2022-2023学年上海九年级数学上学期同步精讲第19讲圆与圆的位置关系(解析版).pdf
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1、第19讲圆与圆的位置关系图 5知识梳理卜题型探究:LM IBF课后作业知识一、圆与圆的位置关系1.圆与圆的位置关系图 1 1O 圆与圆的位置关系q公共弦 圆与圆位置关系的判断根揭立置关系求r的范围J 求圆心距1公共弦问题1 2图 3)图 4外离:图1中,两个圆没有公共点,并且每个圆上的点都在另一个圆的外部,叫做这两个圆外离.外切:图2中,两个圆有唯一的公共点,并且除了这个公共点以外,每个圆上的点都在另一个圆的外部,叫做这两个圆外 切.这个唯一的公共点叫做切点.相交:图3中,两个圆有两个公共点,叫做这两个圆相交.内切:图4中,两个圆有唯一公共点,并且除了这个公共点以外,一个圆上的点都在另一个圆的
2、内部,叫做这两个圆内 切.这个唯一的公共点叫做切点.内含:图5中,两个圆没有公共点,并且一个圆上的点都在另一个圆的内部,叫做这两个圆内含.当两个圆心重合时,称它们为同心圆.综上,一般地,两圆的位置关系有五种情况:外离、外切、相交、内切、内含.两个圆外离或内含时,也可以叫做两圆相离;两个圆外切或者内切时,也可以叫做两圆相切.2.相关概念圆心距:两个圆的圆心之间的距离叫做圆心距.连心线:经过两个圆圆心的直线叫做连心线.3.两圆位置关系的数量表达如果两圆的半径长分别为凡和凡,圆心距为“,那么两圆的位置关系可用与、/?2和 之间的数量关系表达,具体表达如下:两圆外离o d+&;两圆外切。d =+&;两
3、圆相交o因 一 同d4+/;两圆内切o Od=国-&;两圆内含o O4“国-R j .(g).题型探究w题 型-、判断位置关系也【例 1】(1)若两个圆的圆心距为1.5,而两个圆的半径是方程4x 2-2 0 x+2 1=0 的两个实数根,则这两个 圆 的 位 置 关 系 是.【答案】内含【解析】解:V 4x2-2 0 x+2 1=0,二(2 x -3)(2 x-7)=0,解得:x i=1.5,X 2=3.5,两圆的半径分别是1.5,3.5,:两圆的圆心距等于1.5,.这两个圆的位置关系是:内含.故答案为内含.(2)已知点A(4,0),3(0,3),如果。A 的半径为2,OB的半径为7,那么。A
4、 与。8的位置关系()A.内切 B.外切 C.内含 D.外离【答案】A斤】解:二 点 4(4,0),8,0,3),.MB=742+32=5,(DA与。8 的半径分别为:2 与 7,半径差为:7-2=5,.这两圆的位置关系是:内切.故 选:A.(3)在 RtAABC中,/B=9 0。,BC=3,cosA=1,以点A 为圆心,石为半径作圆,再以点C 为圆心,2 为半径作圆,那 么 这 两 圆 的 位 置 关 系 是.【答案】外离【解析】解:如图,V ZB=90,cos A=.设 AB=4x,AC5x,AC 5.BC=3x,/.3 x=3,解得x=l,.*.AC=5,:也 3,2+石 5,.以点4
5、为圆心,&为 半 径作圆和以点C 为圆心,2 为半径作圆相外离.故答案为外离.题型二、根据位置关系求rW,【例 2】(1)已知两圆半径分别为3和 5,圆心距为d,若两圆没有交点,则 d的取值范围是【答案】0 V d 8.【解析】解:两圆相离有两种情况:内含时圆心距大于等于0,且小于半径之差,故0Wd 8,所以”的取值范围是0 W d 8.故答案为:0 4 d 8.(2)已知两圆半径分别为3 和 7,圆心距为4,若两圆相离,则 d的取值范围是【答案】0 4八 4或d 1 0【解析】解:两圆相离有两种情况:内含时圆心距大于等于0,且小于半径之差,故0 4 d 1 0.所以d的取值范围是0 4 d
6、l().(3)己知。和。2 的半径长分别为3 和4,若。1 和。O?内切,那 么 圆 心 距 的 长 等 于【答案】1【解析】0 1 和。2 内切,,圆心距。2为:4-3=1,故答案为:1.(4)如图,已知扇形AOB的半径为12,OAYOB,C 为。4 上一点,以AC为直径的半圆。1和以0 8 为直径的半圆。2相切,求半圆。1的半径.【答案】半圆。的半径为4.【解析】解:连 接 设 两 圆 半 径 分 别 为 4、4,可知:4=6半圆。I和半圆。2外切,0。2=4+4=6+4:(90,=12-/,在 RtAO.OO,中,0,0;=0 0:+OO-,.-.(6+/;)2=(1 2-Z;)2+62
7、,解得4=4,.二半圆。的半径为4.ot3题型三、求圆心距【例3】已知两圆的半径分别为1和3.若两圆相切,则两圆的圆心距为【答案】4或2【解析】解:两圆的半径分别为1和3,若两圆内切,则两圆的圆心距为:3-1=2;若两圆外切,则两圆的圆心距为:3+1=4;两圆的圆心距为4或2.故答案为4或2.【例4】如图,已知。4、0B和0 C两两外切,A8 =5厘米,B C =6厘米,AC =7厘米,求这三个圆的半径.答案 1&=3cm,RH=2cm,Rc=4cm.解析】OA、0 8 和0 C 两两外切,A8=5 厘米,8 c=6 厘米,AC=7 厘米,此+(=5RB+RC=6,解得,&+r=7此=3(=2
8、,凡=4/.这三个圆的半彳仝分别是=3cm,RH=2cm,R(=4cm.r举一反三1.己知。A与。8 的半径分别是6 和 8,圆心距A3=2,那么OA与。3 的位置关系是()A.相交B.内切C.外切D.内含【答案】B【解析】Qe A与0 8 的半径分别是6 和 8,圆心距48=2,X-.-AB=8-6=2 0 A 与。3 的位置关系是内切,故选:B.2.如果两个圆的圆心距为3,其中一个圆的半径长为4,另一个圆的半径长大于1,那么这两个圆的位置关系不可能是()A.内含 B.内切 C.外切 D.相交【答案】C【解析】解:一个圆的半径R 为 4,另一个圆的半径/大于1,AR-r5即:R-r2 B.r
9、8 C.2r8 D.2r8【答案】D【解析】解:A的半径AB长是5,点C在AB上,且AC=3,点C到。A的最大距离为8,最小距离为2,与。A有公共点,.,2r8.故选D.4.如果。|和G)。?内含,圆心距0。2 =4,的半径长是6,那 么 的 半 径 厂 的取值范围是().A.0 r 2 B.2r10 D.0 r10【答案】D【解析】根据题意得:04 0。20.002=4.-.4 4 或6-r T0 v r 100。2的半径r 的取值范围是:0 r10故选:D.5.如图,/例。N=30。,p 是NMON的角平分线,PQ 平行。N 交。M 于点Q,以 P 为圆心半径为4 的圆ON相切,如果以。为
10、圆心半径为r 的圆与OP相交,那么r 的取值范围是()A.4r12 B.2r12 C.4r4【答案】A【解析】过点Q 作 QALAN于 A,过点P 作 PBLON于 B,?PQON,APQIPB,ZQAB=ZQPB=ZPBA=90,四边形ABPQ是矩形,AQA=PB=4,/M O N=3 0。,/.OQ=2QA=8,O P 平分NMON,PQ/ON,:.Z QOP=Z PON=Z QPO,PQ=OQ=8,当以。为圆心半径为r的圆与尸相外切 时,r=8-4=4,当以Q为圆心半径为厂的圆与。尸相内切时,y8+4=12,,以。为圆心半径为的圆与。P 相交,4r12,故选:A.6.半径分别为1和 5
11、的两个圆相交,它们的圆心距可以是()A.3 B.4 C.5 D.6【答案】C【解析】半径分别为1 和 5 的两圆相交,此时两圆的圆心距为:5-lJ5+l,.4J 5 或【解析】,两圆半径分别为2cm和3 c m,两圆相离,它们的圆心距“满足:d 5或 0 3/V 1,故答案为:d 5 或 0 3/1.38 .如图,已知。是/BA C的边A C上一点,AQ=5,c o t Z B A C=-,点 P是射线A B上一点,联结P Q,4。经过点A 且 与 0P相切于点P,与边A C相交于另一点。.(1)当圆心。在射线A B上时,求。的半径;(2)当圆心。到直线A B的距离为之时,求线段A P的长;4
12、(3)试讨论以线段PQ长为半径的。P与。的位置关系,并写出相应的线段A P取值范围.备用图【答案】(1)2;(2)3或9+3炳;(3)当。与。尸内含时,0 C A P C 1 2.当。与。尸内切时,AP2 4=1 2.当。与。P相交时,1 2 V AP V I 8【解析】解:(1)如图,.点。在 办 上,P。是。的切线,:.PQLAP,AP 3cotZPAQ=PQ=-,,可以假设布=3 k,P Q=4k,则 A Q=5 A=I 5,.k=3,二%=9,P Q=1 2,9的半径为9.2(2)如图,当点0在射线A B的上方时,过 点Q作Q K _ L A 8于K,过点。作O H _ L A B于”
13、.P。是。的切线,,ZPH O=ZO PQ=NPKQ=90。,Z O P H+Z Q P K=90,Z Q P K+Z P Q K=90,.P H O HQKyK设%=2胆,则 PK=92m,3tn _ 412-9-2/n3解得,?=或-3,3经检验,是分式方程的解,口.符合题意.AP=3.如图,当点。在射线A 8的下方时,同法可得 尸=9+3 M.综上所述,满足条件的A P的值为3 或 9+3炳2(3)如图,当。P 与O O 内切时,八 OP PH 1由POSZQKP,可 得 右=左=7,?OH1AP,:,AH=PH,:.AP=2PH,QK=2PHf:.PA=QK=2f如图,当。与AC相切于
14、点A时,NOAQ=NOPQ=90。,OQ=OQ,OA=OP,:.RtA OAQgRlA OPQ(H L),:.AQ=PQ,O A =O尸,,。垂直平分线段A P,:.AP=2AH=18,观察图像可知:当。与。P内含时,0 V A P V 1 2.当。与。P内切时,AP=12.当。与。P相交时,1 2 C A P C 1 8.知识二、公共弦相关定理(1)如果两圆相交,那么它们的两个交点关于连心线对称,于是,可推出以下定理:相交两圆的连心线垂直平分两圆的公共弦.(2)如果两圆相切,可归纳出以下定理:相切两圆的连心线经过切点.。一 题 型探究【例 5】若三圆两两相交得到三条公共弦,则这三条弦所在直线
15、的位置关系是()A.平行 B.相交于一点C.平行或交于一点 D.有两条弦平行,第三条与它们相交【答案】C.【解析】.三圆两两相交得到三条公共弦,三条公共弦垂直于三条连心线,如图:Q【例 6】(1)已知。&与。2 相交于A、B两点,如果。|、。2 的半径分别为1 0 厘米和1 7 厘米,公共弦A8的长为1 6厘米,那么这两圆的圆心距0 2 的长为 厘米.【答案】9或 2 1【解析】解:当点O i 在。0 2 外时,连接OQ2,交 AB于点D,与。0 2 相交于A、B两点,.,.O1O21AB,且 AD=BD;XVAB=16 M,,A D=8 厘米,.在R t A A O i D 中,根据勾股定理
16、知02=而 多=6(厘米);在 R t A A O 2 D 中,根据勾股定理知C h D=J i 7 2-8 2 =1 5(厘米),.,.OIO 2=OID+O 2 D=2 I 厘米:当点0 1 在。0 2 内时,连接0 2 O i 并延长,交 AB于点D,同理可得:0|。2=1 5-6=9 (厘米).故答案为:2 1 或 9.(2)已知相交两圆的半径长分别为8与 1 5,圆心距为1 7,则这两圆的公共弦长为【答案】得2 4 0.【解析】解:在以两圆的一个交点和两圆圆心为顶点的三角形中,其三边分别为8,1 5,1 7,由于 1 72=1 52+82,这个三角形是以1 7 为斜边的直角三角形,.
17、8 x 1 5斜边上的图=下 一1 2 0n4 八e”c 1 2 0 2 4 0故公共弦长=2 乂 丁 丁 =,故答案为2答4 0.4【例 7】如图,已知。的半径为5,。尸与。外切于点A,经过点A的直线与。0、0P分别交于点(1)求 AB的长;(2)当N O C 4 =N O P C 时,求。P的半径.9【答案】(1)A B =4:(2)。尸的半径为力.1 6【解析】(1)作O A 7 _ L A B 于M,如图,在 中,ta nzOAM=AM 2设 OM=M x,AM=2x,OA=!OMZ+AM2=5x,5x=5,解得 x=1,AM=2,OM=际,,:OM LAB,:.AM=BM,:.AB=
18、2AM=4(2)作尸N,AC于N,如图,则4V=C N,设。尸的半径为,e-OM/AN,PANOAM,.-P-A-AN Hn r AN=-,R J=-,OA AM 5 22解得AN=g r,4AC=2AN=r,54:.MC=AC+AM=-r+2f在 RjOMC 中,OC2=OM2+MC-=(V21)2+(1r+2)2,:NOC4=NOPC,而 NAOC=NCOP,:YOACS AOCP,:.OC:OP=OA:OC,OC2=OA OP=5(5+r),:.)a(g r+2)2=5(5 +r),整理得16产-9r=0,9解得4=0(舍去),5=弓,1 69即O P的半径为71 6举一反三1.已知两等
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