《【創(chuàng)新方案】年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第九篇 解析幾何 方法技巧1 直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系教案 理 新人教版》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《【創(chuàng)新方案】年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第九篇 解析幾何 方法技巧1 直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系教案 理 新人教版(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
方法技巧1 直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系
【考情快遞】 直線(xiàn)與圓的問(wèn)題以直線(xiàn)與圓的交匯問(wèn)題為主,其中直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系是一個(gè)主要命題方向.
方法1:代數(shù)法
解題步驟
①通過(guò)消元得到關(guān)于x的一元二次方程;②根據(jù)方程的個(gè)數(shù)對(duì)各個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行討論.
適用情況
能轉(zhuǎn)化為直線(xiàn)與圓的方程組的問(wèn)題.
【例1】?(2012北京四中月考)已知圓M:(x+cos θ)2+(y-sin θ)2=1,直線(xiàn)l:y=kx,下面四個(gè)命題中的真命題為( ).
A.對(duì)任意實(shí)數(shù)k與θ,直線(xiàn)l和圓M相切
B.對(duì)任意實(shí)數(shù)k與θ,直線(xiàn)l和圓M都沒(méi)有公共點(diǎn)
C.對(duì)任意實(shí)數(shù)θ,必存在實(shí)數(shù)k,使得直線(xiàn)l和圓M相切
D.對(duì)任
2、意實(shí)數(shù)k,必存在實(shí)數(shù)θ,使得直線(xiàn)l和圓M相切
解析 圓的方程是x2+y2+2xcos θ-2ysin θ=0,
將y=kx代入,得(1+k2)x2+2(cos θ-ksin θ)x=0,
解得x1=0,x2=,因此對(duì)任意實(shí)數(shù)k,θ,
直線(xiàn)與圓至少有一個(gè)公共點(diǎn)(0,0),選項(xiàng)B不正確;
只要x2≠0,直線(xiàn)與圓就存在兩個(gè)公共點(diǎn),
即只要ksin θ-cos θ≠0即可,
根據(jù)k,θ的任意性,知選項(xiàng)A不正確;
又當(dāng)x2=0,即ksin θ=cos θ時(shí),若θ=k1π(k1∈Z),
此時(shí)sin θ=0,cos θ=1,就不存在實(shí)數(shù)k使得等式cos θ=ksin θ成立,故選項(xiàng)C不正確
3、,
反之,對(duì)任意實(shí)數(shù)k,當(dāng)k=0時(shí),只要θ=kπ+,
當(dāng)k≠0時(shí),只要θ滿(mǎn)足tan θ=即可,
根據(jù)正切函數(shù)性質(zhì)
這是容易辦到的,故選項(xiàng)D正確.故選D.
答案 D
方法2:幾何法
解題步驟
① 求出圓心到直線(xiàn)的距離和圓的半徑的大小;
②判斷二者的大小,大于半徑相離;等于半徑相切;小于半徑相交.
適用情況
通過(guò)圓的幾何性質(zhì)能求出圓心到直線(xiàn)的距離和圓的半徑的大小.
【例2】?已知直線(xiàn)l:mx-(m2+1)y=4m(m∈R)和圓C:x2+y2-8x+4y+16=0,是否存在實(shí)數(shù)m,使得直線(xiàn)l將圓C分割成弧長(zhǎng)的比值為的兩段圓弧,若存在,求出m的值;若不存在,說(shuō)明理由.
解
4、 直線(xiàn)l的方程可化為y=x-,
此時(shí)l的斜率k=,因?yàn)閨m|≤(m2+1),
所以|k|=≤,當(dāng)且僅當(dāng)|m|=1時(shí)等號(hào)成立,
所以斜率k的取值范圍是.
又y=(x-4),即l的方程為y=k(x-4),
其中|k|≤,圓C的圓心為C(4,-2),半徑r=2;
圓心C到直線(xiàn)l的距離d=,
由|k|≤,得d≥>1,即d>,
從而l與圓C相交,
且直線(xiàn)l截圓C所得的弦所對(duì)的圓心角小于,
所以l不能將圓C分割成弧長(zhǎng)的比值為的兩段?。?
方法運(yùn)用訓(xùn)練1
1.(江蘇啟東中學(xué)最新月考)將直線(xiàn)2x-y+λ=0沿x軸向左平移1個(gè)單位,所得直線(xiàn)與圓x2+y2+2x-4y=0相切,則實(shí)數(shù)λ的值為
5、( ).
A.-3或7 B.-2或8
C.0或10 D.1或11
解析 設(shè)切點(diǎn)為C(x,y),
則切點(diǎn)滿(mǎn)足2(x+1)-y+λ=0,即y=2(x+1)+λ,
代入圓方程整理得:5x2+(2+4λ)x+(λ2-4)=0,(*)
由直線(xiàn)與圓相切可知,(*)方程只有一個(gè)解,
因而有Δ=0,得λ=-3或7.
答案 A
2.(2012人大附中最新月考)設(shè)m>0,則直線(xiàn)(x+y)+1+m=0與圓x2+y2=m的位置關(guān)系為( ).
A.相切 B.相交
C.相切或相離 D.相交或相切
解析 圓心到直線(xiàn)l的距離為d=,圓半徑為.
因?yàn)閐-r=-=(m-2+1)
=
6、(-1)2≥0,所以直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系是相切或相離,故選C.
答案 C
3.已知M(x0,y0)是圓x2+y2=r2(r>0)內(nèi)異于圓心的一點(diǎn),則直線(xiàn)x0x+y0y=r2與此圓的位置關(guān)系為_(kāi)_______.
解析 圓心O(0,0)到直線(xiàn)x0x+y0y=r2的距離為d=.因?yàn)镻(x0,y0)在圓內(nèi),所以<r.
則有d>r,故直線(xiàn)和圓相離.
答案 相離
4.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知圓C1:(x+3)2+(y-1)2=4和圓C2:(x-4)2+(y-5)2=4.
(1)若直線(xiàn)l過(guò)點(diǎn)A(4,0),且被圓C1截得的弦長(zhǎng)為2,求直線(xiàn)l的方程;
(2)設(shè)P為平面上的點(diǎn),滿(mǎn)足:存在過(guò)點(diǎn)P
7、的無(wú)窮多對(duì)互相垂直的直線(xiàn)l1和l2,它們分別與圓C1和圓C2相交,且直線(xiàn)l1被圓C1截得的弦長(zhǎng)與直線(xiàn)l2被圓C2截得的弦長(zhǎng)相等,試求所有滿(mǎn)足條件的點(diǎn)P的坐標(biāo).
解 (1)由題意知直線(xiàn)l的斜率存在,設(shè)直線(xiàn)l的斜率為k,則直線(xiàn)l的方程為:y=k(x-4),即kx-y-4k=0,
由垂徑定理,得圓心C1到直線(xiàn)l的距離
d==1,
結(jié)合點(diǎn)到直線(xiàn)距離公式,得=1,
化簡(jiǎn)得:24k2+7k=0,k=0,或k=-,
所求直線(xiàn)l的方程為:y=0或y=-(x-4),
即y=0或7x+24y-28=0.
(2)設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為(m,n),直線(xiàn)l1、l2的方程分別為:
y-n=k(x-m),y-n=-(x-m),
即:kx-y+n-km=0,-x-y+n+m=0,
因?yàn)橹本€(xiàn)l1被圓C1截得的弦長(zhǎng)與直線(xiàn)l2被圓C2截得的弦長(zhǎng)相等,兩圓半徑相等.
由垂徑定理,得:圓心C1到直線(xiàn)l1與C2到直線(xiàn)l2的距離相等.
故有:=,
化簡(jiǎn)得:(2-m-n)k=m-n-3或(m-n+8)k=m+n-5.因?yàn)殛P(guān)于k的方程有無(wú)窮多解,有:或
解之得:點(diǎn)P坐標(biāo)為或.
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