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1、
習(xí)題課 圓與方程
【課時(shí)目標(biāo)】 1.鞏固圓的方程的兩種形式,并熟練應(yīng)用圓的方程解決有關(guān)問題.2.熟練掌握直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系的判定及應(yīng)用.
1.圓的方程
2.直線與圓的位置關(guān)系的判定(d表示圓心到直線的距離,r表示圓半徑)
3.圓與圓的位置關(guān)系(d表示兩圓圓心距,R、r表示兩圓半徑且
R≥r)
一、選擇題
1.圓x2+y2+2x-4y=0的圓心坐標(biāo)和半徑分別是( )
A.(1,-2),5 B.(1,-2),
C.(-1,2),5 D.(-1,2),
2.以線段AB:x+y-2=0(0≤x
2、≤2)為直徑的圓的方程為( )
A.(x+1)2+(y+1)2=2
B.(x-1)2+(y-1)2=2
C.(x+1)2+(y+1)2=8
D.(x-1)2+(y-1)2=8
3.直線x-y=0繞原點(diǎn)按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)30所得直線與圓x2+y2-4x+1=0的位置關(guān)系是( )
A.相交且過圓心 B.相交但不過圓心
C.相切 D.相離
4.若圓x2+y2-2ax+3by=0的圓心位于第三象限,則直線x+ay+b=0一定不經(jīng)過( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限
3、 D.第四象限
5.直線l與直線3x+4y-15=0垂直,與圓x2+y2-18x+45=0相切,則直線l的方程是( )
A.4x-3y-6=0
B.4x-3y-66=0
C.4x-3y-6=0或4x-3y-66=0
D.4x-3y-15=0
6.方程=k(x-2)+3有兩個(gè)不等實(shí)根,則k的取值范圍為( )
A. B.
C. D.
二、填空題
7.過點(diǎn)M(0,4),且被圓(x-1)2+y2=4截得的線段長為2的直線方程為____________.
8.一束光線從點(diǎn)A(-1,1)出發(fā)經(jīng)x軸反射到圓(x-2)2+(y-
4、3)2=1上的最短路程為________.
9.集合A={(x,y)|x2+y2=4},B={(x,y)|(x-3)2+(y-4)2=r2},其中r>0,若A∩B中有且僅有一個(gè)元素,則r的值是________.
三、解答題
- 1 - / 7
10.有一圓C與直線l:4x-3y+6=0相切于點(diǎn)A(3,6),且經(jīng)過點(diǎn)B(5,2),求此圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
11.已知圓C:x2+y2-2x-4y-20=0及直線l:(2m+1)x+(m+1)y=7m+4(m∈R).
(1)證明:不論m取什么實(shí)數(shù),直線l與圓C總相交;
(2)求直線l被圓C截得的弦長
5、的最小值及此時(shí)的直線方程.
能力提升
12.已知曲線C:(x-1)2+y2=1,點(diǎn)A(-1,0)及點(diǎn)B(2,a),從點(diǎn)A觀察點(diǎn)B,要使視線不被曲線C攔住,則a的取值范圍是( )
A.(-∞,-1)∪(1,+∞)
B.(-∞,-)∪(,+∞)
C.(,+∞)
D.(-∞,-3)∪(3,+∞)
13.已知P是直線3x+4y+8=0上的動(dòng)點(diǎn),PA、PB是圓x2+y2-2x-2y+1=0的兩條切線,A、B是切點(diǎn),C是圓心,求四邊形PACB面積的最小值.
初中我們從平面幾何的角度研究過圓的問題,本章則主要是
6、利用圓的方程從代數(shù)角度研究了圓的性質(zhì),如果我們能夠?qū)烧哂袡C(jī)地結(jié)合起來解決圓的問題,將在處理圓有關(guān)問題時(shí)收到意想不到的效果.
圓是非常特殊的幾何圖形,它既是中心對(duì)稱圖形又是軸對(duì)稱圖形,它的許多幾何性質(zhì)在解決圓的問題時(shí)往往起到事半功倍的作用,所以在實(shí)際解題中常用幾何法,充分結(jié)合圓的平面幾何性質(zhì)
.那么,我們來看經(jīng)常使用圓的哪些幾何性質(zhì):
(1)圓的切線的性質(zhì):圓心到切線的距離等于半徑;切點(diǎn)與圓心的連線垂直于切線;切線在切點(diǎn)處的垂線一定經(jīng)過圓心;圓心、圓外一點(diǎn)及該點(diǎn)所引切線的切點(diǎn)構(gòu)成直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)等等.
(2)直線與圓相交的弦的有關(guān)性質(zhì):相交弦的中點(diǎn)與圓心的連線垂直于弦所在直
7、線;弦的垂直平分線(中垂線)一定經(jīng)過圓心;弦心距、半徑、弦長的一半構(gòu)成直角三角形的三邊,滿足勾股定理.
(3)與直徑有關(guān)的幾何性質(zhì):直徑是圓的最長的弦;圓的對(duì)稱軸一定經(jīng)過圓心;直徑所對(duì)的圓周角是直角.
習(xí)題課 圓與方程 答案
知識(shí)梳理
1.(1)(x-a)2+(y-b)2=r2 (a,b) (2)x2+y2+Dx+Ey+F=0 D2+E2-4F
2.d>r d=r
作業(yè)設(shè)計(jì)
1.D
2.B [線段AB兩端點(diǎn)為(0,2)、(2,0),∴圓心為(1,1),半徑r=,∴選B.]
3.C [直線旋轉(zhuǎn)后為y=x,圓心(2,0)到該直線距離d=r.∴選C.]
4.D [圓
8、的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-a)2+2=a2+b2.
圓心為.∴a<0,b>0.∴y=-x-不過第四象限.]
5.C [設(shè)直線方程為4x-3y+m=0,由直線與圓相切得m=-6或-66.]
6.A [
在同一平面直角坐標(biāo)系中分別畫出y=(就是x2+y2=4,y≥0)和y=k(x-2)+3的圖象.如圖所示,問題就轉(zhuǎn)化為兩條曲線有兩個(gè)交點(diǎn)的問題,需kPA
9、弦長為2符合題意;當(dāng)直線方程為kx-y+4=0時(shí),d===1,解得k=-,因此直線方程為15x+8y-32=0.
8.4
解析 點(diǎn)A關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)A′(-1,-1),轉(zhuǎn)化為求A′(-1,-1)到圓上的點(diǎn)的距離的最小值問題,其最小值為-1=4.
9.3或7
解析 這是以集合為載體考查兩圓位置關(guān)系.
∵A∩B中有且僅有一個(gè)元素,
∴兩圓x2+y2=4與(x-3)2+(y-4)2=r2相切,
O(0,0),C(3,4),|OC|=5,r1=2,r2=r,
故2+r=5,或r-2=5,∴r=3或7.
10.解 設(shè)所求圓的圓心為O,則OA⊥l,又設(shè)直線OA與圓的另一交點(diǎn)為P.
10、所以直線OA的斜率為-.故直線OA的方程為y-6=-(x-3),即3x+4y-33=0.又因?yàn)閗AB==-2,從而由平面幾何知識(shí)可知kPB=,則直線PB的方程為x-2y-1=0.
解方程組得
即點(diǎn)P的坐標(biāo)為(7,3).因?yàn)閳A心為AP的中點(diǎn),
半徑為OA=,
故所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-5)2+2=.
11.(1)證明 把直線l的方程改寫成(x+y-4)+m(2x+y-7)=0,
由方程組,解得,
所以直線l總過定點(diǎn)(3,1).
圓C的方程可寫成(x-1)2+(y-2)2=25,所以圓C的圓心為(1,2),半徑為5.
定點(diǎn)(3,1)到圓心(1,2)的距離為=<5,即點(diǎn)(3,1)在
11、圓內(nèi).所以過點(diǎn)(3,1)的直線總與圓相交,即不論m取什么實(shí)數(shù),直線l與圓C總相交.
(2)解 設(shè)直線與圓交于A、B兩點(diǎn).當(dāng)直線l過定點(diǎn)M(3,1)且垂直于過點(diǎn)M的圓C的半徑時(shí),l被截得的弦長|AB|最短.
因?yàn)閨AB|=2
=2=2=4,此時(shí)kAB=-=2,所以直線AB的方程為y-1=2(x-3),即2x-y-5=0.
故直線l被圓C截得的弦長最小值為4,此時(shí)直線l的方程為2x-y-5=0.
12.B
解析 視線即切線,切線與直線x=2交點(diǎn)以下部分和以上部分即為視線看得見的部分,圓的切線方程為y=(x+1).當(dāng)x=2時(shí),y=,所以a∈(-∞,-)∪(,+∞),故選B.
13.解
12、方法一 從運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)看問題,當(dāng)動(dòng)點(diǎn)P沿直線3x+4y+8=0向左上方或向右下方無窮遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)時(shí),直角三角形PAC的面積SRt△PAC=|PA||AC|=|PA|越來越大,從而S四邊形PACB也越來越大;當(dāng)點(diǎn)P從左上、右下兩個(gè)方向向中間運(yùn)動(dòng)時(shí),S四邊形PACB變小,顯然,當(dāng)點(diǎn)P到達(dá)一個(gè)最特殊的位置,即CP垂直直線時(shí),S四邊形PACB應(yīng)有唯一的最小值,此時(shí)|PC|==3,
從而|PA|==2.
∴(S四邊形PACB)min=2|PA||AC|=2.
方法二 利用等價(jià)轉(zhuǎn)化的思想,設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為(x,y),則
|PC|=,由勾股定理及|AC|=1,得
|PA|==,從而S四邊形PACB=2S△PAC=2|PA||AC|=|PA|=,從而欲求S四邊形PACB的最小值,只需求|PA|的最小值,只需求|PC|2=(x-1)2+(y-1)2的最小值,即定點(diǎn)C(1,1)與直線上動(dòng)點(diǎn)P(x,y)距離的平方的最小值,它也就是點(diǎn)C(1,1)到直線3x+4y+8=0的距離的平方,這個(gè)最小值d
2=()2=9,
∴(S四邊形PACB)min==2.
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