2.5直线与圆、圆与圆的位置关系 典例及练习-2022-2023学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册(含答案)

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名称 2.5直线与圆、圆与圆的位置关系 典例及练习-2022-2023学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册(含答案)
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文件大小 1.7MB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2022-10-07 02:09:57

文档简介

直线与圆、圆与圆
典例1.若方程表示圆,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
练1.如图,定点A,B都在平面内,定点,C是内异于A和B的动点,且,则动点C在平面内的轨迹是( )
A.一条线段,但要去掉两个点 B.一个圆,但要去掉两个点
C.一段弧,但要去掉两个点 D.半圆,但要去掉两个点
典例2.直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.与的值有关
提升1.直线与圆:相交于,两点.则面积的最大值为______.
典例3.已知实数、满足方程.求:的取值范围为_______;的最小值为________ ;的取值范围为__________.
典例4.圆和圆的公共弦的垂直平分线的方程是( )
A. B.
C. D.
练1.已知圆,,则这两圆的公共弦长为
A.2 B. C.2 D.1
典例5.若圆上存在两点关于直线对称,则过圆外一点向圆所作的切线长的最小值是( )
A. B.2 C.3 D.4
练1.已知为坐标原点,点,动点满足,是直线上的点,给出下列四个结论:
①点的轨迹是圆; ②的最大值为3;
③的最小值为1; ④.
其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
典例6.若圆上恰有两个点到直线的距离为1,则实数b的取值范围( )
A. B. C. D.
练1.若圆上有且仅有三个点到直线的距离等于1,则半径的值为______.
典例7.若直线x+y﹣m=0与曲线y=2﹣没有公共点,则实数m所的取值范围是( )
A. B. C. D.
练1.若曲线y=与直线y=k(x﹣2)+4有两个交点,则实数k的取值范围是(  )
A. B. C.(1,+∞) D.(1,3]
练2.直线与曲线恰有一个公共点,则实数的取值范围为( )
A.或 B.或
C.或 D. 或
典例8.过点作圆的切线,切点分别为,点,,点在直线上运动,则的最小值为( )
A. B.3 C. D.
练1.已知圆:,点为直线上一动点,过点向圆作切线,,,为切点,则直线经过定点( )
A. B. C. D.
典例9.已知点.若直线上存在点使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
练1.已知圆和两点.若圆上至少存在一点,使得,则的取值范围__________.
典例10.若圆(x-a)2+(y-a)2=4上总存在两点到原点的距离为1,则实数a的取值范围是
A. B.
C. D.
练1.如果圆上总存在两个点到点的距离为2,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
典例11.吉希腊数学家阿波罗尼奥斯(约公元首262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,著作中有这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数k(且)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼期圆.已知,,圆上有且仅有一个点P满足,则r的取值为______
练1.在平面直角坐标系中,已知点,点P在圆上,若满足的点P有且只有2个,则实数a的取值范围为_________.
课后练习
选择
1.已知坐标原点关于直线的对称点为,设直线经过点,则当点到直线的距离最大时,直线的方程为
B. C. D.
2.当点到直线的距离最大时,的值为( )
A. B.0 C. D.1
3.数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,这条直线被后人称之为三角形的欧拉线.已知的顶点,,,则的欧拉线方程为( )
A. B.
C. D.
4.已知点和点关于直线对称,斜率为的直线过点交于点,若的面积为2,则的值为( )
A.或 B. C. D.
5.已知直线经过点,且点,到的距离相等,则被经过,,三点的圆所截得的弦长为( )
A.或 B. C.或 D.
6.已知圆的方程为,过点的直线与圆相交于,两点,当最小时,则直线方程为( )
A. B.
C. D.
7.已知点为直线上的一个动点,过点作圆的两条切线,切点分别为,,则四边形面积的最小值为( )
A. B. C. D.
8.过点作圆的割线l交圆C于A,B两点,点C到直线l的距离为1,则的值是( )
A.32 B.33 C.6 D.不确定
9.已知圆,圆,分别为圆上的点,为轴上的动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
10.如果圆上存在两个不同的点P,Q,使得(O为坐标原点),则a的取值范围( )
A. B. C.或 D.或
二、填空
11.已知直线被两条直线与截得的线段中点为坐标原点,那么直线的方程是_______.
12.直线经过点,若点和到直线的距离相等,则直线的方程为______.
13.已知直线过直线与直线的交点,且点到直线的距离为,则直线的方程为__________.
14.已知直线在两坐标轴上的截距相等,则实数_________.
15.过点的直线与圆相切,且与直线垂直,则实数的值为___________.
16.若圆上至少有三个不同的点到直线的距离为,则直线l的斜率的取值范围是__________.
17.已知两条直线 , ,若的一个法向量恰为的一个方向向量,则________.
18.下列命题:
①当直线经过两点,,时,直线的斜率为
②直线与轴交于一点,则直线在轴上的截距为
③在轴和轴上截距相等的直线方程为
④方程表示过点和的直线.
其中说法中正确的命题番号是______.
19.直线经过点,且分别与直线和相交于,两点,若,则直线的方程为________.
20.已知定点、,直线:(为常数),若点、到直线的距离相等,则实数的值是______.
21.已知直线:和:,且,则实数__________,两直线与之间的距离为__________.
22.过圆O:外一点做圆O的切线,切点分别为A、B,则___________ .
23.在平面直角坐标系中,若圆上存在点,且点关于直线的对称点在圆上,则的取值范围是_________.
24.在平面直角坐标系中,已知圆,若对于直线上的任意一点,在圆上总存在使,则实数的取值范围为________.
三、简答
25.已知点,,.
(1)求过点C且和直线平行的直线的方程;
(2)若过B的直线和直线关于直线对称,求的方程.
26.函数y=x2+ax+b的图象与坐标轴交于三个不同的点A、B、C,已知△ABC的外心在直线y=x上,求a+b的值.
27.正方形的一条边所在直线的方程为,另一边所在直线的方程为.
求过正方形中心与边平行的直线方程;
设正方形中心,当正方形仅有两个顶点在第一象限时,求的取值范围.
28.在平面直角坐标系中,已知点,,,分别为线段,上的动点,且满足.
若,求直线的方程;
求证的外接圆恒过定点.
29.如图,在平面直角坐标系中,点,直线.设圆的半径为1,圆心在直线上.
(1)若圆心也在直线上,过点作圆的切线,求切线的方程;
(2)若圆上存在点,使,求圆心的横坐标的取值范围.
30.已知圆,
(1)求过点且被圆所截得的弦长为的直线的方程;
(2)若为直线上的动点,且圆上存在两个不同的点到点的距离为2,求点的横坐标的取值范围.典例1.若方程表示圆,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】
由,得.
故选:A.
练1.如图,定点A,B都在平面内,定点,C是内异于A和B的动点,且,则动点C在平面内的轨迹是( )
A.一条线段,但要去掉两个点 B.一个圆,但要去掉两个点
C.一段弧,但要去掉两个点 D.半圆,但要去掉两个点
【答案】B
【详解】
连接,因为,所以,又,,
所以平面,又平面,故,
因为A,B是平面上的定点,所以点C在内的轨迹是以为直径的圆,
又C是内异于A和B的点,故此轨迹要去掉A、B两个点,所以B正确.
故选:B
典例2.直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.与的值有关
【答案】A
【详解】
过定点,且,
故在圆内,
故直线和圆相交.
故选:A
提升1.直线与圆:相交于,两点.则面积的最大值为______.
【答案】2
【详解】
解:将直线整理得,所以直线过点,
因为,所以在圆内,
连接,则,设,如图,
因为,
所以当直线与垂直时,取最小值,
所以在中,
所以,当且仅当.
故答案为:
典例3.已知实数、满足方程.求:的取值范围为_______;的最小值为________ ;的取值范围为__________.
【答案】
【详解】
圆的标准方程为,圆心为,半径为.
设,可得,则直线与圆有公共点,
则,解得,则的取值范围为;
设,可得,则直线与圆有公共点,
则,解得,则的最小值为;
设,由于,则原点在圆外,
因为圆与圆有公共点,圆心距为,
故,解得,故.
即的取值范围为.
故答案为:;;.
典例4.圆和圆的公共弦的垂直平分线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】
解:圆的圆心,
圆的圆心,
所以的中点坐标为,,即,
所以两圆的公共弦的垂直平分线即是圆心所在的直线:,即,
故选:.
练1.已知圆,,则这两圆的公共弦长为( )
A.2 B. C.2 D.1
【答案】C
【详解】
由题意知,,将两圆的方程相减,得,所以两圆的公共弦所在直线的方程为.
又因为圆的圆心为,半径,所以圆的圆心到直线的距离.所以这两圆的公共弦的弦长为.
故选:C.
典例5.若圆上存在两点关于直线对称,则过圆外一点向圆所作的切线长的最小值是( )
A. B.2 C.3 D.4
【答案】D
【详解】
圆:,圆心为,半径.
依题意知,直线过圆心,所以,即动点在直线:上移动.
所以,当与直线垂直时,最小,从而切线长最小,.
此时,切线长的最小值为.
故选:D.
练1.已知为坐标原点,点,动点满足,是直线上的点,给出下列四个结论:
①点的轨迹是圆;
②的最大值为3;
③的最小值为1;
④.
其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】
设,则,即,
所以点轨迹是圆,此圆圆心为,半径为.是圆的一条直径.
点到直线的距离为,直线与圆相离,
无最大值,最小值为2-1=1,
由于已知直线与以为直径的圆相离,,因此①③④正确.
故选:C.
典例6.若圆上恰有两个点到直线的距离为1,则实数b的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】
解:,半径,
圆心到直线的距离:

由题意知,即,
所以,
故选:D.
练1.若圆上有且仅有三个点到直线的距离等于1,则半径的值为______.
【答案】3
【解析】
根据题意,圆的圆心为,半径为,
圆心到直线的距离,
若圆上有且仅有三个点到直线的距离等于1,
则,解得,
故答案为3
典例7.若直线x+y﹣m=0与曲线y=2﹣没有公共点,则实数m所的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
曲线y=2﹣等价于,
其表示圆心为半径为1的半圆,画出示意图如下所示:
数形结合可知:
当直线过点时,是一种临界情况,
此时,,解得;
当直线与圆相切时,是另一种临界情况,
此时,,解得.
故要满足题意,只需或.
故选:.
练1.若曲线y=与直线y=k(x﹣2)+4有两个交点,则实数k的取值范围是(  )
A. B. C.(1,+∞) D.(1,3]
【答案】A
【解析】
作出曲线y=的图像,
直线y=k(x﹣2)+4恒过定点,
当直线与曲线相切时,原点到直线的距离等于,
,解得,
由图可知, ,
故选:A
练2.直线与曲线恰有一个公共点,则实数的取值范围为( )
A.或 B.或
C.或 D. 或
【答案】D
【解析】
由得,表示以为圆心,以为半径的半圆,
其图象如下:
由图像可得,当直线过点时,直线与曲线恰有一个公共点,此时;
当直线过点时,直线与曲线恰有两个公共点,此时;
当直线与半圆切于半圆的右侧时,只需圆心到直线的距离等于半径,即,且,
解得,
因此,由图像可得,为使直线与曲线恰有一个公共点,
只需: 或.
故选:D.
切线问题:
典例8.过点作圆的切线,切点分别为,点,,点在直线上运动,则的最小值为( )
A. B.3 C. D.
【答案】A
【解析】
由题意可知点四点共圆,且的中点坐标为,,
所以以为直径的圆的方程为,
所以直线的方程即为两圆的公共弦所在直线的方程,
由,整理得,
所以直线的方程为.
设点关于直线的对称点为,
所以,
解得,即,
要使最小,只需三点共线,
此时的最小值即为.
故选:A.
练习1.已知圆:,点为直线上一动点,过点向圆作切线,,,为切点,则直线经过定点( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
解:因为是直线的任一点,所以设,
因为圆的两条切线、,切点分别为、,
所以,,
则点、在以为直径的圆上,即是圆和圆的公共弦,
则圆心的坐标是,,且半径的平方是,
所以圆的方程是,①
又,②,
②①得,,
即公共弦所在的直线方程是:,
即,
由得,,
所以直线恒过定点,,
故选:.
典例9.已知点.若直线上存在点使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
设,则,
因为,所以即,
因为在直线上,所以圆心到直线的距离即,
故选C.
【点睛】
此类问题为“隐形圆问题”,常规的处理办法是找出动点所在的轨迹(通常为圆),常见的“隐形圆”有:
(1)如果为定点,且动点满足,则动点 的轨迹为圆;
(2)如果中,为定长,为定值,则动点的轨迹为一段圆弧.特别地,如果,那么动点在以为直径的圆上.
练习1.已知圆和两点.若圆上至少存在一点,使得,则的取值范围__________.
【答案】
【解析】由,可得P在以AB为直径的圆O: 上,所以圆上至少存在一点,使得,即两圆有公共点,所以 ,解得
典例10.若圆(x-a)2+(y-a)2=4上总存在两点到原点的距离为1,则实数a的取值范围是(   )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据题意知,圆(x-a)2+(y-a)2=4与圆相交,
两圆圆心角距为.
所以,解得.
所以或.
故选C.
练习1.如果圆上总存在两个点到点的距离为2,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】因为到点的距离为2的点的轨迹是圆,所以题目套件等价于圆与圆相交,从而,即,解得实数的取值范围是.
典例11.吉希腊数学家阿波罗尼奥斯(约公元首262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,著作中有这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数k(且)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼期圆.已知,,圆上有且仅有一个点P满足,则r的取值为______
【答案】1或5
【详解】
设动点,由,得,整理得,
又点是圆:上有且仅有的一点,
所以两圆相切. 圆的圆心坐标为,半径为2,
圆C:的圆心坐标为,半径为r,两圆的圆心距为3,
当两圆外切时,,得,
当两圆内切时,,,得.
故答案为: 1或5
练习1.在平面直角坐标系中,已知点,点P在圆上,若满足的点P有且只有2个,则实数a的取值范围为_________.
【答案】
【解析】
设点,由可得,
化简得,是以为圆心,半径为2的圆,
由题意得圆与圆有两个交点即相交,
因为圆是以为圆心,半径为2的圆,
所以,解得,
所以实数a的取值范围为.
故答案为:.
课后练习
选择
1.已知坐标原点关于直线的对称点为,设直线经过点,则当点到直线的距离最大时,直线的方程为
B. C. D.
【答案】B
2.当点到直线的距离最大时,的值为( )
A. B.0
C. D.1
【答案】C
【详解】
直线过定点Q(2,1),
所以点到直线的距离最大时,PQ垂直该直线,
即,
故选:C.
3.数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,这条直线被后人称之为三角形的欧拉线.已知的顶点,,,则的欧拉线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】
线段AB的中点为M(1,2),kAB=﹣2,∴线段AB的垂直平分线为:y﹣2=(x﹣1),即x﹣2y+3=0.
∵AC=BC,∴的外心、重心、垂心都位于线段AB的垂直平分线上,因此的欧拉线的方程为:x﹣2y+3=0.
故选:D.
4.已知点和点关于直线对称,斜率为的直线过点交于点,若的面积为2,则的值为( )
A.或 B. C. D.
【答案】B
【详解】
设点,则解得:,则,
设直线的方程为:与方程联立,
解得:,则,
因为直线的方程为:,且,
点到直线的距离,
所以.
故选:B.
5.已知直线经过点,且点,到的距离相等,则被经过,,三点的圆所截得的弦长为( )
A.或 B. C.或 D.
【答案】A
【详解】
解:由题意可得,经过,,三点的圆的圆心为,半径为,
再由点,到经过点的直线的距离相等,
可知直线的斜率存在,设,
则,得,即直线的方程为或.
当直线的方程为时,圆心适合直线方程,直线被圆截得的弦长为;
当直线的方程为时,圆心到直线的距离,
直线被圆截得的弦长为.
被经过,,三点的圆所截得的弦长为或.
故选:A.
6.已知圆的方程为,过点的直线与圆相交于,两点,当最小时,则直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】
解:由题意可得圆心坐标为,由三角形的大边对大角可知,当最小时,则弦最小,
所以,,
所以直线方程为,
故选:D.
7.已知点为直线上的一个动点,过点作圆的两条切线,切点分别为,,则四边形面积的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】
连接,则,
又,故
而四边形面积为,
当且仅当时等号成立.
故选:C.
8.过点作圆的割线l交圆C于A,B两点,点C到直线l的距离为1,则的值是( )
A.32 B.33 C.6 D.不确定
【答案】B
【详解】
由题意,过点作圆的割线l交圆C于两点,
可得向量与共线,所以
由圆的圆心为,半径为2,
如图所示,其中为切线,
则.
故选:B.
9.已知圆,圆,分别为圆上的点,为轴上的动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】
如图所示,圆关于轴的对称圆的圆心坐标,半径为1,
圆的圆心坐标为,,半径为3,
由图象可知,当三点共线时,取得最小值,
且的最小值为圆与圆的圆心距减去两个圆的半径之和,
即,
故选D.
隐形圆:
10.如果圆上存在两个不同的点P,Q,使得(O为坐标原点),则a的取值范围( )
A. B. C.或 D.或
【答案】A
【详解】
因为(O为坐标原点)
所以P,Q两点在圆上
所以条件可转化为圆与圆有两个交点
因为圆的圆心为,半径为1
所以,解得
故选:A
二、填空
11.已知直线被两条直线与截得的线段中点为坐标原点,那么直线的方程是_______.
【答案】
【解析】
设所求直线与已知两直线的交点分别为,设,
因为关于原点对称,所以,
又因为分别在已知两直线上,可得,解得,
即点在直线上,
又由直线过原点,所以直线的方程为.
故答案为:.
12.直线经过点,若点和到直线的距离相等,则直线的方程为_____________.
【答案】或
【解析】
当直线的斜率存在时,,
,解得.
13.已知直线过直线与直线的交点,且点到直线的距离为,则直线的方程为__________.
【答案】或
【解析】
设直线的方程,即,
,或
14.已知直线在两坐标轴上的截距相等,则实数_________.
【答案】1或2
【解析】
当时,成立;
当时,,即,解得,.
15.过点的直线与圆相切,且与直线垂直,则实数的值为___________.
【答案】或
16.若圆上至少有三个不同的点到直线的距离为,则直线l的斜率的取值范围是__________.
【答案】
【解析】由圆的标准方程(x﹣2)2+(y﹣2)2=18,则圆心为(2,2),半径为,设直线为y=kx
圆上至少有三个不同的点到直线的距离为,则
圆心到直线的距离应不大于等于r=,
∴整理得:k2﹣4k+1≤0,解得:2k≤2,
17.已知两条直线 , ,若的一个法向量恰为的一个方向向量,则________.
【答案】
【详解】
因为直线 的一个法向量恰为 的一个方向向量,
所以,
所以,解得:,
故答案为:.
18.下列命题:
①当直线经过两点,,时,直线的斜率为
②直线与轴交于一点,则直线在轴上的截距为
③在轴和轴上截距相等的直线方程为
④方程表示过点和的直线.
其中说法中正确的命题番号是______.
【答案】①④
【详解】
对于①,因为直线经过两点,,时,所以直线的斜率为,故①正确;
对于②,截距不是距离,是点的纵坐标,其值可正可负.故②不正确;
对于③,经过原点的直线在两坐标轴上的截距都是0,不能表示为,故③不正确;
对于④,此方程即直线的两点式方程变形,即,故④正确.
故答案为:①④.
19.直线经过点,且分别与直线和相交于,两点,若,则直线的方程为________.
【答案】或
【详解】
直线和之间的距离为,
由做于,所以,因为 ,
所以与的夹角为,
当直线的斜率存在时,设为,则的直线方程为,
所以,解得,则的直线方程为;
当直线的斜率不存在时,则的直线方程为,
与直线和的交点为和,
因为两点间的距离为,符合题意,
所以的直线方程为或.
故答案为:或.
20.已知定点、,直线:(为常数),若点、到直线的距离相等,则实数的值是______.
【答案】1或
【详解】
当直线时,满足条件,,
或是当直线经过线段的中点时,满足条件,的中点坐标是,
代入直线方程得,,得,
所以实数的值是或.
故答案为:或
21.已知直线:和:,且,则实数__________,两直线与之间的距离为__________.
【答案】-4; 2
【详解】
解:直线和,,
,解得;

两直线与间的距离是: .
故答案为:;2.
22.过圆O:外一点做圆O的切线,切点分别为A、B,则___________ .
【答案】
【详解】
根据题意,圆O:的圆心为,半径,
若,则,
圆O:外一点做圆O的切线,切点分别为A、B,
则,
故点A、B在以为圆心,半径为的圆上,
该圆的方程为,
联立两个圆的方程: ,
两式作差可得,则直线的方程为,
圆O的圆心O到直线的距离,
则.
故答案为:
23.在平面直角坐标系中,若圆上存在点,且点关于直线的对称点在圆上,则的取值范围是_________.
【答案】
【详解】
将题意等价为圆关于直线对称圆与圆有交点,
由题意得,圆,圆心为,半径为r,
又,圆心为,半径为2,
所以,
若两圆相交,则满足,
解得.
所以的取值范围是.
故答案为:
24.在平面直角坐标系中,已知圆,若对于直线上的任意一点,在圆上总存在使,则实数的取值范围为________.
【答案】
【详解】
由题意对于直线上的任意一点,在圆上总存在使,
即过点总可以作圆的切线,所以圆与直线相离,即.
解得.
故答案是:.
三、简答
25.已知点,,.
(1)求过点C且和直线平行的直线的方程;
(2)若过B的直线和直线关于直线对称,求的方程.
【答案】(1)(2)
【解析】
(1)直线的斜率为,
则过点C且和直线平行的直线的方程的斜率;
则直线方程为,即.
(2)直线的方程为
设C关于对称的点的坐标为,
则,即,即,
∵经过点,∴的方程为,即.
26.函数y=x2+ax+b的图象与坐标轴交于三个不同的点A、B、C,已知△ABC的外心在直线y=x上,求a+b的值.
【答案】
【解析】
设外心为点P,
由y=x2+ax+b,可得函数的对称轴为x,
∴△ABC的外心在直线x上,
∵△ABC的外心在直线y=x上,
∴外心P的坐标为(,),
对于y=x2+ax+b,令x=0,则y=b,
∴C(0,b),
设A(m,0)(m<0),B(n,0),(n>0)
则m+n=﹣a,mn=b
∵|PA|2=(m)2a2=(m)2a2,
|PB|2=(n)2a2=(n)2a2,
|PC|2=(b)2a2=(b)2a2,
∴(m)2a2=(b)2a2=(n)2a2,
整理可得m=b,n=﹣a﹣b,
∴mn=m=b,
∴n=1,
∴a+b=.
27.正方形的一条边所在直线的方程为,另一边所在直线的方程为.
求过正方形中心与边平行的直线方程;
设正方形中心,当正方形仅有两个顶点在第一象限时,求的取值范围.
28.在平面直角坐标系中,已知点,,,分别为线段,上的动点,且满足.
若,求直线的方程;
求证的外接圆恒过定点.
29.如图,在平面直角坐标系中,点,直线.设圆的半径为1,圆心在直线上.
(1)若圆心也在直线上,过点作圆的切线,求切线的方程;
(2)若圆上存在点,使,求圆心的横坐标的取值范围.
【答案】(1)或;(2).
【解析】
【分析】
(1)联立方程组求得点,由直线与圆相切的性质即可求得切线方程;
(2)由题意结合圆的性质可得点的轨迹是以为直径的圆(不含),进而可转化条件为圆与该圆有公共点,由圆与圆的位置关系即可得解.
【详解】
(1)∵圆心同在直线和直线上.
由,解得,,
①若过点的直线斜率不存在,此时恰为圆的切线;
②若过点的直线斜率存在,设直线方程为,即.
直线与圆相切,,解得,
∴切线方程为,即;
综上可知,过点作圆的切线,切线方程为或;
(2),∴点的轨迹是以为直径的圆(不含),
则这个圆的圆心为,半径为1,
要使得圆上存在符合条件的点,则圆与圆必有公共点,
又圆的圆心,半径为1,
,即,解得,
∴圆心的横坐标的取值范围为.
30.已知圆,
(1)求过点且被圆所截得的弦长为的直线的方程;
(2)若为直线上的动点,且圆上存在两个不同的点到点的距离为2,求点的横坐标的取值范围.
【答案】(1)或;(2).
【解析】
(1)由题意圆,圆心,半径,
若要使弦长为,则圆心C到直线的距离,
当直线的斜率不存在时,直线,圆心C到直线的距离为,符合题意;
当直线的斜率存在时,设直线的方程即,
则圆心C到直线的距离,解得,
所以直线的方程为即;
综上,直线的方程为或;
(2)由题意可设,由题意可得以为圆心,半径为2的圆与圆相交,
所以,所以,解得,
所以点的横坐标的取值范围为.