2023年高一数学圆的方程直线与圆位置关系典型例题.pdf
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1、(完整版)高一数学圆的方程、直线与圆位置关系典型例题(word 版可编辑修改)第 1 页 共 20 页 (完整版)高一数学圆的方程、直线与圆位置关系典型例题(word版可编辑修改)编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整版)高一数学圆的方程、直线与圆位置关系典型例题(word版可编辑修改))的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝
2、您生活愉快 业绩进步,以下为(完整版)高一数学圆的方程、直线与圆位置关系典型例题(word版可编辑修改)的全部内容。(完整版)高一数学圆的方程、直线与圆位置关系典型例题(word 版可编辑修改)第 2 页 共 20 页 高一数学圆的方程典型例题 类型一:圆的方程 例 1 求过两点)4,1(A、)2,3(B且圆心在直线0y上的圆的标准方程并判断点)4,2(P与圆的关系 分析:欲求圆的标准方程,需求出圆心坐标的圆的半径的大小,而要判断点P与圆的位置关系,只须看点P与圆心的距离和圆的半径的大小关系,若距离大于半径,则点在圆外;若距离等于半径,则点在圆上;若距离小于半径,则点在圆内 解法一:(待定系数
3、法)设圆的标准方程为222)()(rbyax圆心在0y上,故0b圆的方程为222)(ryax又该圆过)4,1(A、)2,3(B两点 22224)3(16)1(rara解之得:1a,202r所以所求圆的方程为20)1(22yx 解法二:(直接求出圆心坐标和半径)因为圆过)4,1(A、)2,3(B两点,所以圆心C必在线段 AB的垂直平分线l上,又因为13124ABk,故l的斜率为1,又AB的中点为)3,2(,故AB的垂直平分线l的方程为:23xy即01yx 又知圆心在直线0y上,故圆心坐标为)0,1(C半径204)11(22ACr 故所求圆的方程为20)1(22yx又点)4,2(P到圆心)0,1(
4、C的距离为 rPCd254)12(22点P在圆外 例 2 求半径为 4,与圆042422yxyx相切,且和直线0y相切的圆的方程 解:则题意,设所求圆的方程为圆222)()(rbyaxC:圆C与直线0y相切,且半径为 4,则圆心C的坐标为)4,(1aC或)4,(2aC 又已知圆042422yxyx的圆心A的坐标为)1,2(,半径为 3 若两圆相切,则734CA或134CA 理后发布的发布之前我们对文中内容进行仔细校对但是难免会有疏漏的地方但是任然希望完整版高一数学圆的方程直反馈这将是我们进步的源泉前进的动力本文可编辑可修改如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅最后祝您生愉快业数学圆的方程直线与圆
5、位置关系典型例题版可编辑修改第页共页高一数学圆的方程典型例题类型一圆的方程例求过两(完整版)高一数学圆的方程、直线与圆位置关系典型例题(word 版可编辑修改)第 3 页 共 20 页 (1)当)4,(1aC时,2227)14()2(a,或2221)14()2(a(无解),故可得1022a 所求圆方程为2224)4()1022(yx,或2224)4()1022(yx(2)当)4,(2aC时,2227)14()2(a,或2221)14()2(a(无解),622a 所求圆的方程为2224)4()622(yx,或2224)4()622(yx 例 3 求经过点)5,0(A,且与直线02 yx和02yx
6、都相切的圆的方程 分析:欲确定圆的方程需确定圆心坐标与半径,由于所求圆过定点A,故只需确定圆心坐标又圆与两已知直线相切,故圆心必在它们的交角的平分线上 解:圆和直线02 yx与02yx相切,圆心C在这两条直线的交角平分线上,又圆心到两直线02 yx和02yx的距离相等 5252yxyx两直线交角的平分线方程是03 yx或03yx 又圆过点)5,0(A,圆心C只能在直线03yx上 设圆心)3,(ttCC到直线02yx的距离等于AC,22)53(532tttt化简整理得0562tt解得:1t或5t 圆心是)3,1(,半径为5或圆心是)15,5(,半径为55 所求圆的方程为5)3()1(22yx或1
7、25)15()5(22yx 例 4、设圆满足:(1)截y轴所得弦长为 2;(2)被x轴分成两段弧,其弧长的比为1:3,在满足条件(1)(2)的所有圆中,求圆心到直线02 yxl:的距离最小的圆的方程 解法一:设圆心为),(baP,半径为r则P到x轴、y轴的距离分别为b和a 由题设知:圆截x轴所得劣弧所对的圆心角为90,故圆截x轴所得弦长为r2 222br 又圆截y轴所得弦长为 2122 ar 又),(baP到直线02 yx的距离为52bad 2225badabba4422)(242222baba1222ab 理后发布的发布之前我们对文中内容进行仔细校对但是难免会有疏漏的地方但是任然希望完整版高
8、一数学圆的方程直反馈这将是我们进步的源泉前进的动力本文可编辑可修改如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅最后祝您生愉快业数学圆的方程直线与圆位置关系典型例题版可编辑修改第页共页高一数学圆的方程典型例题类型一圆的方程例求过两(完整版)高一数学圆的方程、直线与圆位置关系典型例题(word 版可编辑修改)第 4 页 共 20 页 当且仅当ba 时取“=”号,此时55mind 这时有1222abba11ba或11ba又2222 br 故所求圆的方程为2)1()1(22yx或2)1()1(22yx 解法二:同解法一,得 52baddba522225544dbdba 将1222 ba代入上式得:015542
9、22dbdb 上述方程有实根,故0)15(82d,55d 将55d代入方程得1b又1222 ab 1a由12ba知a、b同号 故所求圆的方程为2)1()1(22yx或2)1()1(22yx 类型二:切线方程、切点弦方程、公共弦方程 例 5 已知圆422yxO:,求过点 42,P与圆O相切的切线 解:点 42,P不在圆O上,切线PT 的直线方程可设为 42 xky 根据rd 21422kk解得 43k 所以 4243xy 即 01043 yx 因为过圆外一点作圆得切线应该有两条,可见另一条直线的斜率不存在易求另一条切线为2x 说明:上述解题过程容易漏解斜率不存在的情况,要注意补回漏掉的解 本题还
10、有其他解法,例如把所设的切线方程代入圆方程,用判别式等于 0 解决(也要注意漏解)还可以运用200ryyxx,求出切点坐标0 x、0y的值来解决,此时没有漏解 例 6 两圆0111221FyExDyxC:与0222222FyExDyxC:相交于A、B两点,求理后发布的发布之前我们对文中内容进行仔细校对但是难免会有疏漏的地方但是任然希望完整版高一数学圆的方程直反馈这将是我们进步的源泉前进的动力本文可编辑可修改如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅最后祝您生愉快业数学圆的方程直线与圆位置关系典型例题版可编辑修改第页共页高一数学圆的方程典型例题类型一圆的方程例求过两(完整版)高一数学圆的方程、直线与圆
11、位置关系典型例题(word 版可编辑修改)第 5 页 共 20 页 它们的公共弦 AB所在直线的方程 分析:首先求A、B两点的坐标,再用两点式求直线 AB的方程,但是求两圆交点坐标的过程太繁为了避免求交点,可以采用“设而不求”的技巧 解:设两圆1C、2C的任一交点坐标为),(00yx,则有:0101012020FyExDyx 0202022020FyExDyx 得:0)()(21021021FFyEExDD A、B的坐标满足方程0)()(212121FFyEExDD 方程0)()(212121FFyEExDD是过A、B两点的直线方程 又过A、B两点的直线是唯一的 两圆1C、2C的公共弦 AB所
12、在直线的方程为0)()(212121FFyEExDD 练习:1求过点(3,1)M,且与圆22(1)4xy相切的直线l的方程 解:设切线方程为1(3)yk x,即310kxyk ,圆心(1,0)到切线l的距离等于半径2,22|31|21kkk,解得34k ,切线方程为31(3)4yx ,即34130 xy,当过点M的直线的斜率不存在时,其方程为3x,圆心(1,0)到此直线的距离等于半径2,故直线3x 也适合题意。所以,所求的直线l的方程是34130 xy或3x 2、过坐标原点且与圆0252422yxyx相切的直线的方程为 解:设直线方程为kxy,即0ykx.圆方程可化为25)1()2(22yx,
13、圆心为(2,1),半径为210。依题意有2101122kk,解得3k或31k,直线方程为xy3或xy31.3、已知直线0125ayx与圆0222yxx相切,则a的值为 .理后发布的发布之前我们对文中内容进行仔细校对但是难免会有疏漏的地方但是任然希望完整版高一数学圆的方程直反馈这将是我们进步的源泉前进的动力本文可编辑可修改如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅最后祝您生愉快业数学圆的方程直线与圆位置关系典型例题版可编辑修改第页共页高一数学圆的方程典型例题类型一圆的方程例求过两(完整版)高一数学圆的方程、直线与圆位置关系典型例题(word 版可编辑修改)第 6 页 共 20 页 解:圆1)1(22y
14、x的圆心为(1,0),半径为 1,1125522 a,解得8a或18a.类型三:弦长、弧问题 例 8、求直线063:yxl被圆042:22yxyxC截得的弦AB的长.例 9、直线0323yx截圆422yx得的劣弧所对的圆心角为 解:依题意得,弦心距3d,故弦长2222drAB,从而OAB是等边三角形,故截得的劣弧所对的圆心角为3 AOB.例 10、求两圆0222yxyx和522yx的公共弦长 类型四:直线与圆的位置关系 例 11、已知直线0323yx和圆422yx,判断此直线与已知圆的位置关系.例 12、若直线mxy与曲线24xy有且只有一个公共点,求实数m的取值范围.解:曲线24xy表示半圆
15、)0(422yyx,利用数形结合法,可得实数m的取值范围是22m或22m。例 13 圆9)3()3(22yx上到直线01143 yx的距离为1 的点有几个?分析:借助图形直观求解或先求出直线1l、2l的方程,从代数计算中寻找解答 解法一:圆9)3()3(22yx的圆心为)3,3(1O,半径3r 设圆心1O到直线01143 yx的距离为d,则324311343322d 如图,在圆心1O同侧,与直线01143 yx平行且距离为1 的直线1l与圆有两个交点,这两个交点符合题意 理后发布的发布之前我们对文中内容进行仔细校对但是难免会有疏漏的地方但是任然希望完整版高一数学圆的方程直反馈这将是我们进步的源
16、泉前进的动力本文可编辑可修改如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅最后祝您生愉快业数学圆的方程直线与圆位置关系典型例题版可编辑修改第页共页高一数学圆的方程典型例题类型一圆的方程例求过两(完整版)高一数学圆的方程、直线与圆位置关系典型例题(word 版可编辑修改)第 7 页 共 20 页 又123 dr 与直线01143 yx平行的圆的切线的两个切点中有一个切点也符合题意 符合题意的点共有 3 个 解法二:符合题意的点是平行于直线01143 yx,且与之距离为 1 的直线和圆的交点 设所求直线为043myx,则1431122md,511m,即6m,或16m,也即06431 yxl:,或016432
17、 yxl:设圆9)3()3(221yxO:的圆心到直线1l、2l的距离为1d、2d,则 34363433221d,143163433222d 1l与1O相切,与圆1O有一个公共点;2l与圆1O相交,与圆1O有两个公共点即符合题意的点共 3 个 说明:对于本题,若不留心,则易发生以下误解:设圆心1O到直线01143 yx的距离为d,则324311343322d 圆1O到01143 yx距离为1 的点有两个 显然,上述误解中的d是圆心到直线01143 yx的距离,rd,只能说明此直线与圆有两个交点,而不能说明圆上有两点到此直线的距离为 1 到一条直线的距离等于定值的点,在与此直线距离为这个定值的两
18、条平行直线上,因此题中所求的点就是这两条平行直线与圆的公共点求直线与圆的公共点个数,一般根据圆与直线的位置关系来判断,即根据圆心与直线的距离和半径的大小比较来判断 练习 1:直线1yx与圆)0(0222aayyx没有公共点,则a的取值范围是 解:依题意有aa21,解得1212a。0a,120a。练习 2:若直线2kxy与圆1)3()2(22yx有两个不同的交点,则k的取值范围理后发布的发布之前我们对文中内容进行仔细校对但是难免会有疏漏的地方但是任然希望完整版高一数学圆的方程直反馈这将是我们进步的源泉前进的动力本文可编辑可修改如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅最后祝您生愉快业数学圆的方程直线与
19、圆位置关系典型例题版可编辑修改第页共页高一数学圆的方程典型例题类型一圆的方程例求过两(完整版)高一数学圆的方程、直线与圆位置关系典型例题(word 版可编辑修改)第 8 页 共 20 页 是 .解:依题意有11122kk,解得340k,k的取值范围是)34,0(。3、圆034222yxyx上到直线01yx的距离为2的点共有()(A)1 个 (B)2 个 (C)3 个 (D)4 个 分析:把034222yxyx化为 82122yx,圆心为21,半径为22r,圆心到直线的距离为2,所以在圆上共有三个点到直线的距离等于2,所以选 C 4、过点43,P作直线l,当斜率为何值时,直线l与圆 42122y
20、xC:有公共点,如图所示 分析:观察动画演示,分析思路 解:设直线l的方程为 34xky即043kykx 根据rd 有214322kkk 整理得0432 kk 解得340 k 类型五:圆与圆的位置关系 例 14、判断圆02662:221yxyxC与圆0424:222yxyxC的位置关系,例 15:圆0222xyx和圆0422yyx的公切线共有 条。解:圆1)1(22yx的圆心为)0,1(1O,半径11r,圆4)2(22 yx的圆心为)2,0(2O,半径22r,1,3,5122121rrrrOO.212112rrOOrr,两圆相交.共有 2 条公切线。练习 P E O y x 理后发布的发布之前
21、我们对文中内容进行仔细校对但是难免会有疏漏的地方但是任然希望完整版高一数学圆的方程直反馈这将是我们进步的源泉前进的动力本文可编辑可修改如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅最后祝您生愉快业数学圆的方程直线与圆位置关系典型例题版可编辑修改第页共页高一数学圆的方程典型例题类型一圆的方程例求过两(完整版)高一数学圆的方程、直线与圆位置关系典型例题(word 版可编辑修改)第 9 页 共 20 页 1:若圆042222mmxyx与圆08442222mmyxyx相切,则实数m的取值集合是 。解:圆4)(22ymx的圆心为)0,(1mO,半径21r,圆9)2()1(22myx的圆心为)2,1(2mO,半径3
22、2r,且两圆相切,2121rrOO或1221rrOO,5)2()1(22mm或1)2()1(22mm,解得512m或2m,或0m或25m,实数m的取值集合是 2,0,25,512。2:求与圆522yx外切于点)2,1(P,且半径为52的圆的方程。解:设所求圆的圆心为),(1baO,则所求圆的方程为20)()(22byax。两圆外切于点P,131OOOP,),(31)2,1(ba,6,3ba,所求圆的方程为20)6()3(22yx。类型六:圆中的对称问题 例 16、圆222690 xyxy 关于直线250 xy 对称的圆的方程是 射,例 17 自点 33,A发出的光线l射到x轴上,被x轴反反射光
23、线所在的直线与圆074422yxyxC:相切(1)求光线l和反射光线所在的直线方程(2)光线自A到切点所经过的路程 分析、略解:观察动画演示,分析思路根据对称关过系,首先求出点A的对称点A的坐标为33,其次设A的圆C的切线方程为 33 xky 根据rd,即求出圆C的切线的斜率为 34k或43k 进一步求出反射光线所在的直线的方程为0334 yx或0343 yx 最后根据入射光与反射光关于x轴对称,求出入射光所在直线方程为 0334 yx或0343 yx G O B N M y A x 图C A 理后发布的发布之前我们对文中内容进行仔细校对但是难免会有疏漏的地方但是任然希望完整版高一数学圆的方程
24、直反馈这将是我们进步的源泉前进的动力本文可编辑可修改如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅最后祝您生愉快业数学圆的方程直线与圆位置关系典型例题版可编辑修改第页共页高一数学圆的方程典型例题类型一圆的方程例求过两(完整版)高一数学圆的方程、直线与圆位置关系典型例题(word 版可编辑修改)第 10 页 共 20 页 光路的距离为MA,可由勾股定理求得7222CMCAMA 说明:本题亦可把圆对称到x轴下方,再求解 类型七:圆中的最值问题 例 18:圆0104422yxyx上的点到直线014 yx的最大距离与最小距离的差是 解:圆18)2()2(22yx的圆心为(2,2),半径23r,圆心到直线的距离r
25、d25210,直线与圆相离,圆上的点到直线的最大距离与最小距离的差是262)()(rrdrd。例 19(1)已知圆1)4()3(221yxO:,),(yxP为圆O上的动点,求22yxd的最大、最小值(2)已知圆1)2(222yxO:,),(yxP为圆上任一点求12xy的最大、最小值,求yx2的最大、最小值 分析:(1)、(2)两小题都涉及到圆上点的坐标,可考虑用圆的参数方程或数形结合解决 解:(1)(法 1)由圆的标准方程1)4()3(22yx 可设圆的参数方程为,sin4,cos3yx(是参数)则2222sinsin816coscos69yxd)cos(1026sin8cos626(其中34
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