第39讲 圆与方程(解析版)2021年新高考数学一轮专题复习(新高考专版)
2021年高考分类题库考点:39 曲线与方程、圆锥曲线的综合应用 Word版含解析(数理化网)

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考点41 曲线与方程、圆锥曲线的综合应用一、选择题A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【命题意图】本题考查复数的运算.【解析】选C.由题意知:z=-1-2i.二、填空题【命题意图】综合考查抛物线性质与圆的方程.考查转化的思想和通过坐标法利用向量工具解题的能力.【解析】方法一:设圆心坐标为C(-1,m),则A(0,m),焦点F(1,0),AC=(-1,0),AF=(1,-m),cos∠CAF=AC AFAC AF••=21m+=-12,m=±3,由于圆C与y轴的正半轴相切,则取m=3,所求圆得圆心为(-1, 3),半径为1,所求圆的方程为(x+1)2+(y-3)2=1.答案:(x+1)2+(y-3)2=1方法二:由题意知此抛物线的焦点为(1,0),此抛物线的准线方程为x=-1,图象如图所示.故圆的圆心为(-1,y),其半径为1,因为∠FAC=120°,∠CAO=90°,所以∠FAO=120°-90°=30°,故y=3即该圆的圆心坐标为(-1, 3故此圆的方程为(x+1)232=1.答案:(x+1)23)2=1 二、简答题(1)求直线AB 的斜率.(2)设M 为曲线C 上一点,C 在M 处的切线与直线AB 平行,且AM ⊥BM,求直线AB 的方程. 【命题意图】本题以抛物线为命题载体,考查直线与圆锥曲线位置关系的解题策略. 【解析】(1)设A ()11,y x ,B ()22,y x ,则k AB =2121y y x x --=22212144x x x x --=214x x +=1. (2)设M 200,4x x ⎛⎫⎪⎝⎭,则C 在M 处的切线斜率k=k AB =y'x x ==12x 0=1, 所以x 0=2,则M ()2,1,又AM ⊥BM, =()()122216x x ++=()12122416x x x x +++=-1,即x 1x 2+2()12x x ++20=0,又设AB:y=x+m 代入x 2=4y,得x 2-4x-4m=0,所以x 1+x 2=4,x 1x 2=-4m, -4m+8+20=0,所以m=7, 所以直线AB 的方程为y=x+7.已知抛物线C:y 2=2x,过点(2,0)的直线l 交C 于A,B 两点,圆M 是以线段AB 为直径的圆. (1)证明:坐标原点O 在圆M 上.(2)设圆M 过点P(4,-2),求直线l 与圆M 的方程.【解析】(1)a 1当直线l ⊥x 轴时,将x=2代入y 2=2x 得y=±2, 故|AB|=4,圆的半径为2,故原点O 在圆M 上,b.当直线l 不垂直于x 轴时,设AB 的方程为y=k(x-2)①, 因为抛物线C 的方程为y 2=2x ②, 联立①②得,k 2x 2-(4k 2+2)x+4k 2=0,设A,B 坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),则x 1+x 2=2242k k+③, x 1x 2=4④,故OA ⊥OB,又因为AB 为直径,所以原点O 在圆M 上. (2)若斜率k 不存在时,则圆M 不经过P(4,-2),故斜率k 存在. 将点P,A,B的坐标代入得(x 1-4)(x 2-4)+(y 1+2)(y 2+2)=0,即x 2x 2+y 1y 2-4(x 1+x 2)+2(y 1+y 2)+20=0⑥, 由于y 1+y 2=k(x 1-2)+k(x 2-2)=k(x 1+x 2)-4k, 利用(1)中的结论及式③化简⑥式得k 2+k-2=0, 解得k=-2或k=1.所以当k=-2时,直线l 的方程为y=-2(x-2),x 1+x 2=92, 所以点M 的横坐标为x 0=94,将x 0=94代入直线l 的方程y=-2(x-2)得纵坐标y 0=-12,所以点M 91,42⎛⎫-⎪⎝⎭,所以,所以圆M 的方程为229142x y ⎛⎫⎛⎫-++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=8516.当k=1时,直线l 的方程为y=x-2,x 1+x 2=6,所以点M 的横坐标为x 0=3,将x 0=3代入直线l 的方程得纵坐标y 0=1, 所以点M(3,1),所以所以圆M 的方程为(x-3)2+(y-1)2=10.所以当k=-2时,直线l 的方程为y=-2(x-2),圆M 的方程为229142x y ⎛⎫⎛⎫-++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=8516;当k=1,直线l 的方程为y=x-2,圆M 的方程为(x-3)2+(y-1)2=10.在直角坐标系xOy 中,曲线y=x 2+mx-2与x 轴交于A,B 两点,点C 的坐标为(0,1).当m 变化时,解答下列问题:(2)证明过A,B,C 三点的圆在y 轴上截得的弦长为定值.【解析】(1)设A(x 1,0),B(x 2,0),则x 1,x 2是方程x 2+mx-2=0的根, 所以x 1+x 2=-m,x 1x 2=-2,所以不会出现AC ⊥BC 的情况.(2)方法一:过A,B,C 三点的圆的圆心必在线段AB 的垂直平分线上,设圆心E(x 0,y 0),则x 0=122x x +=-2m,由|EA|=|EC|得21212x x x +⎛⎫- ⎪⎝⎭+20y =2122x x +⎛⎫ ⎪⎝⎭+()201y -,化简得y 0=1212x x +=-12,所以圆E 的方程为22m x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭+212y ⎛⎫+ ⎪⎝⎭=22m ⎛⎫- ⎪⎝⎭+2112⎛⎫-- ⎪⎝⎭,令x=0得y1=1,y2=-2,所以过A,B,C三点的圆在y轴上截得的弦长为1-(-2)=3,所以过A,B,C三点的圆在y轴上截得的弦长为定值.方法二:设过A,B,C三点的圆与y轴的另一个交点为D,由x1x2=-2可知原点O在圆内,由相交弦定理可得|OD||OC|=|OA||OB|=|x1||x2|=2,又|OC|=1,所以|OD|=2,所以过A,B,C三点的圆在y轴上截得的弦长为|OC|+|OD|=3,为定值.在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:22 x a+22yb=1(a>b>0)的离心率为22,椭圆C截直线y=1所得线段的长度为22.(1)求椭圆C的方程.(2)动直线l:y=kx+m(m≠0)交椭圆C于A,B两点,交y轴于点M.点N是M关于O的对称点,☉N的半径为|NO|.设D为AB的中点,DE,DF与☉N分别相切于点E,F,求∠EDF的最小值.【命题意图】本题考查椭圆方程的求解,直线与圆的位置关系以及直线与椭圆的综合应用,意在考查考生的运算求解能力和分析问题、解决问题的能力.【解析】(1)2,得a2=2(a2-b2),又当y=1时,x2=a2-22ab,得a2-22ab=2,所以a2=4,b2=2,因此椭圆方程为24x+22y=1.(2)设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).联立方程2224y kx my x =+⎧⎪⎨+=⎪⎩ 得(2k 2+1)x 2+4kmx+2m 2-4=0, 由Δ>0得m 2<4k 2+2.(*) 且x 1+x 2=-2421km k +,因此y 1+y 2=2221mk +,所以D 222,2121km m kk ⎛⎫- ⎪ ⎪++⎝⎭,又N(0,-m),所以|ND|2=22221km k ⎛⎫- ⎪+⎝⎭+2221m m k ⎛⎫+ ⎪+⎝⎭,整理得|ND|2=()()2242241321m k k k +++,因为|NF|=|m|,22ND NF=()()422243121k k k+++=1+()2228321k k++,令t=8k 2+3,t ≥3,2k 2+1=14t +, 所以22ND NF=1+()2161tt +=1+1612t t++, 令y=t+1t,所以y'=1-21t.当t ≥3时,y'>0,从而y=t+1t 在[3,+∞)上单调递增,因此t+1t ≥103,等号当且仅当t=3时成立,此时k=0,所以22ND NF≤1+3=4,由(*)得-2<m<2且m ≠0. 故NF ND ≥12. 设∠EDF=2θ, 则sin θ=NF ND ≥12, 所以θ的最小值为6π, 从而∠EDF 的最小值为3π,此时直线l 的斜率是0. 综上所述:当k=0,m ∈(-2,0)∪(0,2)时,∠EDF 取到最小值3π.(1)求椭圆E 的标准方程.(2)若直线l 1,l 2的交点Q 在椭圆E 上,求点P 的坐标.【命题意图】考查椭圆标准方程的求法,直线与椭圆位置关系的解决策略,突出考查考生的运算能力.【解题指南】直线和圆锥曲线的位置关系,一般转化为直线方程与圆锥曲线方程组成的方程组,利用根与系数的关系或求根公式进行转化,要充分利用椭圆和双曲线的几何性质、点在曲线上则点的坐标满足曲线方程. 【解析】(1)设椭圆的半焦距为c.因为椭圆E 的离心率为12,两准线之间的距离为8,所以c a =12,22a c=8,解得a=2,c=1,于是因此椭圆E 的标准方程是22143x y +=. (2)由(1)知,F 1(-1,0),F 2(1,0).设P(x 0,y 0),因为点P 为第一象限的点,故x 0>0,y 0>0. 当x 0=1时,l 2与l 1相交于F 1,与题设不符. 当x 0≠1时,直线PF 1的斜率为001y x +,直线PF 2的斜率为001y x -. 因为l 1⊥PF 1,l 2⊥PF 2,所以直线l 1的斜率为-001x y +,直线l 2的斜率为-001x y -, 从而直线l 1的方程为:y=-001x y +(x+1),① 直线l 2的方程为:y=-001x y -(x-1).② 由①②,解得x=-x 0,y=201x y -,所以Q 20001,x x y ⎛⎫-- ⎪⎝⎭.因为点Q 在椭圆上,由对称性,得2001x y -=±y 0,即2200x y -=1或2200x y +=1.又P 在椭圆E 上,故2200143x y +=. 由220022001431x y x y ⎧-⎪⎨+==⎪⎩解得x 0=7,y 0=7;220022001431x y x y ⎧+⎪⎨+==⎪⎩无解.因此点P的坐标为77⎛ ⎝⎭.(1)求椭圆C 的方程.(2)点D 为x 轴上一点,过D 作x 轴的垂线交椭圆C 于不同的两点M,N,过D 作AM 的垂线交BN 于点E.求证:△BDE 与△BDN 的面积之比为4∶5.【命题意图】本题主要考查椭圆的性质,意在培养学生运算能力与分析问题解决问题的能力. 【解析】(1)因为焦点在x 轴上,所以a=2,e=ca=2,所以所以b 2=a 2-c 2=1,所以24x+y 2=1.(2)设D(x 0,0),(-2<x 0<2),M(x 0,y 0),N(x 0,-y 0),y 0>0,直线AM 的方程是y=02yx +(x+2),所以DE ⊥AM,所以k DE=-2x y+,直线DE 的方程是y=-2x y +(x-x 0),直线BN 的方程是y=02yx--(x-2),直线BN 与DE 直线联立()()00000222y x y x x x y y x +⎧=--⎪⎪⎨⎪=--⎪-⎩整理为:02xy+(x-x 0)=2y x-(x-2),即(2x -4)(x-x 0)=20y(x-2),即(2x-4)(x-x 0)=2044x -(x-2),解得x E =0425x +,代入求得y E45y 0,所以N Eyy=54,又因为BDE BDNS S ∆∆=E Nyy=45,所以△BDE 和△BDN 的面积之比为4∶5.(1)求点P 的轨迹方程.【命题意图】椭圆的几何性质、曲线与方程,向量的坐标运算以及直线方程.意在考查学生的数形结合能力和逻辑推理及运算能力. 【解析】(1)设P(x,y),M(x',y'),N(x',0),已知NP,即所以0x x y '-=⎧⎪⎨'=⎪⎩所以x x y '=⎧⎪⎨'=⎪⎩因为M 在椭圆上,所以代入椭圆方程得到x 2+y 2=2, 所以点P 的轨迹方程为x 2+y 2=2.(2)设P(x 1,y 1),Q(-3,y 2),椭圆的左焦点为F(-1,0),OP =(x 1,y 1),PQ =(-3-x 1,y 2-y 1),当x=-1时,y=y 1+23y (-1-x 1)=y 1+23y --123x y =y 1-123x y -23y =12123y y x y •--23y ,将①代入得y=0,所以过P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F.(1)求椭圆E 的方程. (2)如图,动直线l:y=k 1E 于A,B 两点,C 是椭圆E 上一点,直线OC 的斜率为k 2,且k 1k 2=4,M 是线段OC 延长线上一点,且MC ∶AB =2∶3,圆M 的半径为MC ,OS,OT 是圆M 的两条切线,切点分别为S,T,求∠SOT 的最大值,并求取得最大值时直线l 的斜率.【命题意图】本题考查椭圆方程的求解,直线与圆的位置关系以及直线与椭圆相结合的综合应用,意在考查考生的运算求解能力和分析问题、解决问题的能力.【解析】(1)由题意知: 22221x y a b+=;e=22,c=1; 所以2 所以22x +y 2=1. (2)联立:1223212y k x x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩得:(1+221k )x 231x-12=0,所以()221121214k x x x x ++-221111162k k ++; 因为|CM|∶|AB|=2∶3,联立:22212y k x x y =⎧⎪⎨+=⎪⎩ 所以22212k +222212k k +;所以OC=222222221212k k k +++=22222212k k ++; OM=OC+CM=22222212k k +++2211111622k k ++;因为k 1k 2=24,2212k k =216=18,所以22k =2118k ,所以OC=2121124114k k ++=21218141k k ++;设θ=∠SOM,所以sin θ=MC MC OC +=11OC MC +=2222221112212111622k k k k +++++=()2122111312122114k k k ++++;所以sin θ=()()()2212211123111422k k k ++++.令t=,所以原式()()()2123111422t t t ++++223441145122t t t t +++++,所以t=12时取最大值,此时k1=;此时sinθ最大值为12,即θ=30°,∠SOT=60°.关闭Word文档返回原板块。
考点33 圆的方程-备战2021年新高考数学一轮复习考点一遍过

考点33圆的方程【命题解读】圆的方程是高中数学中必学知识点,在高考中圆的知识也是每年都出现,但单独考察圆的方程的题目比较少,至少近几年几乎没有出现,在圆的方程的考察方面主要是与直线相结合来出题,以基础题目为主。
【命题预测】预计2021年的高考圆的方程还是以基础为主,注重课本基础知识,注重几何与代数转化思想的应用。
【复习建议】1.掌握圆的标准方程与圆的一般方程;2.会计算与圆有关的最值等问题。
考向一 圆的标准方程与一般方程1. 圆的定义平面内与定点的距离等于定长的点的集合(轨迹). 2.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 3.圆的一般方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0 (D 2+E 2-4F>0)圆心为-D 2,-E2 半径为12√D 2+E 2-4F1. 【2020广东实验中学高一期中】已知圆C 经过A (0,0),B (2,0),且圆心在第一象限,△ABC 为直角三角形,则圆C 的方程为( ) A .(x –1)2+(y –1)2=4 B .22(2)(2)2x y += C .(x –1)2+(y –1)2=2 D .(x –1)2+(y –2)2=5【答案】C【解析】因为圆心在弦的中垂线上,所有可设()1,C m ,由于ABC ∆为等腰直角三角形,所以221,0,1,AC m m m ==+>∴=∴圆心坐标为()1,1 ,圆的半径为2,所以圆C 的方程为()()22112x y -+-=,故选C.2. 【2020兴安县第三中学开学考试】若圆C :x 2+y 2-2(m -1)x +2(m -1)y +2m 2-6m +4=0过坐标原点,则实数m 的值为( ) A .2或1 B .-2或-1 C .2 D .1【答案】C【解析】若圆C :x 2+y 2-2(m -1)x +2(m -1)y +2m 2-6m +4=0过坐标原点,则有22640m m +-=且()()()222414142640m m m m +-+>---. 解得2m =.故选C.考向二 与圆有关的计算问题1.与圆有关的最值问题的计算(主要是距离最值、对称性求最值)2.与园有关的轨迹问题的计算1. 【2019黑龙江高二月考】已知M ,N 分别是曲线222212:4470,:20C x y x y C x y x +--+=+-=上的两个动点,P 为直线10x y ++=上的一个动点,则PM PN +的最小值为( ) A 2 B 3C .2 D .3【答案】D【解析】圆221:4470C x y x y +--+=的圆心1(2,2)C ,半径为11R = ,圆222:20C x y x +-=,圆心2(1,0)C ,半径为21R =,圆心2(1,0)C 关于10x y ++=的对称点为2(x,y)C ',x+1y+0++1=022y-0=1x-1⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩ 解得x=-1y=-2⎧⎨⎩故2(-1,2)C '-112221223PM PN PC R PC R C C '∴+≥-+-≥-==.故选D .2. 【2020全国高二课时练习】方程()2221102x y x m y m +++-+=所确定的圆中,最大面积是( ) A B .34πC .3πD .不存在【答案】B【解析】所给圆的半径r ==.所以当1m =-时,半径r 34π.故选B3. 【2020浙江柯城衢州二中高三其他】已知直线x y t +=与圆()2222x y t tt R +=-∈有公共点,则()4t t -的最大值为( )A .4B .289C .329D .327【答案】C【解析】因为()2222x y t tt R +=-∈表示圆,所以220->t t ,解得02t <<, 因为直线x y t +=与圆()2222x y t tt R +=-∈有公共点,所以圆心到直线的距离d r ≤,即≤解得403t ≤≤,此时403t ≤≤, 因为()()()224424=-=-+=--+f t t t t t t ,在40,3⎡⎤⎢⎥⎣⎦递增,所以()4t t -的最大值34329⎛⎫=⎪⎝⎭f . 故选:C题组一(真题在线)1. 【2019年高考浙江卷】已知圆C 的圆心坐标是(0,)m ,半径长是r .若直线230x y -+=与圆C 相切于点(2,1)A --,则m =___________,r =___________.2. 【2020年高考北京】已知半径为1的圆经过点(3,4),则其圆心到原点的距离的最小值为A . 4B . 5C . 6D . 73. 【2020年高考全国Ⅲ卷文数】在平面内,A ,B 是两个定点,C 是动点,若=1AC BC ⋅,则点C 的轨迹为 A .圆B .椭圆C .抛物线D .直线4. 【2020年高考天津】已知直线380x +=和圆222(0)x y r r +=>相交于,A B 两点.若||6AB =,则r 的值为_________.5. 【2020年高考全国Ⅱ卷理数】若过点(2,1)的圆与两坐标轴都相切,则圆心到直线230x y --=的距离为A 5B 25C 35D 456. 【2019年高考全国Ⅰ卷文数】已知点A ,B 关于坐标原点O 对称,│AB │ =4,⊙M 过点A ,B 且与直线x +2=0相切.(1)若A 在直线x +y =0上,求⊙M 的半径;(2)是否存在定点P ,使得当A 运动时,│MA │−│MP │为定值?并说明理由.题组二1. 【2020重庆市广益中学校期末】过点()()1,1,1,1A B --,且圆心在直线20x y +-=上的圆的方程是() A .()()22314x y -++= B .()()22314x y ++-= C .()()22114x y -+-=D .()()22114x y +++=2. 【2020武汉市钢城第四中学月考】圆22(2)5x y ++=关于直线10x y -+=对称的圆的方程为( )A .22(1)(1)5x y +++=B .()2225x y +-= C .22(1)(1)5x y -+-=D .22(2)5x y -+=3. 【2020福建厦门一中开学考试】已知圆M 与直线340x y -=和34+100x y -=都相切,圆心在直线4y x =--上,则圆M 的方程为( ) A .22(3)(1)1x y ++-= B .22(3)(1)1x y -++= C .22(3)(1)1x y +++=D .22(3)(1)1x y -+-=4. 【2018江西省信丰中学月考】已知圆22:(2)(2)10+++=C x y ,若直线m 过()02-,且与圆交于,P Q 两点,则弦长||PQ 的最小值是( )A B .4C .D .5. 【2020全国高三课时练习(理)】已知直线ax +by +c -1=0(b ,c >0)经过圆x 2+y 2-2y -5=0的圆心,则4b +1c的最小值是( ) A .9 B .8 C .4D .26. 【2020北京市延庆区教委其他】圆()()22341x y -+-=上一点到原点的距离的最大值为( ) A .4B .5C .6D .77. 【2020安徽庐阳合肥一中期中】已知圆22:(2)1M x y +-=,Q 是x 轴上的动点,QA ,QB 分别切圆M 于A ,B 两点,则动弦AB 的中点P 的轨迹方程为__________.8. 【2020江西期末】已知圆()()22:341C x y -+-=和两点(),0A m -,()(),00B m m >,若圆上存在点P ,使得90APB ∠=,则m 的取值范围是 .9. 【2020四川省珙县中学月考】已知直线l :()+120m x y m --=(m R ∈)与圆C :2220x x y -+=相交于A 、B 两点,当ABC 面积最大时,m =__________.10. 【2020山西大同一模】已知圆C 的圆心坐标为(2,0),直线:0l x y -=被圆C 截得的弦长为2. (1)求圆C 的方程;(2)若过点(1,0)M -作斜率为k 的直线n 交圆C 于A ,B 两点,O 为坐标原点,且直线OA ,OB 的斜率乘积m 满足232mk=--n 的方程.题组一1. 2-,5【解析】由题意可知11:1(2)22AC k AC y x =-⇒+=-+,把(0,)m 代入直线AC 的方程得2m =-,此时||415r AC ==+=.2.A【解析】设圆心(),C x y ,则()()22341x y -+-=,化简得()()22341x y -+-=,所以圆心C 的轨迹是以(3,4)M 为圆心,1为半径的圆,所以||1||OC OM +≥22345=+=,所以||514OC ≥-=, 当且仅当C 在线段OM 上时取得等号, 故选:A . 3.A【解析】设()20AB a a =>,以AB 中点为坐标原点建立如图所示的平面直角坐标系,则:()(),0,,0A a B a -,设(),C x y ,可得:()(),,,AC x a y BC x a y →→=+=-, 从而:()()2AC BC x a x a y →→⋅=+-+, 结合题意可得:()()21x a x a y +-+=,整理可得:2221x y a +=+,即点C 的轨迹是以AB 21a +. 故选:A . 4. 5【解析】因为圆心()0,0到直线380x -+=的距离413d ==+, 由22||2AB r d =-2264r =-=5r . 故答案为:5. 5. B【解析】由于圆上的点()2,1在第一象限,若圆心不在第一象限,则圆与至少与一条坐标轴相交,不合乎题意,所以圆心必在第一象限, 设圆心的坐标为(),a a ,则圆的半径为a ,圆的标准方程为()()222x a y a a -+-=. 由题意可得()()22221a a a -+-=, 可得2650a a -+=,解得1a =或5a =, 所以圆心的坐标为()1,1或()5,5,圆心到直线的距离均为121132555d ⨯--==; 圆心到直线的距离均为225532555d ⨯--== 圆心到直线230x y --=的距离均为22555d -==; 所以,圆心到直线230x y --=25. 故选:B . 6. C【解析】(1)因为M 过点,A B ,所以圆心M 在AB 的垂直平分线上.由已知A 在直线+=0x y 上,且,A B 关于坐标原点O 对称,所以M 在直线y x =上,故可设(, )M a a .因为M 与直线x +2=0相切,所以M 的半径为|2|r a =+.由已知得||=2AO ,又MO AO ⊥,故可得2224(2)a a +=+,解得=0a 或=4a . 故M 的半径=2r 或=6r .(2)存在定点(1,0)P ,使得||||MA MP -为定值. 理由如下:设(, )M x y ,由已知得M 的半径为=|+2|,||=2r x AO .由于MO AO ⊥,故可得2224(2)x y x ++=+,化简得M 的轨迹方程为24y x =.因为曲线2:4C y x =是以点(1,0)P 为焦点,以直线1x =-为准线的抛物线,所以||=+1MP x .因为||||=||=+2(+1)=1MA MP r MP x x ---,所以存在满足条件的定点P .题组二1.C【解析】本题作为选择题,可采用排除法,根据圆心在直线20x y +-=上,排除B 、D ,点()1,1B -在圆上,排除A故选C 2.A【解析】圆22:(2)5C x y ++=的圆心坐标为(2,0)C -设点(2,0)C -关于直线10x y -+=对称的点(,)C m n ', 则01221022n m m n -⎧=-⎪⎪+⎨-⎪-+=⎪⎩,解得1m =-,1n =-.∴对称的圆的方程为22(1)(1)5x y +++=.故选:A 3.C【解析】到两直线340x y -=及34100x y -+=的距离都相等的直线方程为3450x y -+=,联立方程组3450{4x y y x -+==--,解得3{1x y =-=-.两平行线之间的距离为2,所以,半径为1,从而圆M 的方程为()()22311x y +++=. 选C . 4. D【解析】由圆22:(2)(2)10+++=C x y 的圆心坐标(2,2)--,半径r =因为直线m 过()02A -,, 所以圆心到直线的最大距离就是圆心到A 点的距离可得2d ==,由圆的弦长公式,可得l ===PQ 的最小, 即弦长PQ的最小值为 故选:D. 5.A【解析】圆x 2+y 2-2y -5=0化成标准方程,得x 2+(y -1)2=6, 所以圆心为C (0,1).因为直线ax +by +c -1=0经过圆心C ,所以a ×0+b ×1+c -1=0,即b +c =1.因此4b +1c =(b +c )(4b +1c )=4c b +b c+5.因为b ,c >0,所以4c b +b c 4. 当且仅当4c b =b c时等号成立. 由此可得b =2c ,且b +c =1,即b =23, c =13时,4b +1c取得最小值9. 故选:A6.C【解析】圆()()22341x y -+-=的圆心为()3,4,半径为1,5=,所以圆上一点到原点的距离的最大值为516+=.故选:C 7. ()2271()2416x y y +-=< 【解析】 由圆的方程可知圆心()0,2,半径为1.设点(),P x y ,(),0Q a ,点P 、M 、Q 三点共线, 可得22y x a-=-, 由相似可得2MQ PM BM ⋅=即1,联立消去a 并由图可知2y <,可得 ()2271()2416x y y +-=<. 故答案为:()2271()2416x y y +-=< 8. []4,6【解析】设点P 的坐标为(),x y ,90APB ∠=,且坐标原点O 为AB 的中点,所以,12OP AB m ==,则点P 的轨迹方程为222x y m +=, 由题意可知,圆222x y m +=与圆C 有公共点,且圆心()3,4C , 则11m OC m -≤≤+,即151m m -≤≤+,0m >,解得46m ≤≤.因此,实数m 的取值范围是[]4,6.故答案为:[]4,6.9. 0或6【解析】由三角形的面积公式:sin ABC S CA CB ACB =⋅⋅∠, 所以当ABC 面积最大时,2ACB π∠=, 此时圆心C 到直线l的距离为2d r =, 因为圆的方程为2220x x y -+=,所以圆心(1,0)C ,1r =,又因为直线l :()+120m x y m --=(m R ∈),所以d ==,解得0m =或6m = 故答案为:0或610. 【答案】见解析【解析】(1)圆心(到直线0l x y -=:的距离1d ==, 直线0l x y -:=被圆C截得的弦长为则圆的半径r满足22219r =+=. ∴圆C的方程为22(9x y ++=;(2)直线n 的方程为(1)y k x =+,联立22(1)(9y k x x y =+⎧⎪⎨++=⎪⎩, 得()(22221270k x k x k ++++-=, 直线n 与圆C 交于A ,B 两点,则(()()22222241724)360k k k k ∆=+-+-=+>恒成立. 设()()1122,,,A x y B x y ,根据韦达定理:221212222711k k x x x x k k---+==++, 则()()2212121212[11]1y y k x x k x x x x =++=+++(), ()212121212121k x x x x y y m x x x x +++⎡⎤⎣⎦∴==, 则()12122121x x x x m k x x +++=2212212221111171k x x k k x x k --++++=+=+-+3==-- 解得29k =,即3k =±. ∴直线n 的方程为:3(1)y x =±+.。
2021版新高考地区高考数学(人教版)大一轮复习第3讲 圆的方程

第3讲圆的方程一、知识梳理1.圆的方程2.点M(x0,y0)与圆(x-a)2+(y-b)2=r2的位置关系.(1)若M(x0,y0)在圆外,则(x0-a)2+(y0-b)2>r2.(2)若M(x0,y0)在圆上,则(x0-a)2+(y0-b)2=r2.(3)若M(x0,y0)在圆内,则(x0-a)2+(y0-b)2<r2.常用结论1.以A(x1,y1),B(x2,y2)为直径端点的圆的方程为(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0.2.二元二次方程表示圆的条件对于方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圆时易忽视D2+E2-4F>0这一条件.二、教材衍化1.圆x2+y2-2x+4y-6=0的圆心坐标________,半径________.答案:(1,-2)112.若圆的圆心为(-8,3),且经过点(-5,0),则圆的标准方程为________.答案:(x+8)2+(y-3)2=183.在平面直角坐标系中,经过三点(0,0),(1,1),(2,0)的圆的方程为________.答案:x2+y2-2x=0一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)确定圆的几何要素是圆心与半径.()(2)方程x2+y2=a2表示半径为a的圆.()(3)方程x2+y2+4mx-2y+5m=0表示圆.()(4)方程Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0表示圆的充要条件是A=C≠0,B=0,D2+E2-4AF>0.()答案:(1)√(2)×(3)×(4)√二、易错纠偏常见误区|(1)忽视方程表示圆的条件D2+E2-4F>0;(2)错用点与圆的位置关系判定.1.方程x 2+y 2+4mx -2y +5m =0表示圆的充要条件是( ) A .14<m <1B .m <14或m >1C .m <14D .m >1解析:选B .由(4m )2+4-4×5m >0,得m <14或m >1.2.点(1,1)在圆(x -a )2+(y +a )2=4内,则实数a 的取值范围是________. 解析:因为点(1,1)在圆的内部, 所以(1-a )2+(1+a )2<4, 所以-1<a <1. 答案:(-1,1)考点一 求圆的方程(基础型)复习指导| 回顾确定圆的几何要素,在平面直角坐标系中,探索并掌握圆的标准方程与一般方程.核心素养:数学运算(1)圆心在x 轴上,半径长为2,且过点A (2,1)的圆的方程是( )A .(x -2-3)2+y 2=4B .(x -2+3)2+y 2=4C .(x -2±3)2+y 2=4D .(x -2)2+(y -1)2=4(2)(一题多解)圆心在直线x -2y -3=0上,且过点A (2,-3),B (-2,-5)的圆的方程为________.【解析】 (1)根据题意可设圆的方程为(x -a )2+y 2=4,因为圆过点A (2,1),所以(2-a )2+12=4,解得a =2±3,所以所求圆的方程为(x -2±3)2+y 2=4.(2)法一:设点C 为圆心,因为点C 在直线x -2y -3=0上,所以可设点C 的坐标为(2a +3,a ).又该圆经过A ,B 两点,所以|CA |=|CB |, 即(2a +3-2)2+(a +3)2=(2a +3+2)2+(a +5)2,解得a =-2, 所以圆心C 的坐标为(-1,-2),半径r =10, 故所求圆的方程为(x +1)2+(y +2)2=10.法二:设所求圆的标准方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧(2-a )2+(-3-b )2=r 2,(-2-a )2+(-5-b )2=r 2,a -2b -3=0,解得a =-1,b =-2,r 2=10,故所求圆的方程为(x +1)2+(y +2)2=10.法三:设圆的一般方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0, 则圆心坐标为⎝⎛⎭⎫-D 2,-E2,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧-D2-2×⎝⎛⎭⎫-E 2-3=0,4+9+2D -3E +F =0,4+25-2D -5E +F =0,解得D =2,E =4,F =-5.故所求圆的方程为x 2+y 2+2x +4y -5=0.【答案】 (1)C (2)x 2+y 2+2x +4y -5=0求圆的方程的两种方法(1)直接法根据圆的几何性质,直接求出圆心坐标和半径,进而写出方程. (2)待定系数法①若已知条件与圆心(a ,b )和半径r 有关,则设圆的标准方程,依据已知条件列出关于a ,b ,r 的方程组,从而求出a ,b ,r 的值;②若已知条件没有明确给出圆心或半径,则选择圆的一般方程,依据已知条件列出关于D ,E ,F 的方程组,进而求出D ,E ,F 的值.[提醒] 解答圆的有关问题,应注意数形结合,充分运用圆的几何性质.1.(2020·内蒙古巴彦淖尔月考)在平面直角坐标系中,点O (0,0),A (2,4),B (6,2),则三角形OAB 的外接圆方程是________.解析:设三角形OAB 的外接圆方程是x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,由点O (0,0),A (2,4),B (6,2)在圆上可得⎩⎪⎨⎪⎧F =0,4+16+2D +4E +F =0,36+4+6D +2E +F =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧F =0,D =-6,E =-2,故三角形的外接圆方程为x 2+y 2-6x -2y =0.答案:x 2+y 2-6x -2y =02.若圆C 经过坐标原点与点(4,0),且与直线y =1相切,则圆C 的方程是________. 解析:因为圆的弦的垂直平分线必过圆心且圆经过点(0,0)和(4,0),设圆心为(2,m ),又因为圆与直线y =1相切,所以22+m 2=|1-m |,解得m =-32,所以圆C的方程为(x -2)2+⎝⎛⎭⎫y +322=254. 答案:(x -2)2+⎝⎛⎭⎫y +322=254考点二 与圆有关的最值问题(综合型)复习指导| 求解此类问题常利用数形结合思想或函数思想. 角度一 借助几何性质求最值已知实数x ,y 满足方程x 2+y 2-4x +1=0.(1)求yx 的最大值和最小值;(2)求y -x 的最大值和最小值; (3)求x 2+y 2的最大值和最小值.【解】 原方程可化为(x -2)2+y 2=3,表示以(2,0)为圆心,3为半径的圆. (1)yx 的几何意义是圆上一点与原点连线的斜率, 所以设yx=k ,即y =kx .当直线y =kx 与圆相切时,斜率k 取最大值或最小值,此时|2k -0|k 2+1=3,解得k =±3(如图1).所以yx的最大值为3,最小值为- 3.(2)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|2-0+b |2=3,解得b =-2±6(如图2). 所以y -x 的最大值为-2+6,最小值为-2- 6.(3)x 2+y 2表示圆上的一点与原点距离的平方,由平面几何知识知,在原点和圆心连线与圆的两个交点处取得最大值和最小值(如图3).又圆心到原点的距离为(2-0)2+(0-0)2=2,所以x 2+y 2的最大值是(2+3)2=7+43,x 2+y 2的最小值是(2-3)2=7-4 3.与圆有关的最值问题的三种几何转化法(1)形如μ=y -bx -a 形式的最值问题可转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m =(x -a )2+(y -b )2形式的最值问题可转化为动点到定点的距离的平方的最值问题.角度二 建立函数关系求最值设点P (x ,y )是圆:(x -3)2+y 2=4上的动点,定点A (0,2),B (0,-2),则|P A →+PB →|的最大值为________.【解析】 由题意,知P A →=(-x ,2-y ),PB →=(-x ,-2-y ),所以P A →+PB →=(-2x ,-2y ),由于点P (x ,y )是圆上的点,故其坐标满足方程(x -3)2+y 2=4,故y 2=-(x -3)2+4,所以|P A →+PB →|=4x 2+4y 2=26x -5.由圆的方程(x -3)2+y 2=4,易知1≤x ≤5,所以当x =5时,|P A →+PB →|的值最大,最大值为26×5-5=10.【答案】 10建立函数关系式求最值根据已知条件列出相关的函数关系式,再根据关系式的特征选用基本不等式、函数单调性等方法求最值.1.(2020·厦门模拟)设点P (x ,y )是圆:x 2+(y -3)2=1上的动点,定点A (2,0),B (-2,0),则P A →·PB →的最大值为________.解析:由题意,知P A →=(2-x ,-y ),PB →=(-2-x ,-y ),所以P A →·PB →=x 2+y 2-4,由于点P (x ,y )是圆上的点,故其坐标满足方程x 2+(y -3)2=1,故x 2=-(y -3)2+1,所以P A →·PB →=-(y -3)2+1+y 2-4=6y -12.易知2≤y ≤4,所以,当y =4时,P A →·PB →的值最大,最大值为6×4-12=12.答案:122.已知实数x ,y 满足(x -2)2+(y -1)2=1,则z =y +1x 的最大值与最小值分别为________和________.解析:由题意,得y +1x 表示过点A (0,-1)和圆(x -2)2+(y -1)2=1上的动点P (x ,y )的直线的斜率.当且仅当直线与圆相切时,直线的斜率分别取得最大值和最小值.设切线方程为y =kx -1,即kx -y -1=0,则|2k -2|k 2+1=1,解得k =4±73,所以z max =4+73,z min=4-73. 答案:4+73 4-73考点三 与圆有关的轨迹问题(综合型)已知A(2,0)为圆x2+y2=4上一定点,B(1,1)为圆内一点,P,Q为圆上的动点.(1)求线段AP中点的轨迹方程;(2)若∠PBQ=90°,求线段PQ中点的轨迹方程.【解】(1)设AP的中点为M(x,y),由中点坐标公式可知,P点坐标为(2x-2,2y).因为P点在圆x2+y2=4上,所以(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,连接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.故线段PQ中点的轨迹方程为x2+y2-x-y-1=0.与圆有关的轨迹问题的四种求法已知Rt△ABC的斜边为AB,且A(-1,0),B (3,0).求:(1)直角顶点C 的轨迹方程; (2)直角边BC 的中点M 的轨迹方程. 解:(1)法一:设C (x ,y ),因为A ,B ,C 三点不共线,所以y ≠0. 因为AC ⊥BC ,所以k AC ·k BC =-1, 又k AC =y x +1,k BC =yx -3,所以y x +1·yx -3=-1,化简得x 2+y 2-2x -3=0.因此,直角顶点C 的轨迹方程为x 2+y 2-2x -3=0(y ≠0).法二:设AB 的中点为D ,由中点坐标公式得D (1,0),由直角三角形的性质知|CD |=12|AB |=2.由圆的定义知,动点C 的轨迹是以D (1,0)为圆心,2为半径的圆(由于A ,B ,C 三点不共线,所以应除去与x 轴的交点).所以直角顶点C 的轨迹方程为(x -1)2+y 2=4(y ≠0). (2)设M (x ,y ),C (x 0,y 0),因为B (3,0),M 是线段BC 的中点, 由中点坐标公式得x =x 0+32,y =y 0+02,所以x 0=2x -3,y 0=2y .由(1)知,点C 的轨迹方程为(x -1)2+y 2=4(y ≠0), 将x 0=2x -3,y 0=2y 代入得(2x -4)2+(2y )2=4, 即(x -2)2+y 2=1.因此动点M 的轨迹方程为(x -2)2+y 2=1(y ≠0).[基础题组练]1.已知圆C 的圆心为(2,-1),半径长是方程(x +1)(x -4)=0的解,则圆C 的标准方程为( )A .(x +1)2+(y -2)2=4B .(x -2)2+(y -1)2=4C .(x -2)2+(y +1)2=16D .(x +2)2+(y -1)2=16解析:选C .根据圆C 的半径长是方程(x +1)(x -4)=0的解,可得半径长为4,故要求的圆的标准方程为(x -2)2+(y +1)2=16.2.(2020·河北九校第二次联考)圆C 的半径为2,圆心在x 轴的正半轴上,直线3x +4y +4=0与圆C 相切,则圆C 的方程为( )A .x 2-y 2-2x -3=0B .x 2+y 2+4x =0C .x 2+y 2-4x =0D .x 2+y 2+2x -3=0解析:选C .由题意设所求圆的方程为(x -m )2+y 2=4(m >0),则|3m +4|32+42=2,解得m=2或m =-143(舍去),故所求圆的方程为(x -2)2+y 2=4,即x 2+y 2-4x =0,故选C .3.方程|x |-1=1-(y -1)2所表示的曲线是( ) A .一个圆 B .两个圆 C .半个圆D .两个半圆解析:选D .由题意得⎩⎪⎨⎪⎧(|x |-1)2+(y -1)2=1,|x |-1≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧(x -1)2+(y -1)2=1,x ≥1或⎩⎪⎨⎪⎧(x +1)2+(y -1)2=1,x ≤-1. 故原方程表示两个半圆.4.(2020·湖南长沙模拟)圆x 2+y 2-2x -2y +1=0上的点到直线x -y =2距离的最大值是( )A .1+ 2B .2C .1+22D .2+2 2解析:选A .将圆的方程化为(x -1)2+(y -1)2=1,圆心坐标为(1,1),半径为1,则圆心到直线x -y =2的距离d =|1-1-2|2=2,故圆上的点到直线x -y =2距离的最大值为d+1=2+1,选A .5.点P (4,-2)与圆x 2+y 2=4上任一点连线的中点的轨迹方程是( ) A .(x -2)2+(y +1)2=1 B .(x -2)2+(y +1)2=4 C .(x +4)2+(y -2)2=4D .(x +2)2+(y -1)2=1解析:选A .设圆上任一点为Q (x 0,y 0),PQ 的中点为M (x ,y ),则⎩⎨⎧x =4+x 02,y =-2+y 02,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=2x -4,y 0=2y +2.因为点Q 在圆x 2+y 2=4上,所以x 20+y 20=4,即(2x -4)2+(2y +2)2=4,化简得(x -2)2+(y +1)2=1.6.已知a ∈R ,方程a 2x 2+(a +2)y 2+4x +8y +5a =0表示圆,则圆心坐标是________,半径是________.解析:已知方程表示圆,则a 2=a +2, 解得a =2或a =-1.当a =2时,方程不满足表示圆的条件,故舍去. 当a =-1时,原方程为x 2+y 2+4x +8y -5=0, 化为标准方程为(x +2)2+(y +4)2=25, 表示以(-2,-4)为圆心,半径为5的圆. 答案:(-2,-4) 57.过两点A (1,4),B (3,2)且圆心在直线y =0上的圆的标准方程为________. 解析:设圆的标准方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2.因为圆心在直线y =0上,所以b =0,所以圆的方程为(x -a )2+y 2=r 2.又因为该圆过A (1,4),B (3,2)两点,所以⎩⎪⎨⎪⎧(1-a )2+16=r 2,(3-a )2+4=r 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,r 2=20.所以所求圆的方程为(x +1)2+y 2=20.答案:(x +1)2+y 2=208.若圆C 与圆x 2+y 2+2x =0关于直线x +y -1=0对称,则圆C 的方程是________. 解析:设C (a ,b ),因为已知圆的圆心为A (-1,0),由点A ,C 关于x +y -1=0对称得⎩⎨⎧ba +1×(-1)=-1,a -12+b2-1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =2.又因为圆的半径是1,所以圆C 的方程是(x -1)2+(y -2)2=1, 即x 2+y 2-2x -4y +4=0. 答案:x 2+y 2-2x -4y +4=0 9.求适合下列条件的圆的方程.(1)圆心在直线y =-4x 上,且与直线l :x +y -1=0相切于点P (3,-2); (2)过三点A (1,12),B (7,10),C (-9,2).解:(1)法一:设圆的标准方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2,则有⎩⎪⎨⎪⎧b =-4a ,(3-a )2+(-2-b )2=r 2,|a +b -1|2=r ,解得a =1,b =-4,r =2 2. 所以圆的方程为(x -1)2+(y +4)2=8.法二:过切点且与x +y -1=0垂直的直线为y +2=x -3,与y =-4x 联立可求得圆心为(1,-4).所以半径r =(1-3)2+(-4+2)2=22, 所以所求圆的方程为(x -1)2+(y +4)2=8.(2)设圆的一般方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F >0), 则⎩⎪⎨⎪⎧1+144+D +12E +F =0,49+100+7D +10E +F =0,81+4-9D +2E +F =0. 解得D =-2,E =-4,F =-95.所以所求圆的方程为x 2+y 2-2x -4y -95=0.10.已知以点P 为圆心的圆经过点A (-1,0)和B (3,4),线段AB 的垂直平分线交圆P 于点C 和D ,且|CD |=410.(1)求直线CD 的方程; (2)求圆P 的方程.解:(1)由题意知,直线AB 的斜率k =1,中点坐标为(1,2). 则直线CD 的方程为y -2=-(x -1),即x +y -3=0. (2)设圆心P (a ,b ),则由点P 在CD 上得a +b -3=0.①又因为直径|CD |=410,所以|P A |=210, 所以(a +1)2+b 2=40.②由①②解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-3,b =6,或⎩⎪⎨⎪⎧a =5,b =-2. 所以圆心P (-3,6)或P (5,-2).所以圆P 的方程为(x +3)2+(y -6)2=40或(x -5)2+(y +2)2=40.[综合题组练]1.自圆C :(x -3)2+(y +4)2=4外一点P (x ,y )引该圆的一条切线,切点为Q ,PQ 的长度等于点P 到原点O 的距离,则点P 的轨迹方程为( )A .8x -6y -21=0B .8x +6y -21=0C .6x +8y -21=0D .6x -8y -21=0解析:选D .由题意得,圆心C 的坐标为(3,-4),半径r =2,如图.因为|PQ |=|PO |,且PQ ⊥CQ , 所以|PO |2+r 2=|PC |2,所以x 2+y 2+4=(x -3)2+(y +4)2,即6x -8y -21=0,所以点P 的轨迹方程为6x -8y -21=0,故选D .2.设点P 是函数y =-4-(x -1)2的图象上的任意一点,点Q (2a ,a -3)(a ∈R ),则|PQ |的最小值为( )A .855-2B . 5C .5-2D .755-2解析:选C .如图所示,点P 在半圆C (实线部分)上,且由题意知,C (1,0),点Q 在直线l :x -2y -6=0上.过圆心C 作直线l 的垂线,垂足为点A ,则|CA |=5,|PQ |min =|CA |-2=5-2.故选C .3.(应用型)已知平面区域⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +2y -4≤0恰好被面积最小的圆C :(x -a )2+(y -b )2=r 2及其内部所覆盖,则圆C 的方程为________.解析:由题意知,此平面区域表示的是以O (0,0),P (4,0),Q (0,2)所构成的三角形及其内部,所以覆盖它的且面积最小的圆是其外接圆.因为△OPQ 为直角三角形,所以圆心为斜边PQ 的中点(2,1),半径r =|PQ |2=5,因此圆C 的方程为(x -2)2+(y -1)2=5. 答案:(x -2)2+(y -1)2=54.(应用型)已知A (0,2),点P 在直线x +y +2=0上,点Q 在圆C :x 2+y 2-4x -2y =0上,则|P A |+|PQ |的最小值是________.解析:因为圆C :x 2+y 2-4x -2y =0,故圆C 是以C (2,1)为圆心,半径r =5的圆.设点A (0,2)关于直线x +y +2=0的对称点为A ′(m ,n ),故⎩⎪⎨⎪⎧m +02+n +22+2=0,n -2m -0=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-4,n =-2,故A ′(-4,-2).连接A ′C 交圆C 于Q ,由对称性可知 |P A |+|PQ |=|A ′P |+|PQ |≥|A ′Q |=|A ′C |-r =2 5. 答案:2 55.(2018·高考全国卷Ⅱ)设抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,过F 且斜率为k (k >0)的直线l 与C 交于A ,B 两点,|AB |=8.(1)求l 的方程;(2)求过点A ,B 且与C 的准线相切的圆的方程. 解:(1)由题意得F (1,0),l 的方程为y =k (x -1)(k >0). 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1),y 2=4x得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0. Δ=16k 2+16>0,故x 1+x 2=2k 2+4k2.所以|AB |=|AF |+|BF |=(x 1+1)+(x 2+1)=4k 2+4k 2.由题设知4k 2+4k 2=8,解得k =-1(舍去),k =1.因此l 的方程为y =x -1.(2)由(1)得AB 的中点坐标为(3,2),所以AB 的垂直平分线方程为y -2=-(x -3),即y =-x +5. 设所求圆的圆心坐标为(x 0,y 0), 则⎩⎪⎨⎪⎧y 0=-x 0+5,(x 0+1)2=(y 0-x 0+1)22+16. 解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=3,y 0=2或⎩⎪⎨⎪⎧x 0=11,y 0=-6.因此所求圆的方程为(x -3)2+(y -2)2=16或(x -11)2+(y +6)2=144.6.已知圆C 的方程为x 2+(y -4)2=1,直线l 的方程为2x -y =0,点P 在直线l 上,过点P 作圆C 的切线P A ,PB ,切点分别为A ,B .(1)若∠APB =60°,求点P 的坐标;(2)求证经过A ,P ,C (其中点C 为圆C 的圆心)三点的圆必经过定点,并求出所有定点的坐标.解:(1)由条件可得圆C 的圆心坐标为(0,4),|PC |=2,设P (a ,2a ),则a 2+(2a -4)2=2,解得a =2或a =65,所以点P 的坐标为(2,4)或⎝⎛⎭⎫65,125.(2)证明:设P (b ,2b ),过点A ,P ,C 的圆即是以PC 为直径的圆,其方程为x (x -b )+(y -4)(y -2b )=0,整理得x 2+y 2-bx -4y -2by +8b =0,即(x 2+y 2-4y )-b (x +2y -8)=0.由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-4y =0,x +2y -8=0解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =4或⎩⎨⎧x =85,y =165,所以该圆必经过定点(0,4)和⎝⎛⎭⎫85,165.。
2023年高考数学一轮复习精讲精练(新高考专用)专题54:圆与方程(讲解版)

专题54:圆与方程精讲温故知新1、圆的方程(1)圆的标准方程:222()()x a y b r -+-=,其中(,)a b 为圆心,r 为半径(2)圆的一般方程:22220(40)x y Dx Ey F D E F ++++=+->,其中圆心为(,)22D E --(只有当22,x y 的系数化为1时才能用上述公式) 注意:已知圆上两点求圆方程时,运用圆心在这两点的垂直平分线上这个条件可简化计算。
例1:1.(2022·全国·高考真题(文))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】()()222313x y -+-=或()()22215x y -+-=或224765339x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭或()2281691525x y ⎛⎫-+-=⎪⎝⎭; 解:依题意设圆的方程为220x y Dx Ey F ++++=,若过()0,0,()4,0,()1,1-,则01640110F D F D E F =⎧⎪++=⎨⎪+-++=⎩,解得046F D E =⎧⎪=-⎨⎪=-⎩,所以圆的方程为22460x y x y +--=,即()()222313x y -+-=;若过()0,0,()4,0,()4,2,则01640164420F D F D E F =⎧⎪++=⎨⎪++++=⎩,解得042F D E =⎧⎪=-⎨⎪=-⎩,所以圆的方程为22420x y x y +--=,即()()22215x y -+-=;若过()0,0,()4,2,()1,1-,则0110164420F D E F D E F =⎧⎪+-++=⎨⎪++++=⎩,解得083143F D E ⎧⎪=⎪⎪=-⎨⎪⎪=-⎪⎩,所以圆的方程为22814033x y x y +--=,即224765339x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;若过()1,1-,()4,0,()4,2,则1101640164420D E F D F D E F +-++=⎧⎪++=⎨⎪++++=⎩,解得1651652F D E ⎧=-⎪⎪⎪=-⎨⎪=-⎪⎪⎩,所以圆的方程为2216162055x y x y +---=,即()2281691525x y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭;故答案为:()()222313x y -+-=或()()22215x y -+-=或224765339x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭或()2281691525x y ⎛⎫-+-=⎪⎝⎭; 2.(2022·全国·高考真题(文))设点M 在直线210x y +-=上,点(3,0)和(0,1)均在M 上,则M 的方程为______________. 【答案】22(1)(1)5x y -++=解:∵点M 在直线210x y +-=上,∴设点M 为(,12)-a a ,又因为点(3,0)和(0,1)均在M 上, ∴点M 到两点的距离相等且为半径R ,R , 222694415-++-+=a a a a a ,解得1a =,∴(1,1)M -,R =M 的方程为22(1)(1)5x y -++=.故答案为:22(1)(1)5x y -++= 举一反三1.(2020·山东·高考真题)已知圆心为()2,1-的圆与y 轴相切,则该圆的标准方程是( ) A .()()22211x y ++-= B .()()22214x y ++-= C .()()22211x y -++= D .()()22214x y -++=【答案】B【详解】根据题意知圆心为(2,1)-,半径为2,故圆方程为:22(2)(1)4x y ++-=.故选:B.2.(2022·全国·模拟预测)已知圆O 的方程为:224x y +=,定点()0A 1,,若B ,C 为圆O 上的两个动点,则线段AB 的中点P 的轨迹方程为______;若弦BC 经过点A ,则BC 中点Q 的轨迹方程为______.【答案】 22112x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭221124x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭【详解】设()00,B x y ,(),P x y ,因为P 为线段AB 的中点,所以021x x =+,02y y =,又因为B 为圆O 上一点,所以22004x y +=,即()()222124x y -+=,所以P 点的轨迹方程为22112x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭.因为BC 的中点为Q ,所以OQ BC ⊥,又因为BC 经过点A , 所以OQ AQ ⊥,所以点Q 的轨迹是以线段OA 为直径的圆,其轨迹方程为221124x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭.故答案为:22112x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭;221124x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭.2、直线与圆的位置关系(1)直线:0l Ax By C ++=,圆222:()()C x a y b r -+-=,记圆心(,)C a b 到直线l的距离d =①直线与圆相交,则0d r ≤<或方程组的0∆>②直线与圆相切,则d r =或方程组的0∆= ③直线与圆相离,则d r >或方程组的0∆<(2)直线与圆相交时,半径r ,圆心到弦的距离d ,弦长l,满足:l =(3)直线与圆相切时, ①切线的求法:(Ⅰ)已知切点(圆上的点)求切线,有且只有一条切线,切点与圆心的连线与切线垂直; (Ⅱ)已知切线斜率求切线,有两条互相平行的切线,设切线方程为y kx b =+,利用圆心到切线的距离等于半径列出方程求出b 的值;(Ⅲ)已知过圆外的点00(,)P x y 求圆222:()()C x a y b r -+-=的切线,有两条切线,若切线的斜率存在,设切线方程为:00()y y k x x -=-,利用圆心到切线的距离等于半径列出方程求出k 的值;若切线的斜率不存在,则切线方程为0x x =,验证圆心到切线距离是否等于半径。
2025高考数学一轮复习-2.1.1-圆的标准方程【课件】

由已知条件知(-1-a)2+(1-b)2=r2, a+b-2=0, a=1,
解此方程组,得b=1, r2=4.
故所求圆的标准方程为(x-1)2+(y-1)2=4.
法二:设点 C 为圆心,∵点 C 在直线 x+y-2=0 上, ∴可设点 C 的坐标为(a,2-a). 又∵该圆经过 A,B 两点, ∴|CA|=|CB|. ∴ (a-1)2+(2-a+1)2 = (a+1)2+(2-a-1)2, 解得 a=1. ∴圆心坐标为 C(1,1),半径长 r=|CA|=2. 故所求圆的标准方程为(x-1)2+(y-1)2=4.
平面内确定圆的要素是什么? [提示] 圆心坐标和半径.
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)方程(x-a)2+(y-b)2=m2 表示圆.
()
(2)若圆的标准方程是(x-a)2+(y-b)2=m2(m≠0),则圆心为(a,
b),半径为 m.
()
(3)圆心是原点的圆的标准方程是 x2+y2=r2(r>0). ( )
位置关系 d 与 r 的大小 图示 点 P 的坐标的特点
点在圆外 d>__r
(x0-a)2+(y0-b)2>__r2
位置关系 d 与 r 的大小 图示 点 P 的坐标的特点
点在圆上 d=__r
(x0-a)2+(y0-b)2=__r2
点在圆内 d<__r
(x0-a)2+(y0-b)2<__r2
3.已知点 P(1,-1)在圆(x+2)2+y2=m 的内部,则实数 m 的取值范围是________.
m>10 [由条件知(1+2)2+(-1)2<m,解得 m>10.]
关键能力·合作探究释疑难类1 类型2 类型3类型 1 求圆的标准方程
2021新高考数学(江苏专用)一轮复习课时练习:8.3 圆的方程 (含解析)

1.圆M :x 2+y 2+2x +23y -5=0的圆心坐标为( )A .(1,3)B .(1,-3)C .(-1,3)D .(-1,-3)答案 D解析 圆M 的圆心坐标为x =-D 2=-1. y =-E 2=- 3.故选D. 2.已知圆C :x 2+y 2-2x +4y +1=0,那么与圆C 有相同的圆心,且经过点(-2,2)的圆的方程是( )A .(x -1)2+(y +2)2=5B .(x -1)2+(y +2)2=25C .(x +1)2+(y -2)2=5D .(x +1)2+(y -2)2=25答案 B解析 圆C 的标准方程为(x -1)2+(y +2)2=4,圆心C (1,-2),故排除C ,D ,代入(-2,2)点,只有B 项经过此点.也可以设出要求的圆的方程为(x -1)2+(y +2)2=r 2,再代入点(-2,2),可以求得圆的半径为5.故选B.3.已知圆C :x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,则“E =F =0且D <0”是“圆C 与y 轴相切于原点”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 圆C 与y 轴相切于原点⇔圆C 的圆心在x 轴上(设坐标为(a,0)),且半径r =|a |.∴当E =F =0且D <0时,圆心为⎝⎛⎭⎫-D 2,0,半径为|D |2,圆C 与y 轴相切于原点;圆(x +1)2+y 2=1与y 轴相切于原点,但D =2>0,故选A.4.(2019·贵阳模拟)圆C 与x 轴相切于点T (1,0),与y 轴正半轴交于A ,B 两点,且AB =2,则圆C 的标准方程为( )A .(x -1)2+(y -2)2=2B .(x -1)2+(y -2)2=2C .(x +1)2+(y +2)2=4D .(x -1)2+(y -2)2=4答案 A解析 由题意得,圆C 的半径为1+1=2,圆心坐标为(1,2),∴圆C 的标准方程为(x -1)2+(y -2)2=2,故选A.5.已知圆C 1:(x +1)2+(y -1)2=4,圆C 2与圆C 1关于直线x -y -1=0对称,则圆C 2的方程为( )A .(x +2)2+(y -2)2=4B .(x -2)2+(y +2)2=4C .(x +2)2+(y +2)2=4D .(x -2)2+(y -2)2=4答案 B解析 根据题意,设圆C 2的圆心为(a ,b ),圆C 1:(x +1)2+(y -1)2=4,其圆心为(-1,1),半径为2,若圆C 2与圆C 1关于直线x -y -1=0对称,则圆C 1与C 2的圆心关于直线x -y -1=0对称,且圆C 2的半径为2,则有⎩⎪⎨⎪⎧ b -1a +1=-1,a -12-b +12-1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-2, 则圆C 2的方程为(x -2)2+(y +2)2=4.6.点P (4,-2)与圆x 2+y 2=4上任一点连线的中点的轨迹方程是( )A .(x -2)2+(y +1)2=1B .(x -2)2+(y +1)2=4C .(x +4)2+(y -2)2=4D .(x +2)2+(y -1)2=1答案 A解析 设圆上任意一点为(x 1,y 1),中点为(x ,y ),则⎩⎨⎧x =x 1+42,y =y 1-22,即⎩⎪⎨⎪⎧x 1=2x -4,y 1=2y +2. 代入x 2+y 2=4得(2x -4)2+(2y +2)2=4,化简得(x -2)2+(y +1)2=1.7.(多选)设有一组圆C :(x -1)2+(y -k )2=k 4(k ∈N *),下列四个命题正确的是( )A .存在k ,使圆与x 轴相切B .存在一条直线与所有的圆均相交C .存在一条直线与所有的圆均不相交D .所有的圆均不经过原点答案 ABD解析 对于A ,存在k ,使圆与x 轴相切⇔k =k 2(k ∈N *)有正整数解⇔k =1,故A 正确; 对于B ,因为圆心(1,k )恒在直线 x =1上,故B 正确;对于C ,当k 取无穷大的正数时,半径k 2也无穷大,因此所有直线与圆都相交,故C 不正确;对于D ,将(0,0)代入得1+k 2=k 4,即1=k 2(k 2-1),因为右边是两个相邻整数相乘为偶数,而左边为奇数,故方程恒不成立,故D 正确.故选ABD.8.已知a ∈R ,方程a 2x 2+(a +2)y 2+4x +8y +5a =0表示圆,则圆心坐标是____________,半径是________.答案 (-2,-4) 5解析 由已知方程表示圆,则a 2=a +2,解得a =2或a =-1.当a =2时,方程不满足表示圆的条件,故舍去.当a =-1时,原方程为x 2+y 2+4x +8y -5=0,化为标准方程为(x +2)2+(y +4)2=25,表示以(-2,-4)为圆心,5为半径的圆.9.(2020·长沙模拟)圆x 2+y 2-2x -2y +1=0上的点到直线x -y =2的距离的最大值是________.答案 1+ 2解析 将圆的方程化为(x -1)2+(y -1)2=1,圆心坐标为(1,1),半径为1,则圆心到直线x -y=2的距离d =|1-1-2|2=2,故圆上的点到直线x -y =2的距离的最大值为d +1=2+1. 10.如果圆(x -a )2+(y -a )2=8上总存在到原点的距离为2的点,则实数a 的取值范围是________________.答案 [-3,-1]∪[1,3]解析 圆(x -a )2+(y -a )2=8的圆心(a ,a )到原点的距离为|2a |,半径r =22,由圆(x -a )2+(y-a)2=8上总存在点到原点的距离为2,得22-2≤|2a|≤22+2,∴1≤|a|≤3,解得1≤a≤3或-3≤a≤-1.∴实数a的取值范围是[-3,-1]∪[1,3].11.已知点(x,y)在圆(x-2)2+(y+3)2=1上.(1)求x+y的最大值和最小值;(2)求x2+y2+2x-4y+5的最大值和最小值.解(1)设t=x+y,则y=-x+t,t可视为直线y=-x+t在y轴上的截距,∴x+y的最大值和最小值就是直线与圆有公共点时直线纵截距的最大值和最小值,即直线与圆相切时在y轴上的截距.由直线与圆相切得圆心到直线的距离等于半径,即|2+(-3)-t|2=1,解得t=2-1或t=-2-1.∴x+y的最大值为2-1,最小值为-2-1.(2)x2+y2+2x-4y+5=(x+1)2+(y-2)2,求它的最值可视为求点(x,y)到定点(-1,2)的距离的最值,可转化为求圆心(2,-3)到定点(-1,2)的距离与半径的和或差.又圆心到定点(-1,2)的距离为34,∴x2+y2+2x-4y+5的最大值为34+1,最小值为34-1.12.已知点A(-3,0),B(3,0),动点P满足P A=2PB.(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l1:x+y+3=0上,直线l2经过点Q且与曲线C只有一个公共点M,求QM 的最小值.解(1)设点P的坐标为(x,y),则(x+3)2+y2=2(x-3)2+y2,化简可得(x-5)2+y2=16,此方程即为所求.(2)曲线C是以点(5,0)为圆心,4为半径的圆,如图所示.由题意知直线l2是此圆的切线,连结CQ,则QM=CQ2-CM2=CQ2-16,当QM最小时,CQ最小,此时CQ⊥l1,CQ =|5+3|2=42, 则QM 的最小值为32-16=4.13.已知圆C :(x -3)2+(y -4)2=1,设点P 是圆C 上的动点.记d =PB 2+P A 2,其中A (0,1),B (0,-1),则d 的最大值为________.答案 74解析 设P (x 0,y 0),d =PB 2+P A 2=x 20+(y 0+1)2+x 20+(y 0-1)2=2(x 20+y 20)+2.x 20+y 20为圆上任一点到原点距离的平方,∴(x 20+y 20)max =(5+1)2=36,∴d max =74.14.(2019·大同模拟)已知点P 为圆C :x 2+y 2-4x -2y +1=0上任意一点,A ,B 为直线3x +4y +5=0上的两动点,且AB =2,则△ABP 的面积的取值范围是________.答案 [1,5]解析 圆C 的标准方程为(x -2)2+(y -1)2=4,圆心C (2,1),半径R =2,圆心C 到直线3x +4y +5=0的距离d =|6+4+5|32+42=3, 设P 到直线AB 的距离为h ,则S △ABP =12·AB ·h =h , ∵d -R ≤h ≤d +R ,∴1≤h ≤5,∴S △ABP ∈[1,5],即△ABP 的面积的取值范围为[1,5].15.(2020·烟台模拟)圆x 2+y 2+4x -12y +1=0关于直线ax -by +6=0(a >0,b >0)对称,则2a +6b的最小值是( ) A .2 3 B.203C.323D.163答案 C解析 由圆x 2+y 2+4x -12y +1=0知,其标准方程为(x +2)2+(y -6)2=39,∵圆x 2+y 2+4x -12y +1=0关于直线ax -by +6=0(a >0,b >0)对称,∴该直线经过圆心(-2,6),即-2a -6b+6=0,∴a +3b =3(a >0,b >0),∴2a +6b =23(a +3b )⎝⎛⎭⎫1a +3b =23⎝⎛⎭⎫1+3a b +3b a +9≥23⎝⎛⎭⎫10+2 3a b ·3b a =323, 当且仅当3b a =3a b,即a =b 时取等号,故选C. 16.在平面直角坐标系中,已知圆心在直线x -2y =0上,圆C 经过点A (4,0),但不经过坐标原点,并且直线4x -3y =0与圆C 相交所得的弦长为4.(1)求圆C 的一般方程;(2)若从点M (-4,1)发出的光线经过x 轴反射,反射光线刚好通过圆C 的圆心,求反射光线所在直线的方程(用一般式表达).解 (1)设圆C :(x -a )2+(y -b )2=r 2,因为圆心C 在直线x -2y =0上,所以a -2b =0,①又因为圆C 经过点A (4,0),所以(4-a )2+b 2=r 2,②而圆心到直线4x -3y =0的距离d =|4a -3b |42+(-3)2=|4a -3b |5,易得d =r 2-22, 即|4a -3b |5=r 2-22,③ 由①②③得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1,r =5或⎩⎪⎨⎪⎧ a =6,b =3,r =13, 又因为(x -2)2+(y -1)2=5经过坐标原点, 所以⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1,舍去.r =5 故圆C 的标准方程为(x -6)2+(y -3)2=13,化为一般方程为x 2+y 2-12x -6y +32=0.(2)点M (-4,1)关于x 轴对称的点为N (-4,-1),反射光线所在的直线即为NC 所在的直线,又因为C (6,3).所以反射光线所在直线的方程为y +1x +4=3+16+4, 所以反射光线所在直线的一般式方程为2x -5y +3=0.。
79.圆的方程 课件-广东省惠来县第一中学2021届高三数学一轮复习
x2 y2 4x 1 0代表的是以(2,0)为圆心,3为半径的圆
思考2 : y 的几何意义是什么? x
y 代表的圆上的( x, y)到原点(0,0)的连线的斜率 x
思考3 : 怎么求 y 的最大值和最小值? x
k y0 x0
问题1 :已知实数x, y满足方程x2 y2 4x 1 0,求 y 的最大值和最小值. x
谢谢大 家
THANK YOU FOR WATCHING
为( A )
A. 4 3
B. 3 3
C. 6
D. 5
方法总结 研究变量的最值问题、参数取值范围问题
解析几何中求最值问题的基本方法
函数的思想方法 判别式法 利用基本不等式 数形结合 参数法 建立几何模型
课堂小结
最值、范围
代数
不等式
函数
几何
涉及的思想方法有 转化与化归 函数思想 数形结合
圆心Q(2, 0) PQ = (2 2)2 (3 0)2 5
dmin 5 3,dmax 5 3 则( x 2)2 ( y 3)2的最大值28 10 3,最小值为28 10 3.
练习4 :
1.已知点P,Q分别在圆( x 4)2 y2 3和椭圆 y2 x2 1上, 则 PQ 的最大值 9
半圆
思考2: x, y | x a r2 ( y b)2 代表什么曲线.
练习1 : 设点P是函数y 4 (x 1)2图象上的任意一点, 点Q坐标为(2a,a 3)(a R),则 PQ 的最小值为___5___2__。
练习1 : 设点P是函数y 4 (x 1)2图象上的任意一点, 点Q坐标为(2a,a 3)(a R),则 PQ 的最小值为____5__2__。
思考3 : 怎么求 y 的最大值和最小值? x
2021届新高考数学一轮课件:第七章+第3讲+圆的方程
答案:x2+y2+2x+4y-5=0
【规律方法】(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.因 此利用待定系数法求圆的方程时,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)研究圆的问题,既要理解代数方法,熟练运用解方程思 想,又要重视几何性质及定义的运用,以降低运算量.总之,要 数形结合,拓宽解题思路.与弦长有关的问题经常需要用到点到 直线的距离公式、勾股定理、垂径定理等.
考点 2 与圆有关的最值问题 考向 1 斜率型最值问题
如图 D44 所示,当直线 y=kx 与圆相切时,斜率 k 取最大 值或最小值,
图 D44
考向 2 截距型最值问题 例 3:已知实数 x,y 满足方程 x2+y2-4x+1=0,求 y-x 的最大值和最小值. 解:y-x 可看作是直线 y=x+b 在 y 轴上的截距,如图 D45 所示,
【跟踪训练】 2.(2019 年福建福州质检)过点 P(1,-2)作圆 C:(x-1)2+ y2=1 的两条切线,切点分别为 A,B,则 AB 所在直线的方程 为( )
答案:B
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.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.
【跟踪训练】 1.若长度为 4 的线段 AB 的两端点分别在 x 轴正半轴和 y 轴 正半轴上移动,P(x,y)为△OAB(O 为原点)外心的轨迹上的一 点,则 x+y 的最大值是( )
答案:D
思想与方法 ⊙ 利用函数与方程的思想求圆的方程 例题:(2017 年新课标Ⅲ)已知抛物线 C:y2=2x,过点(2,0) 的直线 l 交 C 于 A,B 两点,圆 M 是以线段 AB 为直径的圆. (1)证明:坐标原点 O 在圆 M 上; (2)设圆 M 过点 P(4,-2),求直线 l 与圆 M 的方程.
高考数学(文科)复习第八单元 第39讲 两直线的位置关系
[总结反思] (1)点到直线的距离问题可直接代入点到直线的距离公式求解,注意直线方程要
化成一般式;
(2)运用两平行直线间的距离公式
d=
|������1 -������2 | ������2 +������ 2
的前提是两直线方程中
x,y
的系数分别相等.
课堂考点探究
变式 (1)[2018·南昌模拟] 直线 l1,l2 分别过点 M(-1,4),N(3,1),它们分别绕点 M 和点 N 旋转, 但必须保持平行,那么它们之间的距离 d 的取 值范围是 ( ) A.(0,5] B.(0,+∞) C.(5,+∞) D.[5,+∞) (2)点 P 到点 A'(1,0)和直线 x=-1 的距离相等, 且点 P 到直线 y=x 的距离等于 22,这样的点 P 共有 ( ) A.1 个 B.2 个 C.3 个 D.4 个
[解析] 设所求直线方程为 x-2y+m=0, 将(2,0)代入,得 2+m=0,解得 m=-2, 故所求直线方程为 x-2y-2=0.
课前双基巩固
4.[教材改编] 已知直线 3x-2y-3=0 和直线
6x+my+1=0 互相平行,则它们之间的距离
是
.
[答案]
7 13 26
[解析] 由题得 3m+2×6=0,所以 m=-4.
课前双基巩固
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ [解析] (1)当直线 l1 和 l2 的斜率都存在时,若 k1=k2,则 l1∥l2 或 l1 与 l2 重合. (2)如果两条直线 l1 与 l2 垂直,那么当 l1 与 l2 的斜率都存在时,它们的斜率之积一定等于-1.
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第39讲圆与方程一、考情分析1、掌握确定圆的几何要素;2、掌握圆的标准方程与一般方程.二、知识梳理1.圆的定义和圆的方程2.点与圆的位置关系平面上的一点M(x0,y0)与圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2之间存在着下列关系:(1)|MC|>r⇔M在圆外,即(x0-a)2+(y0-b)2>r2⇔M在圆外;(2)|MC|=r⇔M在圆上,即(x0-a)2+(y0-b)2=r2⇔M在圆上;(3)|MC|<r⇔M在圆内,即(x0-a)2+(y0-b)2<r2⇔M在圆内.[微点提醒]1.圆心在坐标原点半径为r的圆的方程为x2+y2=r2.2.以A(x1,y1),B(x2,y2)为直径端点的圆的方程为(x-x1)·(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0.三、经典例题考点一圆的方程【例1】(1)(一题多解)在平面直角坐标系中,经过三点(0,0),(1,1),(2,0)的圆的方程为________________.(2)(一题多解)已知圆C的圆心在直线x+y=0上,圆C与直线x-y=0相切,且在直线x-y-3=0上截得的弦长为6,则圆C的方程为________.【答案】(1)x 2+y 2-2x =0 (2)(x -1)2+(y +1)2=2【解析】 (1)法一 设圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F >0),则⎩⎨⎧F =0,1+1+D +E +F =0,4+2D +F =0,解得D =-2,E =0,F =0, 故圆的方程为x 2+y 2-2x =0.法二 设O (0,0),A (1,1),B (2,0),则k OA =1,k AB =-1,所以k OA ·k AB =-1,即OA ⊥AB ,所以△OAB 是以角A 为直角的直角三角形,则线段BO 是所求圆的直径,则圆心为C (1,0),半径r =12|OB |=1,圆的方程为(x -1)2+y 2=1,即x 2+y 2-2x =0. (2)法一 ∵所求圆的圆心在直线x +y =0上, ∴设所求圆的圆心为(a ,-a ). 又∵所求圆与直线x -y =0相切, ∴半径r =2|a |2=2|a |. 又所求圆在直线x -y -3=0上截得的弦长为6,圆心(a ,-a )到直线x -y -3=0的距离d =|2a -3|2, ∴d 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫622=r 2,即(2a -3)22+32=2a 2,解得a =1,∴圆C 的方程为(x -1)2+(y +1)2=2.法二 设所求圆的方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2(r >0),则圆心(a ,b )到直线x -y -3=0的距离d =|a -b -3|2, ∴r 2=(a -b -3)22+⎝ ⎛⎭⎪⎫622,即2r 2=(a -b -3)2+3.① 由于所求圆与直线x -y =0相切,∴(a -b )2=2r 2.② 又∵圆心在直线x +y =0上,∴a +b =0.③联立①②③,解得⎩⎨⎧a =1,b =-1,r =2,故圆C 的方程为(x -1)2+(y +1)2=2.法三 设所求圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,则圆心为⎝ ⎛⎭⎪⎫-D2,-E 2,半径r =12D 2+E 2-4F ,∵圆心在直线x +y =0上,∴-D 2-E2=0,即D +E =0,① 又∵圆C 与直线x -y =0相切, ∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪-D 2+E 22=12D 2+E 2-4F ,即(D -E )2=2(D 2+E 2-4F ), ∴D 2+E 2+2DE -8F =0.②又知圆心⎝ ⎛⎭⎪⎫-D2,-E 2到直线x -y -3=0的距离d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪-D 2+E 2-32,由已知得d 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫622=r 2,∴(D -E +6)2+12=2(D 2+E 2-4F ),③联立①②③,解得⎩⎨⎧D =-2,E =2,F =0,故所求圆的方程为x 2+y 2-2x +2y =0, 即(x -1)2+(y +1)2=2.规律方法 求圆的方程时,应根据条件选用合适的圆的方程.一般来说,求圆的方程有两种方法: (1)几何法,通过研究圆的性质进而求出圆的基本量.确定圆的方程时,常用到的圆的三个性质:①圆心在过切点且垂直切线的直线上;②圆心在任一弦的中垂线上;③两圆内切或外切时,切点与两圆圆心三点共线;(2)代数法,即设出圆的方程,用待定系数法求解. 考点二 与圆有关的最值问题角度1 斜率型、截距型、距离型最值问题【例2-1】 已知实数x ,y 满足方程x 2+y 2-4x +1=0. (1)求yx 的最大值和最小值; (2)求y -x 的最大值和最小值;(3)求x2+y2的最大值和最小值.【解析】原方程可化为(x-2)2+y2=3,表示以(2,0)为圆心,3为半径的圆.(1)yx的几何意义是圆上一点与原点连线的斜率,所以设yx=k,即y=kx.当直线y=kx与圆相切时,斜率k取最大值或最小值,此时|2k-0|k2+1=3,解得k=±3(如图1).所以yx的最大值为3,最小值为- 3.(2)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|2-0+b|2=3,解得b=-2±6(如图2).所以y-x的最大值为-2+6,最小值为-2- 6.(3)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,在原点和圆心连线与圆的两个交点处取得最大值和最小值(如图3).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+43,x2+y2的最小值是(2-3)2=7-4 3.规律方法把有关式子进行转化或利用所给式子的几何意义解题,充分体现了数形结合以及转化的数学思想,其中以下几类转化较为常见:(1)形如m=y-bx-a的最值问题,可转化为动直线斜率的最值问题;(2)形如m=ax+by的最值问题,可转化为动直线截距的最值问题;(3)形如m=(x-a)2+(y-b)2的最值问题,可转化为两点间距离的平方的最值问题. 角度2利用对称性求最值【例2-2】已知圆C1:(x-2)2+(y-3)2=1,圆C2:(x-3)2+(y-4)2=9,M,N分别是圆C1,C2上的动点,P为x轴上的动点,则|PM|+|PN|的最小值为()A.52-4B.17-1C.6-2 2D.17【答案】A【解析】P是x轴上任意一点,则|PM|的最小值为|PC1|-1,同理|PN|的最小值为|PC2|-3,则|PM|+|PN|的最小值为|PC1|+|PC2|-4.作C1关于x轴的对称点C′1(2,-3).所以|PC1|+|PC2|=|PC1′|+|PC2|≥|C1′C2|=52,即|PM|+|PN|=|PC1|+|PC2|-4≥52-4.规律方法求解形如|PM|+|PN|(其中M,N均为动点)且与圆C有关的折线段的最值问题的基本思路:(1)“动化定”,把与圆上动点的距离转化为与圆心的距离;(2)“曲化直”,即将折线段之和转化为同一直线上的两线段之和,一般要通过对称性解决.考点三与圆有关的轨迹问题【例3】已知圆x2+y2=4上一定点A(2,0),B(1,1)为圆内一点,P,Q为圆上的动点.(1)求线段AP中点的轨迹方程;(2)若∠PBQ=90°,求线段PQ中点的轨迹方程.【解析】(1)设AP的中点为M(x,y),由中点坐标公式可知,P点坐标为(2x-2,2y).因为P点在圆x2+y2=4上,所以(2x-2)2+(2y)2=4.故线段AP中点的轨迹方程为(x-1)2+y2=1(x≠2).(2)设PQ的中点为N(x,y).在Rt△PBQ中,|PN|=|BN|.设O为坐标原点,连接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.故线段PQ中点的轨迹方程为x2+y2-x-y-1=0.规律方法求与圆有关的轨迹问题时,根据题设条件的不同常采用以下方法:(1)直接法,直接根据题目提供的条件列出方程;(2)定义法,根据圆、直线等定义列方程; (3)几何法,利用圆的几何性质列方程;(4)代入法,找到要求点与已知点的关系,代入已知点满足的关系式等. [方法技巧]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,充分运用圆的几何性质,简化运算.3.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.4.熟练掌握配方法,能把圆的一般方程化为标准方程.四、 课时作业1.圆2221x y y ++=的半径为( )A .1BC .2D .4【答案】B【解析】由题意得,圆2221x y y ++=,可化为22(1)2x y ++=,所以R =,故选B .2.设(2,1),(4,1)A B -,则以线段AB 为直径的圆的方程是( )A .22(3)2x y -+=B .22(3)8x y -+=C .22(3)2x y ++=D .22(3)8x y ++=【答案】A【解析】AB 的中点坐标为(3,0),圆的半径为||2AB r ===所以圆的方程为22(3)2x y -+=.3.圆心在y 轴上,半径为1,且过点()12,的圆的方程是( ) A .()2221x y +-= B .()2221x y ++= C .()()22131x y -+-= D .()2231x y +-=【答案】A【解析】因为圆心在y 轴上,所以可设所求圆的圆心坐标为()0,b ,则圆的方程为22()1x y b +-=,又点()12,在圆上,所以()2121b +-=,解得2b =.4.已知圆的一条直径的端点分别是()0,0A ,()2,4B ,则此圆的方程是( ) A .()()22125x y -+-= B .()()221225x y -+-= C .()2255x y -+= D .()22525x y -+=【答案】A 【解析】直径两端点为()()0,0,2,4 ∴圆心坐标为()1,2圆的半径()()2251020r =-+-=,∴圆的方程为:()()22125x y -+-=.5.若方程2220x y a ++=表示圆,则实数a 的取值范围为( ) A .0a < B .0a = C .0a ≤ D .0a >【答案】A【解析】由题222x y a +=-,则20a ->解得0a < 6.圆是心直线的定点为圆心,半径,则圆的方程为( )A .B .C .D .【答案】A 【解析】由有,所以直线过定点,则所求圆的方程为,故选择A.7.圆的方程为222100x y x y +++-=,则圆心坐标为( ) A .(1,1)- B .1(,1)2-C .(1,2)-D .1(,1)2-- 【答案】D【解析】将222100x y x y +++-=配方,化为圆的标准方程可得()2211451110244x y ⎛⎫+++=++= ⎪⎝⎭, 即可看出圆的圆心为1(,1)2--.8.圆心为()3,1,半径为5的圆的标准方程是( ) A .()()22315x y +++= B .()()223125x y +++= C .()()22315x y -+-= D .()()223125x y -+-=【答案】D【解析】∵所求圆的圆心为()3,1,半径为5, ∴所求圆的标准方程为:()()223125x y -+-=, 9.圆()()22234x y -++=的圆心和半径分别是( ). A .()2,3-,4 B .()2,3-,4C .()2,3-,2D .()2,3-,2【答案】C【解析】()()22234x y -++=,即为()()2222(3)2x y -+--=,∴圆的圆心为()2,3-,半径为2,10.过点()()1,1,1,1A B --,且圆心在直线20x y +-=上的圆的方程是() A .()()22314x y -++= B .()()22314x y ++-= C .()()22114x y -+-= D .()()22114x y +++=【答案】C【解析】本题作为选择题,可采用排除法,根据圆心在直线20x y +-=上,排除B 、D , 点()1,1B -在圆上,排除A11.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆A :22(1)1x y -+=,点B (3,0),过动点P 引圆A 的切线,切点为T .若PT PB ,则动点P 的轨迹方程为( ) A .2214180x y x +-+= B .2214180x y x +++= C .2210180x y x +-+= D .2210180x y x +++=【答案】C【解析】设P (x ,y ),∵PT ,∴PT 2=2PB 2 ∴2222(1)12[(3)]x y x y -+-=-+整理得:2210180x y x +-+=.12.若2220x y x y k +-++= 是圆的方程,则实数k 的取值范围是() A .k<5 B .k<54C .k<32D .k>32【答案】B【解析】2220x y x y k +-++=是圆的方程,则有225(2)140,4k k -+-><解得 故选B13.方程x 2+y 2+ax ﹣2by +c =0表示圆心为C (2,2),半径为2的圆,则a ,b ,c 的值依次为( ) A .4、2、4 B .﹣4、2、4 C .﹣4、2、﹣4 D .4、﹣2、﹣4【答案】B【解析】x 2+y 2+ax ﹣2by +c =0可化为:()222224a a x y b b c ⎛⎫++-=+- ⎪⎝⎭ 2222244ab a bc ⎧-=⎪⎪∴=⎨⎪⎪+-=⎩,解得4,2,4a b c =-== 14.已知点(,)P x y 为圆C :22680x y x +-+=上的一点,则22x y +的最大值是( )A .2B .4C .9D .16【答案】D【解析】由圆的方程可知圆心为()3,0,半径为1.22x y +可看作点()(),,0,0P x y O 距离的平方即2OP,又1OP ≤即4OP ≤,故22x y +的最大值为16,故选:D.15.当点P 在圆221x y +=上变动时,它与定点()3,0Q -的连线PQ 的中点的轨迹方程是( ) A .()2234x y ++= B .()2231x y -+= C .()222341x y -+= D .()222341x y ++= 【答案】D【解析】设PQ 中点的坐标为(),x y ,则()23,2P x y +,因为点P 在圆221x y +=上,故()()222321x y ++=,整理得到()222341x y ++=.16.已知直线ax +by +c -1=0(b ,c >0)经过圆x 2+y 2-2y -5=0的圆心,则4b +1c的最小值是( ) A .9 B .8 C .4 D .2【答案】A【解析】圆x 2+y 2-2y -5=0化成标准方程,得x 2+(y -1)2=6, 所以圆心为C (0,1).因为直线ax +by +c -1=0经过圆心C ,所以a ×0+b ×1+c -1=0,即b +c =1. 因此4b +1c =(b +c )(4b +1c )=4c b +b c+5. 因为b ,c >0,所以4c b +b c ≥24c bb c⋅=4. 当且仅当4c b =bc时等号成立. 由此可得b =2c ,且b +c =1,即b =23, c =13时,4b +1c取得最小值9.17.已知半径为1的圆经过点(3,4),则其圆心到原点的距离的最小值为( ). A .4 B .5 C .6 D .7【答案】A【解析】设圆心(),C x y ,则()()22341x y -+-=,化简得()()22341x y -+-=,所以圆心C 的轨迹是以(3,4)M 为圆心,1为半径的圆,所以||1||OC OM +≥5==,所以||514OC ≥-=, 当且仅当C 在线段OM 上时取得等号,故选:A.18.唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有趣的数学问题一“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在区域为222x y +≤,若将军从点()3,0A 处出发,河岸线所在直线方程为4x y +=,并假定将军只要到达军营所在区域即回到军营,则“将军饮马”的最短总路程为( ). A.BCD.3【答案】B【解析】由题点()3,0A 和军营所在区域在河岸线所在直线方程的同侧,设点()3,0A 关于直线4x y +=的对称点(,)A a b ',AA '中点3(,)22a bM +在直线4x y +=上, 3422013a bb a +⎧+=⎪⎪⎨-⎪=⎪-⎩解得:41a b =⎧⎨=⎩,即(4,1)A ',设将军饮马点为P ,到达营区点为B ,则总路程PB PA PB PA '+=+,要使路程最短,只需PB PA '+最短,即点A '到军营的最短距离,即点A '到222x y +≤区域的最短距离为:OA '=19.设点P 为圆22:(1)4C x y -+=上的任意一点,点(2,3)Q a a -()a R ∈,则线段PQ 长度的最小值为( ) A2 BC2D1【答案】C【解析】设点(),Q x y ,则2,3x a y a ==-,化简可得:260x y --= 即点Q 在直线260x y --=上,圆C 的圆心()1,0到直线260x y --=的距离为d ==,则线段PQ 长度的最小值为52-20.如图,矩形ABCD 中,4AB =,3AD =,M ,N 分别为边BC ,CD 上的动点,P 为MN 的中点,且2MN =.则AP 长度的最小值为( )A 13B .32C .4D .5【答案】C【解析】以AB 为x 轴,以AD 为y 轴建立直角坐标系,设()4,M y ,(),3N x ,43,22x y P ++⎛⎫∴ ⎪⎝⎭()()222434MN x y ∴=-+-=,x y 表示以()4,3为圆心,半径为2的圆上的点,()()222243143222x y AP x y ++⎛⎫⎛⎫=+=+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∴AP 表示圆上的点到()4,3--距离的一半,()4,3--到()4,322443310,min10242AP .21.(多选题)已知曲线22:1C mx ny +=.( )A .若m >n >0,则C 是椭圆,其焦点在y 轴上B .若m =n >0,则C nC .若mn <0,则C 是双曲线,其渐近线方程为my x n=- D .若m =0,n >0,则C 是两条直线【答案】ACD【解析】对于A ,若0m n >>,则221mx ny +=可化为22111x y m n+=, 因为0m n >>,所以11m n<, 即曲线C 表示焦点在y 轴上的椭圆,故A 正确;对于B ,若0m n =>,则221mx ny +=可化为221x y n+=, 此时曲线C表示圆心在原点,半径为n的圆,故B 不正确; 对于C ,若0mn <,则221mx ny +=可化为22111x y m n+=, 此时曲线C 表示双曲线, 由220mx ny +=可得y =,故C 正确; 对于D ,若0,0m n =>,则221mx ny +=可化为21y n=,y =C 表示平行于x 轴的两条直线,故D 正确; 22.(多选题)瑞士著名数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心位于同一直线上.这条直线被后人称为三角形的“欧拉线”.在平面直角坐标系中作△ABC ,AB =AC =4,点B (-1,3),点C (4,-2),且其“欧拉线”与圆M :222(3)x y r -+=相切,则下列结论正确的是( )A .圆M 上点到直线30x y -+=的最小距离为B .圆M 上点到直线30x y -+=的最大距离为C .若点(x ,y )在圆M上,则x +的最小值是3-D .圆22(1)()8x a y a --+-=与圆M 有公共点,则a的取值范围是[1-+ 【答案】ACD【解析】由AB =AC 可得△ABC 外心、重心、垂心均在线段BC 的垂直平分线上,即△ABC 的“欧拉线”即为线段BC 的垂直平分线,由点B (-1,3),点C (4,-2)可得线段BC 的中点为31,22⎛⎫⎪⎝⎭,且直线的BC 的斜率32114BC k +==---,所以线段BC 的垂直平分线的斜率1k =, 所以线段BC 的垂直平分线的方程为1322y x -=-即10x y --=, 又圆M :222(3)x y r -+=的圆心为()3,0,半径为r ,所以点()3,0到直线10x y --=r ==,所以圆M :22(3)2x y -+=,对于A 、B ,圆M 的圆心()3,0到直线30x y -+=的距离d ==,所以圆上的点到直线30x y -+=的最小距离为-==A 正确,B 错误;对于C ,令z x =+即0x z +-=,当直线0x z +-=与圆M 相切时,圆心()3,0到直线的距离为32z-=,解得3z =+3z =-,则x 的最小值是3-,故C 正确;对于D ,圆22(1)()8x a y a --+-=圆心为()1,a a +,半径为M 有公共点,则≤≤即()222218a a ≤-+≤,解得11a -≤+D 正确.23.(多选题)已知圆M 的一般方程为22860x y x y +-+=,则下列说法正确的是( )A .圆M 的圆心为()4,3-B .圆M 被x 轴截得的弦长为8C .圆M 的半径为5D .圆M 被y 轴截得的弦长为6 【答案】ABCD【解析】由圆M 的一般方程为22860x y x y +-+=,则圆222:(4)(3)5M x y -++=,故圆心为(4,3)-,半径为5,则AC 正确;令0x =,得0y =或6y =-,弦长为6,故D 正确; 令0y =,得0x =或8x =,弦长为8,故B 正确.24.(多选题)以直线240x y +-=与两坐标轴的一个交点为圆心,过另一个交点的圆的方程可能为( ) A .22(4)20x y +-= B .22(4)20x y -+= C .22(2)20x y +-= D .22(2)20x y -+=【答案】AD【解析】解:令0x =,则4y =;令0y =,则2x =.所以设直线240x y +-=与两坐标轴的交点分别为()()0,4,2,0A B.AB ==以A 为圆心,过B 点的圆的方程为:()22420x y +-=.以B 为圆心,过A 点的圆的方程为:()22220x y -+=.25.(多选题)下列说法中正确的是( ) A .若两条直线互相平行,那么它们的斜率相等B .方程()()()()211211x x y y y y x x --=--能表示平面内的任何直线C .圆22240x y x y ++-=的圆心为()1,2-D .若直线()2320t x y t -++=不经过第二象限,则t 的取值范围是30,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】BD【解析】对于A ,若两条直线均平行于y 轴,则两条直线斜率都不存在,A 错误; 对于B ,若直线不平行于坐标轴,则原方程可化为112121y y x x y y x x --=--,为直线两点式方程;当直线平行于x 轴,则原方程可化为1y y =;当直线平行于y 轴,则原方程可化为1x x =;综上所述:方程()()()()211211x x y y y y x x --=--能表示平面内的任何直线,B 正确; 对于C ,圆的方程可整理为()()22125x y ++-=,则圆心为()1,2-,C 错误;对于D,若直线不经过第二象限,则230 22tt-⎧-≥⎪⎪⎨⎪-≤⎪⎩,解得:32t≤≤,D正确. 26.设圆的方程为22450x y x+--=(1)求该圆的圆心坐标及半径.(2)若此圆的一条弦AB的中点为(3,1)P,求直线AB的方程.【解析】(1)由圆的方程为22450x y x+--=则()2229x y-+=所以可知圆心()2,0C,半径3r=(2)由弦AB的中垂线为CP,则10132CPk-==-所以可得1ABk=-,故直线AB的方程为:()()113y x-=--即40x y+-=27.已知圆心为C(4,3)的圆经过原点O.(1)求圆C的方程;(2)设直线3x﹣4y+15=0与圆C交于A,B两点,求△ABC的面积.【解析】解:(1)圆C的半径为22345OC=+=,从而圆C的方程为(x﹣4)2+(y﹣3)2=25;(2)作CD⊥AB于D,则CD平分线段AB,在直角三角形ADC 中,由点到直线的距离公式,得|CD |=3,所以4AD ==,所以|AB |=2|AD |=8, 所以△ABC 的面积1122S AB CD ==. 28.已知动点M 到两定点11A (,),()2,2B. (1)求动点M 的轨迹C 的方程;(2)过曲线C 上任意一点P 作与直线:260l x y +-=夹角为30的直线,交l 于点Q ,求PQ 的最大值和最小值.【解析】解:(1)设(,)M x y=, 化简得22222(1)2(1)(2)(2)x y x y -+-=-+-, ∴224x y +=.即动点M 的轨迹C 的方程为224x y +=.(2)记圆C 上任意一点P 到直线l 的距离为d ,因为直线PQ 与直线l 夹角为30,所以||2PQ d =.∵圆心()0,0C 到直线l=C 的半径为2,∴max 2d =+,min 2d =-,∴max ||45PQ =+,min ||45PQ =-.。