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核心考点解读——直线与圆
高考预测 1.高考对直线方程的考查比较稳定,考查内容.频率.题型难度均变化不大,备考时应熟练掌握直线的倾斜角与斜率.直线方程的求法.两条直线的位置关系.距离公式.对称问题等,特别要重视直线方程的求法.两条直线的位置关系以及点到直线的距离公式这三个考点.2.高考对直线与圆.圆与圆的位置关系的考查比较稳定,考查内容.频率.题型难度均变化不大,但命题形式上比较灵活,备考时应熟练掌握相关题型与方法,除了直线与圆.圆与圆的位置关系的判断外,还特别要重视直线与圆相交所得弦长及相切所得切线的问题.
应试技巧 一.圆的有关概念和方程1.定义:在平面上到定点的距离等于定长的点的轨迹是圆2.圆的标准方程:设圆心的坐标,半径为,则圆的标准方程为:3.圆的一般方程:圆方程为(1)的系数相同(2)方程中无项(3)对于的取值要求:4.确定圆的方程的方法和步骤;确定圆的方程主要方法是待定系数法,大致步骤为(1)根据题意,选择标准方程或一般方程;(2)根据条件列出关于a,b,r或D.E.F的方程组;(3)解出a.b.r或D.E.F代入标准方程或一般方程.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,点M(x0,y0)(1)点在圆上:;(2)点在圆外:;(3)点在圆内:.二.直线与圆的位置关系1.直线与圆位置关系的判定:相切,相交,相离,位置关系的判定有两种方式:(1)几何性质:通过判断圆心到直线距离与半径的大小得到直线与圆位置关系,设圆的半径为,圆心到直线的距离为,则:① 当时,直线与圆相交② 当时,直线与圆相切③ 当时,直线与圆相离(2)代数性质:可通过判断直线与圆的交点个数得到直线与圆位置关系,即联立直线与圆的方程,再判断解的个数.设直线:,圆:,则:消去可得关于的一元二次方程,考虑其判别式的符号① ,方程组有两组解,所以直线与圆相交② ,方程组有一组解,所以直线与圆相切③ ,方程组无解,所以直线与圆相离2.直线与圆相交:弦长计算公式:3.直线与圆相切:(1)如何求得切线方程:主要依据两条性质:一是切点与圆心的连线与切线垂直;二是圆心到切线的距离等于半径三.方法技巧1.是有关直线被圆截得的弦长问题,在解题的过程中,熟练应用圆中的特殊三角形,即半弦长.弦心距和圆的半径构成的直角三角形,借助于勾股定理求得结果.首先将圆的一般方程转化为标准方程,得到圆心坐标和圆的半径的大小,之后应用点到直线的距离求得弦心距,借助于圆中特殊三角形,利用勾股定理求得弦长.2.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.
1.(2021·北京·高考真题)已知直线(为常数)与圆交于点,当变化时,若的最小值为2,则
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题可得圆心为,半径为2,
则圆心到直线的距离,则弦长为,
则当时,弦长取得最小值为,解得.故选:C.
2.(2020·山东·高考真题)已知圆心为的圆与轴相切,则该圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据题意知圆心为,半径为,故圆方程为:.故选:B.
3.(2020·北京·高考真题)已知半径为1的圆经过点,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,则,化简得,
所以圆心的轨迹是以为圆心,1为半径的圆,
所以,所以,
当且仅当在线段上时取得等号,故选:A.
4.(2020·全国·高考真题(理))已知⊙M:,直线:,为上的动点,过点作⊙M的切线,切点为,当最小时,直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】圆的方程可化为,点 到直线的距离为,所以直线 与圆相离.依圆的知识可知,四点四点共圆,且,所以,而 ,
当直线时,, ,此时最小.
∴即 ,由解得, .
所以以为直径的圆的方程为,即 ,
两圆的方程相减可得:,即为直线的方程.故选:D.
5.(2020·全国·高考真题(文))已知圆,过点(1,2)的直线被该圆所截得的弦的长度的最小值为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
【答案】B
【解析】圆化为,所以圆心坐标为,半径为,
设,当过点的直线和直线垂直时,圆心到过点的直线的距离最大,所求的弦长最短,此时,根据弦长公式得最小值为.故选:B.
6.(2020·全国·高考真题(理))若过点(2,1)的圆与两坐标轴都相切,则圆心到直线的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由于圆上的点在第一象限,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,则圆的半径为,圆的标准方程为.
由题意可得,可得,解得或,
所以圆心的坐标为或,
圆心到直线的距离均为;
圆心到直线的距离均为
圆心到直线的距离均为;
所以,圆心到直线的距离为.故选:B.
(多选题)7.(2021·全国·高考真题)已知直线与圆,点,则下列说法正确的是( )
A.若点A在圆C上,则直线l与圆C相切 B.若点A在圆C内,则直线l与圆C相离
C.若点A在圆C外,则直线l与圆C相离 D.若点A在直线l上,则直线l与圆C相切
【答案】ABD
【解析】圆心到直线l的距离,
若点在圆C上,则,所以,
则直线l与圆C相切,故A正确;
若点在圆C内,则,所以,
则直线l与圆C相离,故B正确;
若点在圆C外,则,所以,
则直线l与圆C相交,故C错误;
若点在直线l上,则即,
所以,直线l与圆C相切,故D正确.故选:ABD.
(多选题)8.(2021·全国·高考真题)已知点在圆上,点、,则( )
A.点到直线的距离小于 B.点到直线的距离大于
C.当最小时, D.当最大时,
【答案】ACD
【解析】圆的圆心为,半径为,
直线的方程为,即,
圆心到直线的距离为,
所以,点到直线的距离的最小值为,最大值为,A选项正确,B选项错误;
如下图所示:
当最大或最小时,与圆相切,连接、,可知,
,,由勾股定理可得,CD选项正确.
故选:ACD.
9.(2020·浙江·高考真题)设直线与圆和圆均相切,则_______;b=______.
【答案】
【解析】设,,由题意,到直线的距离等于半径,即,,
所以,所以(舍)或者,
解得.故答案为:
10.(2021·湖南·高考真题)过圆的圆心且与直线垂直的直线方程为___________
【答案】
【解析】由可得,所以圆心为,
由可得,所以直线的斜率为,
所以与直线垂直的直线的斜率为,
所以所求直线的方程为:,即,故答案为:.
11.(2021·天津·高考真题)若斜率为的直线与轴交于点,与圆相切于点,则____________.
【答案】
【解析】设直线的方程为,则点,
由于直线与圆相切,且圆心为,半径为,
则,解得或,所以,
因为,故.
故答案为:.