=0.因为点M 在圆N 上,故其横坐标x =1一定是该方程的解,可得x A =k 2-2k -11+k 2, 同理可得:x B =k 2+2k -11+k 2, 所以k AB =y B -y A x B -x A= -k (x B -1)-k (x A -1)x B -x A= 2k -k (x B +x A )x B -x A=1=k MN . 所以,直线AB 和MN 一定平行.。
圆的方程及性质课件-2023届高三数学一轮复习
3 3.
判断直线与圆的位置关系的两种方法 >0⇔相交,
(1)代数法:Δ=判―b别 ―2-→式4ac =0⇔相切, <0⇔相离.
(2)几何法:利用圆心到直线的距离 d 和圆半径 r 的大小关系:d<r⇔相交,d =r⇔相切,d>r⇔相离.
实际操作时,多用几何法.
练习 已知点 M(a,b)在圆 O:x2+y2=1 外,则直线 ax+by=1 与圆 O 的
①两条切线方程; ②直线 AB 的方程; ③线段 PA 的长度; ④线段 AB 的长度.
圆的切线方程的求法 (1)代数法:设切线方程为 y-y0=k(x-x0),与圆的方程组成方程组,消元后得到 一个一元二次方程,然后令判别式Δ=0 进而求得 k(当 k 不存在时,切线方程为 x =x0). (2)几何法:设切线方程为 y-y0=k(x-x0),利用点到直线的距离公式表示出圆心 到切线的距离 d,然后令 d=r,进而求出 k(当 k 不存在时,切线方程为 x=x0). (3)若点 M(x0,y0)在圆 x2+y2=r2 上,则过点 M 的圆的切线方程为 x0x+y0y= r2.
A.相交
B.相切
C.相离
D.不确定
【思路】 根据直线与圆的位置关系的判断方法——几何法或代数法求解, 也可以利用直线所过的定点,结合该定点与圆的位置关系求解.
【解析】 +m2-5=0,
方法一:由mx2x+-(y+y-1-1)m2==05,,消去 y,整理得(1+m2)x2-2m2x
因为 Δ=16m2+20>0,所以直线 l 与圆相交.
圆的定义 平面内到定点的距离___________的点的集合是圆,定点是圆心,定长是半 径. 注:平面内动点 P 到两定点 A,B 距离的比值为λ,即||PPAB||=λ, ①当λ=1 时,P 点轨迹是线段 AB 的垂直平分线; ②当λ≠1 时,P 点轨迹是圆.
【走向高考】(2013春季发行)高三数学第一轮总复习 8-2圆的方程 新人教A版
8-2圆的方程基础巩固强化1.(2011²广州检测)圆心在y 轴上,半径为1,且过点(1,2)的圆的方程为( ) A .x 2+(y -2)2=1 B .x 2+(y +2)2=1 C .(x -1)2+(y -3)2=1 D .x 2+(y -3)2=1[答案] A[解析] 设圆心坐标为(0,b ),则由题意知 0-12+b -22=1,解得b =2,故圆的方程为x 2+(y -2)2=1.2.(文)(2011²广东文,8)设圆C 与圆x 2+(y -3)2=1外切,与直线y =0相切,则圆C 的圆心轨迹为( )A .抛物线B .双曲线C .椭圆D .圆[答案] A[解析] 动圆圆心C 到定点(0,3)的距离与到定直线y =-1的距离相等,符合抛物线的定义,故选A.(理)(2011²广州模拟)动点A 在圆x 2+y 2=1上移动时,它与定点B (3,0)连线的中点的轨迹方程是( )A .(x +3)2+y 2=4 B .(x -3)2+y 2=1 C .(2x -3)2+4y 2=1 D .(x +32)2+y 2=12[答案] C[解析] 设中点M (x ,y ),则点A (2x -3,2y ), ∵A 在圆x 2+y 2=1上,∴(2x -3)2+(2y )2=1, 即(2x -3)2+4y 2=1,故选C.3.方程(x 2+y 2-4)x +y +1=0表示的曲线形状是( )[答案] C[解析] 注意到方程(x 2+y 2-4)x +y +1=0等价于①⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-4=0,x +y +1≥0,或②x +y +1=0.①表示的是不在直线x +y +1=0的左下方且在圆x 2+y 2=4上的部分;②表示的是直线x +y +1=0.因此,结合各选项知,选C.4.(2011²华安、连城、永安、漳平、龙海、泉港六校联考)圆x 2+y 2-2x -2y +1=0上的点到直线3x +4y +5=0的距离最大值是a ,最小值是b ,则a +b =( )A.125B.245C.65 D .5[答案] B[解析] 圆心C (1,1)到直线3x +4y +5=0距离d =125,∴a +b =⎝ ⎛⎭⎪⎫125+r +⎝ ⎛⎭⎪⎫125-r =245(r 为圆的半径).5.(2012²福州八县联考)已知函数f (x )=1-x -12,x ∈[1,2],对于满足1<x 1<x 2<2的任意x 1、x 2,给出下列结论:①f (x 2)-f (x 1)>x 2-x 1; ②x 2f (x 1)>x 1f (x 2);③(x 2-x 1)[f (x 2)-f (x 1)]<0; ④(x 2-x 1)[f (x 2)-f (x 1)]>0. 其中正确结论的个数为( )A .1B .2C .3D .4 [答案] B[解析] 曲线y =1-x -12,x ∈[1,2]表示圆(x -1)2+y 2=1,位于直线x =1右侧x 轴上方的四分之一个圆,∵1<x 1<x 2<2,∴f (x 1)>f (x 2).因此,(f (x 2)-f (x 1))(x 2-x 1)<0,④错,③对;显然有k OA >k OB ,∴f x 1x 1>f x 2x 2,∴x 2f (x 1)>x 1f (x 2),故②正确;又k AB =f x 2-f x 1x 2-x 1<0,可能有k AB <-1,也可能k AB >-1,∴①错.6.(文)(2011²日照模拟)圆心在曲线y =3x(x >0)上,且与直线3x +4y +3=0相切的面积最小的圆的方程为( )A .(x -1)2+(y -3)2=(185)2B .(x -3)2+(y -1)2=(165)2C .(x -2)2+(y -32)2=9D .(x -3)2+(y -3)2=9 [答案] C[解析] 设圆心坐标为(a ,3a)(a >0),则圆心到直线3x +4y +3=0的距离d =|3a +12a +3|5=35(a +4a +1)≥35(4+1)=3,等号当且仅当a =2时成立.此时圆心坐标为(2,32),半径为3,故所求圆的方程为(x -2)2+(y -32)2=9.(理)(2011²西安模拟)若直线ax +2by -2=0(a >0,b >0)始终平分圆x 2+y 2-4x -2y -8=0的周长,则1a +2b的最小值为( )A .1B .5C .4 2D .3+2 2[答案] D[解析] 由条件知圆心C (2,1)在直线ax +2by -2=0上,∴a +b =1, ∴1a +2b =(1a +2b)(a +b )=3+b a+2ab≥3+22,等号在b a=2ab,即b =2-2,a =2-1时成立.7.设定点M (-3,4),动点N 在圆x 2+y 2=4上运动,以OM 、ON 为两边作平行四边形MONP ,则点P 的轨迹方程为________.[答案] (x +3)2+(y -4)2=4(x ≠-95且x ≠-215)[解析]如图所示,设P (x ,y ),N (x 0,y 0),则线段OP 的中点坐标为(x 2,y 2),线段MN 的中点坐标为(x 0-32,y 0+42).由于平行四边形的对角线互相平分,故x 2=x 0-32,y 2=y 0+42. 从而⎩⎪⎨⎪⎧x 0=x +3y 0=y -4.因为N (x +3,y -4)在圆上,故(x +3)2+(y -4)2=4.因此所求轨迹为圆:(x +3)2+(y -4)2=4,但应除去两点(-95,125)和(-215,285)(点P在直线OM 上时的情况).8.(2011²南京模拟)已知点M (1,0)是圆C :x 2+y 2-4x -2y =0内的一点,那么过点M 的最短弦所在直线的方程是________.[答案] x +y -1=0[解析] 过点M 的最短的弦与CM 垂直,圆C :x 2+y 2-4x -2y =0的圆心为C (2,1), ∵k CM =1-02-1=1,∴最短弦所在直线的方程为y -0=-1(x -1),即x +y -1=0.9.(文)已知圆心在x 轴上,半径为2的圆O 位于y 轴左侧,且与直线x +y =0相切,则圆O 的方程是________.[答案] (x +2)2+y 2=2[解析] 设圆的方程为(x -a )2+y 2=2(a <0),由条件得2=|a |2,∴|a |=2,又a <0,∴a =-2.(理)(2012²石家庄一模)已知动圆的圆心C 在抛物线x 2=2py (p >0)上,该圆经过点A (0,p ),且与x 轴交于两点M 、N ,则sin ∠MCN 的最大值为________.[答案] 1[解析] 当圆心C 的纵坐标为p 时,C (2p ,p )为圆心的圆方程为(x -2p )2+(y -p )2=2p 2,令y =0得,x =2p ±p ,∴MC ⊥NC ,∴sin ∠MCN =1.10.(文)已知圆C :x 2+y 2-4x -6y +12=0,点A (3,5),求: (1)过点A 的圆的切线方程;(2)O 点是坐标原点,连结OA ,OC ,求△AOC 的面积S . [解析] (1)⊙C :(x -2)2+(y -3)2=1.当切线的斜率不存在时,过点A 的直线方程为x =3,C (2,3)到直线的距离为1,满足条件.当k 存在时,设直线方程为y -5=k (x -3),即kx -y +5-3k =0,由直线与圆相切得, |-k +2|k 2+1=1,∴k =34.∴直线方程为x =3或y =34x +114.(2)|AO |=9+25=34, 直线OA :5x -3y =0, 点C 到直线OA 的距离d =134,S =12²d ²|AO |=12.(理)(2011²兰州一诊)已知圆M 过两点C (1,-1),D (-1,1),且圆心M 在x +y -2=0上.(1)求圆M 的方程;(2)设P 是直线3x +4y +8=0上的动点,PA 、PB 是圆M 的两条切线,A 、B 为切点,求四边形PAMB 面积的最小值.[解析] (1)设圆M 的方程为: (x -a )2+(y -b )2=r 2(r >0). 根据题意,得⎩⎪⎨⎪⎧1-a 2+-1-b 2=r 2,-1-a 2+1-b 2=r 2,a +b -2=0,解得a =b =1,r =2,故所求圆M 的方程为(x -1)2+(y -1)2=4. (2)因为四边形PAMB 的面积S =S △PAM +S △PBM=12|AM |²|PA |+12|BM |²|PB |, 又|AM |=|BM |=2,|PA |=|PB |,所以S =2|PA |, 而|PA |=|PM |2-|AM |2=|PM |2-4, 即S =2|PM |2-4.因此要求S 的最小值,只需求|PM |的最小值即可, 即在直线3x +4y +8=0上找一点P , 使得|PM |的值最小,所以|PM |min =|3³1+4³1+8|32+42=3,所以四边形PAMB 面积的最小值为:S =2|PM |2-4=232-4=2 5.能力拓展提升11.(2011²西安模拟)已知圆的方程为x 2+y 2-6x -8y =0,设该圆中过点M (3,5)的最长弦、最短弦分别为AC 、BD ,则以点A 、B 、C 、D 为顶点的四边形ABCD 的面积为( )A .10 6B .20 6C .30 6D .40 6[答案] B[解析] 圆的方程:(x -3)2+(y -4)2=25, ∴半径r =5,圆心到最短弦BD 的距离d =1, ∴最短弦长|BD |=46, 又最长弦长|AC |=2r =10,∴四边形的面积S =12³|AC |³|BD |=20 6.12.(文)(2011²成都龙泉第一中学模拟)以抛物线y 2=20x 的焦点为圆心,且与双曲线x 216-y 29=1的两渐近线都相切的圆的方程为( ) A .x 2+y 2-20x +64=0 B .x 2+y 2-20x +36=0 C .x 2+y 2-10x +16=0 D .x 2+y 2-10x +9=0[答案] C[解析] 抛物线的焦点坐标是(5,0),双曲线的渐近线方程是3x ±4y =0,点(5,0)到直线3x ±4y =0的距离d =3即为所求圆的半径.故所求圆的方程为(x -5)2+y 2=9,即x 2+y 2-10x +16=0,故选C.(理)设A 为圆(x -1)2+y 2=1上的动点,PA 是圆的切线,且|PA |=1,则P 点的轨迹方程是( )A .(x -1)2+y 2=4 B .(x -1)2+y 2=2 C .y 2=2x D .y 2=-2x[答案] B[解析] 设P (x ,y ),圆心C (1,0),由题意知PA ⊥AC ,∴|PC |2=|PA |2+|AC |2=2,∴(x -1)2+y 2=2,故选B.13.(2011²长春市调研)若圆上的点A (2,3)关于直线x +2y =0的对称点仍在圆上,且圆与直线x -y +1=0相交所得的弦长为22,则圆的方程是________________.[答案] (x -6)2+(y +3)2=52或(x -14)2+(y +7)2=244[解析] 设圆的方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2,点A (2,3)关于直线x +2y =0的对称点仍在圆上,说明圆心在直线x +2y =0上,即有a +2b =0,根据题意可得⎩⎪⎨⎪⎧a +2b =0,2-a 2+3-b 2=r 2,r 2-a -b +122=2.解得⎩⎪⎨⎪⎧a =6,b =-3,r 2=52.或⎩⎪⎨⎪⎧a =14,b =-7,r 2=244.所求圆的方程为(x -6)2+(y +3)2=52或(x -14)2+(y +7)2=244.14.(文)已知圆C 的圆心是直线x -y +1=0与x 轴的交点,且圆C 与直线x +y +3=0相切,则圆C 的方程为__________.[答案] (x +1)2+y 2=2[解析] 在直线方程x -y +1=0中,令y =0得,x =-1,∴圆心坐标为(-1,0), 由点到直线的距离公式得圆的半径R =|-1+0+3|2=2, ∴圆的标准方程为(x +1)+y 2=2.(理)圆C 的半径为1,圆心在第一象限,与y 轴相切,与x 轴相交于A 、B ,|AB |=3,则该圆的标准方程是________.[答案] (x -1)2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -122=1[解析]设圆心C (a ,b ),由条件知a =1,取弦AB 中点D ,则CD =AC 2-AD 2=12-⎝⎛⎭⎪⎫322=12, 即b =12,∴圆方程为(x -1)2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -122=1.15.(文)(2011²青岛模拟)已知以点C ⎝⎛⎭⎪⎫t ,2t (t ∈R ,t ≠0)为圆心的圆与x 轴交于点O 、A ,与y 轴交于点O 、B ,其中O 为原点.(1)求证:△OAB 的面积为定值;(2)设直线y =-2x +4与圆C 交于点M 、N ,若|OM |=|ON |,求圆C 的方程. [解析] (1)证明:∵圆C 过原点O ,∴OC 2=t 2+4t2.设圆C 的方程是(x -t )2+⎝⎛⎭⎪⎫y -2t 2=t 2+4t2,令x =0,得y 1=0,y 2=4t;令y =0,得x 1=0,x 2=2t ,∴S △OAB =12|OA |²|OB |=12³⎪⎪⎪⎪⎪⎪4t ³|2t |=4,即△OAB 的面积为定值. (2)∵|OM |=|ON |,|CM |=|CN |, ∴OC 垂直平分线段MN . ∵k MN =-2,∴k OC =12.∴直线OC 的方程是y =12x .∴2t =12t ,解得t =2或t =-2. 当t =2时,圆心C 的坐标为(2,1),OC =5, 此时C 到直线y =-2x +4的距离d =15<5,圆C 与直线y =-2x +4相交于两点.当t =-2时,圆心C 的坐标为(-2,-1),OC =5, 此时C 到直线y =-2x +4的距离d =95> 5.圆C 与直线y =-2x +4不相交, ∴t =-2不符合题意,舍去. ∴圆C 的方程为(x -2)2+(y -1)2=5.(理)(2011²北京模拟)已知点A (-3,0),B (3,0).动点P 满足|PA |=2|PB |. (1)若点P 的轨迹为曲线C ,求此曲线C 的方程;(2)若点Q 在直线l 1:x +y +3=0上,直线l 2经过点Q 且与曲线C 只有一个公共点M ,求|QM |的最小值.[解析] (1)设P (x ,y ),∵|PA |=2|PB |, ∴(x +3)2+y 2=4[(x -3)2+y 2] 整理得(x -5)2+y 2=16. (2)由条件知QM 与圆C 相切,则问题转化为在直线l 1上求一点Q ,过点Q 作⊙C 的切线,求切线长的最小值. 由于⊙C 的半径为定值4,欲使切线长最小,只需QC 最小,而点C (5,0)为定点,因此,当CQ ⊥l 1时取得最小值,∵C 到l 1的距离d =42,∴|QM |min =d 2-42=4.16.(文)已知点A (-3,0),B (3,0),动点P 满足|PA |=2|PB |. (1)若点P 的轨迹为曲线C ,求此曲线的方程;(2)若点Q 在直线l 1:x +y +3=0上,直线l 2经过点Q 且与曲线C 只有一个公共点M ,求|QM |的最小值.[分析] (1)设出点P 的坐标,由|PA |=2|PB |写出方程,化简即可;(2)直线l 2与曲线C 只有一个公共点M ,故l 2与C 相切,当|QC |取最小值时,|QM |取到最小值,故|CQ |为点C 到l 1的距离时满足要求.[解析] (1)设点P 的坐标为(x ,y ), 则x +32+y 2=2x -32+y 2,化得可得(x -5)2+y 2=16即为所求.(2)曲线C 是以点(5,0)为圆心,4为半径的圆,如图. 由题意知直线l 2是此圆的切线,连接CQ , 则|QM |=|CQ |2-|CM |2=|CQ |2-16,当CQ ⊥l 1时,|CQ |取最小值,|CQ |=|5+3|2=42,此时|QM |的最小值为32-16=4.(理)(2012²河南六市联考)已知直线l 与抛物线x 2=4y 相切于点P (2,1),且与x 轴交于点A ,O 为坐标原点,定点B 的坐标为(2,0),动点Q 满足AB →²BQ →+2|AQ →|=0.(1)求动点Q 的轨迹C 的方程;(2)是否存在圆心在原点的圆,只要该圆的切线与切点Q 的轨迹C 有两个不同交点M ,N ,就一定有OM →²ON →=0?若存在,求出该圆的方程;若不存在,请说明理由.[解析] (1)由x 2=4y 得y =14x 2,∴y ′=12x ,∴直线l 的斜率为y ′|x =2=1,故l 的方程为:y -1=1(x -2),即y =x -1, ∴点A 坐标为(1,0),设Q (x ,y ),则AB →=(1,0),BQ →=(x -2,y ),AQ →=(x -1,y ), 由AB →²BQ →+2|AQ →|=0得,x -2+0+2x -12+y 2=0,化简整理得x 22+y 2=1,故动点Q 的轨迹C 的方程为:x 22+y 2=1.(2)假设存在这样的圆,其方程为x 2+y 2=r 2(r >0).(ⅰ)当直线MN 的斜率存在时,设其方程为y =kx +m 代入x 22+y 2=1,可得(1+2k 2)x 2+4kmx +2m 2-2=0,判别式Δ=16k 2m 2-4(1+2k 2)(2m 2-2)>0, ∴m 2<1+2k 2,①设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则x 1+x 2=-4km1+2k 2,②x 1x 2=2m 2-21+2k 2,③由OM →²ON →=0,可得x 1x 2+y 1y 2=0,即x 1x 2+(kx 1+m )(kx 2+m )=(1+k 2)x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2=0,④ 将②③代入④得2m 2-11+k 21+2k 2-4k 2m 21+2k 2+m 2=0,m 2=23(1+k 2),⑤显然满足①式由直线MN :y =kx +m 与圆x 2+y 2=r 2相切知:r =|m |1+k2,∴r =m 21+k 2=23,即存在圆x 2+y 2=23满足题意. (ⅱ)当直线MN 的斜率不存在时,可得x 1=x 2=63或x 1=x 2=-63,y 1=-y 2=63,满足OM →²ON →=0,综上所述:存在圆x 2+y 2=23满足题意.1.双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的一条渐近线的倾斜角为60°,直线ax +by -a +1=0平分圆C :(x -2)2+(y -3)2=1,则点P (a ,b )与圆C 的位置关系是( )A .P 在⊙C 内B .P 在⊙C 上 C .P 在⊙C 外D .无法确定[答案] C[解析] 由条件得,⎩⎪⎨⎪⎧b a =tan60°,2a +3b -a +1=0,解之得⎩⎪⎨⎪⎧a =-14,b =-34,∵(-14-2)2+(-34-3)2>1,∴点P 在⊙C 外.2.(2011²临沂模拟)圆x 2+y 2+2x -4y +1=0关于直线2ax -by +2=0(a ,b ∈R )对称,则ab 的取值范围是( )A .(-∞,14]B .(0,14]C .(-14,0)D .(-∞,14)[答案] A[解析] 由题可知直线2ax -by +2=0过圆心(-1,2),故可得a +b =1,∴ab ≤(a +b2)2=14.3.已知圆(x+1)2+(y-1)2=1上一点P到直线3x-4y-3=0距离为d,则d的最小值为( )A.1 B.4 5C.25D.2[答案] A[解析] ∵圆心C(-1,1)到直线3x-4y-3=0距离为2,∴d min=2-1=1.4.(2011²东北育才中学期末)圆x2+y2-2x+6y+5a=0关于直线y=x+2b成轴对称图形,则a-b的取值范围是( )A.(-∞,4) B.(-∞,0)C.(-4,+∞) D.(4,+∞)[答案] A[解析] 圆(x-1)2+(y+3)2=10-5a,由条件知,圆心C(1,-3)在直线y=x+2b上,∴b=-2,又10-5a>0,∴a<2,∴a-b<4.5.(2011²浙江宁波八校联考)点(a,b)为第一象限内的点,且在圆(x+1)2+(y+1)2=8上,ab的最大值为________.[答案] 1[解析] 由条件知a>0,b>0,(a+1)2+(b+1)2=8,∴a2+b2+2a+2b=6,∴2ab+4ab ≤6,∵ab>0,∴0<ab≤1,等号在a=b=1时成立.[点评] 作出图形可见,点(a,b)为⊙C在第一象限的一段弧,由对称性可知,当点(a,b)为直线y=x与⊙C的交点(1,1)时,ab取最大值1.。
圆的方程
基础题例题
4.已知点 已知点P(x,y)为圆 x2+y2=4上的动点,则 x+y 的最大值为 上的动点, 的最大值为___ 已知点 为圆 上的动点
x = 2cosα ( 一 :设 (0 ≤α < 2 ) π 解法 ) y = 2sin α
x 则 +y = 2cosα +2sinα = 2 2sin α +π ) ≤ 2 2 ( 4 (法 ) x+ y =u 二 设
的方程为: (2)圆C的方程为: x −a) ) 的方程为 (
Hale Waihona Puke +(y −b) = r
2
2
2
练习1.写出过圆 上一点M的切线的方程 练习 写出过圆x2+y2=10上一点 的切线的方程 写出过圆 上一点 的切线的方程?
2、求经过圆外一点M(x0,y0)的切线的方程 。 、求经过圆外一点 ( 常用求法简介: 常用求法简介:
.
r
2.确定圆的方程必须具备 确定圆的方程必须具备 三个独立的条件 独立的条件。 三个独立的条件。
O
x
2.标准方程: 标准方程: 设圆心C(a,b),半径为r,则标准方程为 ,半径为 ,则标准方程为(x-a)2+(y-b)2=r2. 设圆心 当圆心在圆点时,圆的方程为 当圆心在圆点时,圆的方程为x2+y2=r2 3.一般方程: 一般方程: 当D2+E2-4F>0 时, 方程 2+y2+Dx+Ey+F=0叫做圆的一般 方程x 叫做圆的一般 1 D E (− ,− ) ,半径 r = D 2 + E 2 − 4F 方程. 方程 此时圆心为 半径 2 2 2
( 二 :设 心 解法 ) 圆 C(x0, y0), 则2x0 −y0 −7 = 0 Q 心 AB 垂 平 线 又 圆 在 的 直 分 y = −3上 , ∴y0 = −3 ∴ 0 =2 x
高三理科数学一轮总复习第八章 直线和圆的方程
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命题展望
1.在平面直角坐标系中,结合具体图形,确定直线位置的几何要素.
2.理解直线的倾斜角和斜率的概念,掌握过两点的直线的斜率的计算公式.
3.能根据两条直线的斜率判定这两条直线平行或垂直.
4.掌握确定直线位置的几何要素,掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式),了解斜截式与一次函数的关系.
故所求直线方程为2x-3y=0或x+y-5=0.
(2)当斜率不存在时,直线方程x-2=0合题意;
当斜率存在时,则设直线方程为y-1=k(x-2),即kx-y+1-2k=0,所以=2,解得k=-,方程为3x+4y-10=0.
故所求直线方程为x-2=0或3x+4y-10=0.
【点拨】截距可以为0,斜率也可以不存在,故均需分情况讨论.
5.掌握用解方程组的方法求两条相交直线的交点坐标.
6.掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行线间的距离.
7.掌握确定圆的几何要素,掌握圆的标准方程与一般方程.
8.能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆、圆与圆的位置关系.
9.能用直线和圆的方程解决简单的问题.
10.初步了解用代数方法处理几何问题的思想.
11.了解空间直角坐标系,会用空间直角坐标表示点的位置,会推导空间两点间的距离公式.
本章重点:1.倾斜角和斜率的概念;2.根据斜率判定两条直线平行与垂直;3.直线的点斜式方程、一般式方程;4.两条直线的交点坐标;5.点到直线的距离和两条平行直线间的距离的求法;6.圆的标准方程与一般方程;7.能根据给定直线,圆的方程,判断直线与圆的位置关系;8.运用数形结合的思想和代数方法解决几何问题.
l的倾斜角为2θ,tan2θ= ==.
47东北师大附属中学高三第一轮复习导学案-圆的方程B
圆的方程(学案)B一、知识梳理 1.圆的方程(1)圆的标准方程 圆心为(a ,b ),半径为r 的圆的标准方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2. 说明:方程中有三个参量a 、b 、r ,因此三个独立条件可以确定一个圆. (2)圆的一般方程二次方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0.(*) 将(*)式配方得(x +2D )2+(y +2E )2=4422F E D -+.当D 2+E 2-4F >0时,方程(*)表示圆心(-2D ,-2E),半径r =21FE D 422-+的圆,把方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F >0)叫做圆的一般方程.说明:(1)圆的一般方程体现了圆方程的代数特点:(A x 2+B y 2+Cxy+Dx +Ey +F =0) a.x 2、y 2项系数相等且不为零. b.没有xy 项.(2)当D 2+E 2-4F =0时,方程(*)表示点(-2D ,-2E ),当D 2+E 2-4F <0时,方程(*)不表示任何图形.(3)据条件列出关于D 、E 、F 的三元一次方程组,可确定圆的一般方程. (3)圆的参数方程(4-4选讲内容) ①圆心在O (0,0),半径为r 的圆的参数方程为 x =r cos θ,y =r sin θ ②圆心在O 1(a ,b ),半径为r 的圆的参数方程为 x =a +r cos θ,y =b +r sin θ 说明:在①中消去θ得x 2+y 2=r 2,在②中消去θ得(x -a )2+(y -b )2=r 2,把这两个方程相对于它们各自的参数方程又叫做普通方程.2.二元二次方程Ax 2+Bxy +Cy 2+Dx +Ey +F =0表示圆的充要条件若上述二元二次方程表示圆,则有A =C ≠0,B =0,这仅是二元二次方程表示圆的必要条件,不充分.在A =C ≠0,B =0时,二元二次方程化为x 2+y 2+A D x +A E y +AF=0, 仅当(A D )2+(A E )2-4·AF>0,即D 2+E 2-4AF >0时表示圆. (θ为参数). ① (θ为参数). ②故Ax 2+Bxy +Cy 2+Dx +Ey +F =0表示圆的充要条件是:①A =C ≠0,②B =0,③D 2+E 2-4AF >0. 二、题型探究[题型探究一]圆的标准方程1.方程x 2+y 2-2(t +3)x +2(1-4t 2)y +16t 4+9=0(t ∈R )表示圆方程,则t 的取值范围是A.-1<t <71 B.-1<t <21 C.-71<t <1 D .1<t <2 2.点P (5a +1,12a )在圆(x -1)2+y 2=1的内部,则a 的取值范围是A.|a |<1B.a <131C.|a |<51 D .|a |<131 3.已知圆的方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2(r >0),下列结论错误的是A.当a 2+b 2=r 2时,圆必过原点B.当a =r 时,圆与y 轴相切C.当b =r 时,圆与x 轴相切 D .当b <r 时,圆与x 轴相交4.(2005年北京海淀区期末练习)将圆x 2+y 2=1按向量a 平移得到圆(x +1)2+(y -2)2=1,则a 的坐标为____________.5.已知P (1,2)为圆x 2+y 2=9内一定点,过P 作两条互相垂直的任意弦交圆于点B 、C ,则BC 中点M 的轨迹方程为____________. [题型探究二]圆的方程的应用:【例1】 (2003年春季北京)设A (-c ,0)、B (c ,0)(c >0)为两定点,动点P 到A 点的距离与到B 点的距离的比为定值a (a >0),求P 点的轨迹.【例2】 一圆与y 轴相切,圆心在直线x -3y =0上,且直线y =x 截圆所得弦长为27,求此圆的方程.【例3】 已知⊙O 的半径为3,直线l 与⊙O 相切,一动圆与l 相切,并与⊙O 相交的公共弦恰为⊙O 的直径,求动圆圆心的轨迹方程.三、方法提升:1.不论圆的标准方程还是一般方程,都有三个字母(a 、b 、r 或D 、E 、F )的值需要确定,因此需要三个独立的条件.利用待定系数法得到关于a 、b 、r (或D 、E 、F )的三个方程组成的方程组,解之得到待定字母系数的值.2.求圆的方程的一般步骤:(1)选用圆的方程两种形式中的一种(若知圆上三个点的坐标,通常选用一般方程;若给出圆心的特殊位置或圆心与两坐标间的关系,通常选用标准方程);(2)根据所给条件,列出关于D 、E 、F 或a 、b 、r 的方程组;(3)解方程组,求出D 、E 、F 或a 、b 、r 的值,并把它们代入所设的方程中,得到所求圆的方程.3.解析几何中与圆有关的问题,应充分运用圆的几何性质帮助解题. 四、反思感悟1.在二元二次方程中x 2和y 2的系数相等并且没有x 、y 项只是表示圆的必要条件而不是充分条件.2.如果问题中给出了圆心两坐标之间的关系或圆心的特殊位置时,一般用标准方程.如果给出圆上的三个点的坐标,一般用一般方程.3.在一般方程中,当D 2+E 2-4F =0时,方程表示一个点(-2D ,-2E),当D 2+E 2-4F <0时,无轨迹.4.在解决与圆有关的问题时,要充分利用圆的特殊几何性质,这样会使问题简单化.5.数形结合、分类讨论、函数与方程的思想在解决圆的有关问题时经常运用,应熟练掌握. 五、课时作业:1.方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F >0)表示的曲线关于x +y =0成轴对称图形,则A.D +E =0B. B.D +F =0C.E +F =0D. D +E +F =02.(2004年全国Ⅱ,8)在坐标平面内,与点A (1,2)距离为1,且与点B (3,1)距离为2的直线共有A.1条B.2条C.3条 D .4条3.(2005年黄冈市调研题)圆x 2+y 2+x -6y +3=0上两点P 、Q 关于直线kx -y +4=0对称,则k =____________.4.(2004年全国卷Ⅲ,16)设P 为圆x 2+y 2=1上的动点,则点P 到直线3x -4y -10=0的 距离的最小值为____________.5.(2005年启东市调研题)设O 为坐标原点,曲线x 2+y 2+2x -6y +1=0上有两点P 、Q ,满足关于直线x +my +4=0对称,又满足OP ·=0.(1)求m 的值;(2)求直线PQ 的方程.6.已知实数x 、y 满足x 2+y 2+2x -23y =0,求x +y 的最小值.培养能力7.已知实数x 、y 满足方程x 2+y 2-4x +1=0.求(1)xy的最大值和最小值; (2)y -x 的最小值;(3)x 2+y 2的最大值和最小值.8.(文)求过两点A (1,4)、B (3,2),且圆心在直线y =0上的圆的标准方程.并判断点M 1(2,3),M 2(2,4)与圆的位置关系.(理)已知动圆M :x 2+y 2-2mx -2ny +m 2-1=0与圆N :x 2+y 2+2x +2y -2=0交于A 、B 两点,且这两点平分圆N 的圆周.(1)求动圆M 的圆心的轨迹方程; (2)求半径最小时圆M 的方程.探究创新9.(2013年黄冈市调研考试题)如图,在平面斜坐标系xOy 中,∠xOy =60°,平面上任一点P 关于斜坐标系的斜坐标是这样定义的:若OP =x e 1+y e 2(其中e 1、e 2分别为与x 轴、y 轴同方向的单位向量),则P 点斜坐标为(x ,y ).(1)若P 点斜坐标为(2,-2),求P 到O 的距离|PO |; (2)求以O 为圆心,1为半径的圆在斜坐标系xOy 中的方程.拓展题例10、 圆x 2+y 2=1内有一定点A (21,0),圆上有两点P 、Q ,若∠P AQ =90°,求过点P 和Q 的两条切线的交点M 的轨迹方程.11、如图,过原点的动直线交圆x2+(y-1)2=1于点Q,在直线OQ上取点P,使P 到直线y=2的距离等于|PQ|,求动直线绕原点转一周时P点的轨迹方程.。
利用圆的参数方程解决最值问题课件-2025届高三数学一轮复习
= −1 + 2cos ,
1.(2024 ·宜春模拟)已知曲线ቊ
( 为参数)上任意一点 0 , 0 ,
= 1 + 2sin
[2 2, +∞)
不等式 ≥ 0 + 0 恒成立,则实数的取值范围是__________.
解析 根据题意,曲线ቊ
= −1 + 2cos ,
( 为参数),
利用圆的参数方程解决最值问题
一 利用圆的参数方程求代数式的最值
二 利用圆的参数方程求范围
三 利用圆的参数方程求距离等最值
06 利用圆的参数方程解决最值问题
2
= 0 + cos ,
1. 圆的方程有标准方程、一般方程、参数方程,一般我们把方程ቊ
(
= 0 + sin
是参数)称为圆 − 0 2 + − 0 2 = 2 的参数方程.
当sin = 1时,取得最大值,最大值为1.
5
4
故实数的取值范围是[− , 1].
1 2
+
2
5
4
− .
06 利用圆的参数方程解决最值问题
10
利用圆的参数方程,采用代入法把求实数的取值范围问题转化为求三角函数的值域问
题,使问题迅速获解,可谓转化巧妙.
06 利用圆的参数方程解决最值问题
11
12
磨尖点三 利用圆的参数方程求距离等最值
06 利用圆的参数方程解决最值问题
典例3 (2024 ·上海模拟)已知动圆 −
2
+ −
14
2
= 1经过原点,则动圆上的
2+2
点到直线 − + 2 = 0距离的最大值是_______.
圆的方程课件-2025届高三数学一轮复习
解析:由题设知 = , = , = ,所以
< < ,要使,,三点中的一个点在圆内,一个点在圆上,
一个点在圆外,所以圆以 为半径,故圆的方程为
−
+ + ��
= .
求圆的方程的两种方法
1.(多选)(2024·重庆模拟)设圆的方程是 −
= ,故 = − −
⋅ = − −
+ −
+ ,所以
+ + − = − .由圆的方程
= ,易知 ≤ ≤ ,所以,当 = 时, ⋅ 的值最大,
最大值为 × − = .
建立函数关系式求最值
所以点到两点的距离相等且为半径,
所以
−
+ −
=
+ −
= ,
即 − + + − + = ,解得 = ,
所以 , − , = ,
所以⊙ 的方程为 −
+ +
= .
方法三:设点 , , , ,⊙ 的半径为,则 =
10
则 + 的最大值为____.
2.设点 , 是圆 −
解析:由题意知 = −, − , = −, − − ,
所以 + = −, − ,由于点 , 是圆上的点,故其坐标满足方
程 −
+ = ,
故 = − −
−
+ = ,即表示以点 , 为圆心, 为半径
的圆.
2020高三数学一轮复习(人教版理):圆 的 方 程
解析 (1)由题意设圆心坐标为(a,-a),则有|a--a|=|a--a-4|
2
2
即|a|=|a-2|,解得 a=1。故圆心坐标为(1,-1),半径 r= 2 = 2,所以 2
圆 C 的标准方程为(x-1)2+(y+1)2=2。故选 B。
答案 (1)B
(2)(2019·河南豫西五校联考)在平面直角坐标系 xOy 中,以点(0,1)为圆心 且与直线 x-by+2b+1=0 相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为 ()
答案 48
微考点·大课堂
考点例析 对点微练
考点一 圆的方程 【例 1】 (1)过点 A(4,1)的圆 C 与直线 x-y-1=0 相切于点 B(2,1),则 圆 C 的方程为________。
解析 (1)由已知 kAB=0,所以 AB 的中垂线方程为 x=3①。过 B 点且 垂直于直线 x-y-1=0 的直线方程为 y-1=-(x-2),即 x+y-3=0②, 联立①②,解得xy= =30, , 所以圆心坐标为(3,0),半径 r= 4-32+1-02 = 2,所以圆 C 的方程为(x-3)2+y2=2。
一、走进教材
1.(必修 2P124A 组 T1 改编)圆 x2+y2-4x+6y=0 的圆心坐标是( )
A.(2,3)
B.(-2,3)
C.(-2,-3)
D.(2,-3)
解析 故选 D。
答案
圆的方程可化为(x-2)2+(y+3)2=13,所以圆心坐标是(2,-3)。 D
2.(必修 2P120 例 3 改编)过点 A(1,-1),B(-1,1),且圆心在直线 x+y -2=0 上的圆的方程是( )
解析
设圆心的坐标为(a,0)(a>0),根据题意得|2a|=4 5
