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【新教材精创】2.5.2 圆与圆的位置关系(B提高练)
一、选择题
1.(2020全国高二课时练)已知圆 ,圆 ,
C :x2+ y2-2mx+m2=4 C :x2+ y2+2x-2my=8-m2 (m>3)
1 2
则两圆的位置关系是( )
A.相交 B.内切 C.外切 D.外离
【答案】D
【解析】将两圆方程分别化为标准式得到圆C :(x-m) 2+ y2=4 ;圆C :(x+1) 2+(y-m)2=9 ,
1 2
则圆心C (m,0),C (-1,m) ,半径r =2,r =3 ,两圆的圆心距
1 2 1 2
C C =√(m+1) 2+m2=√2m2+2m+1>√2×32+2×3+1=5=2+3 ,
1 2
则圆心距大于半径之和, 故两圆相离.因此,本题正确答案是:D.
2.(2020山东泰安实验中学高二月考)⊙C :(x-1)2+y2=4与⊙C :(x+1)2+(y-3)2=9相交弦所在直线
1 2
为l,则l被⊙O:x2+y2=4截得弦长为( )
A. B.4 C. D.
【答案】D
【解析】由⊙C 与⊙C 的方程相减得l:2x-3y+2=0.圆心O(0,0)到l的距离 ,⊙O的半径R
1 2
=2,∴截得弦长为 .故选:D
3.(2020安徽无为中学高二月考)已知圆 和两点 , ,
若圆 上存在点 ,使得 ,则 的最大值为( )
A.7 B.6 C.5 D.4
【答案】B
【解析】由题意知,点P在以原点(0,0)为圆心,以m为半径的圆上,又因为点P在已知圆上,所以只要两圆有交点即可,所以 ,故选B.
4.(2020全国高二课时练)已知圆M:x2+ y2-2ay=0(a>0)截直线x+ y=0所得线段的长度是2√2,则
圆M与圆N:(x-1) 2+(y-1) 2=1的位置关系是( )
A.内切 B.相交 C.外切 D.相离
【答案】B
a
【解析】化简圆M:x2+(y-a) 2=a2 ⇒M(0,a),r =a⇒M到直线x+ y=0的距离d= ⇒
1 √2
a 2
( ) +2=a2 ⇒a=2⇒M(0,2),r =2,又N(1,1),r =1⇒|MN|=√2⇒|r -r |<|MN|<
√2 1 2 1 2
|r +r |⇒两圆相交. 选B
1 2
5.(多选题)(2020苏州十中高二月考)圆 和圆 的交点
为A,B,则有( )
A.公共弦AB所在直线方程为
B.线段AB中垂线方程为
C.公共弦AB的长为
D.P为圆 上一动点,则P到直线AB距离的最大值为
【答案】ABD
【解析】对于A,由圆 与圆 的交点为A,B,
两式作差可得 ,即公共弦AB所在直线方程为 ,故A正确;对于B,圆
的圆心为 , ,则线段AB中垂线斜率为 ,即线段AB中垂线方程为:
,整理可得 ,故B正确;对于C,圆 ,圆心到 的距离为 ,半径 , 所以 ,故C
不正确;对于D,P为圆 上一动点,圆心 到 的距离为 ,半径 ,即P到
直线AB距离的最大值为 ,故D正确.故选:ABD
6.(多选题)(2020山东枣庄高二月考)已知圆 ,圆
交于不同的 , 两点,下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】由题意,由圆 的方程可化为
两圆的方程相减可得直线 的方程为: ,即 ,
分别把 , 两点代入可得:
两式相减可得 ,即 ,
所以选项A、B是正确的;由圆的性质可得,线段 与线段 互相平分,所以
,所以选项C是正确的,选项D是不正确的.故选:ABC.
二、填空题
7. (2020山西师大附中高二月考)已知圆(x-1)2+y2=1与圆(x-2)2+(y-1)2=r2(r>0)无公切线,则r的取值范围为
.【答案】(√2+1,+∞)
【解析】由题意,圆(x-1)2+y2=1的圆心坐标为C (1,0),半径为r=1,圆(x-2)2+(y-1)2=r2(r>0)的圆心坐标为
1 1
C (2,1),半径为r,因为两圆无公切线,则两圆的位置关系为两个圆内含,则圆心距d=√(2-1)2+12=√2,则
1
d√2+1,所以r的取值范围是(√2+1,+∞).
8.(2020全国高二课时练)若⊙ 与⊙ 相交于A、B两点,
且两圆在点A处的切线互相垂直,则线段AB的长度是 .
【答案】4
【解析】依题意得OO = =5,且△OO A是直角三角形,S OO A= · ·OO = ·OA·AO ,
1 1 1 1 1
△
因此AB= =4.
9.(2020·浙江温州高二期末)已知圆 和圆 外切,则
的值为__________,若点 在圆 上,则 的最大值为__________.
【答案】 ;
【解析】(1)由于两圆外切,所以 .
(2)点 在圆 上,所以 ,
所以 ,因为 ,所以 的最大值为5.此时 .
10.(2020江苏省南通中学高二月考)在平面直角坐标系xOy中, 已知圆C : x2 y 2=8与圆C :
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x2y 22xya=0相交于A,B两点.若圆C 上存在点P,使得△ABP 为等腰直角三角形,则实数a的值组
1
成的集合为______.
【答案】
【解析】由题,则直线 为: ,当 或 时,设 到 的距离为,因为 等腰直角三角形,所以 ,即 ,所以 ,
所以 ,解得 ,当 时, 经过圆心 ,则 ,即 ,
故答案为:
三、解答题
11.(2020·四川青羊石室中学高二月考(文))已知线段AB的端点B的坐标是(4,2),端点A在圆
C:(x+2)2+y2=16上运动.
(1)求线段AB的中点的轨迹方程H.
(2)判断(1)中轨迹H与圆C的位置关系.
【解析】(1)设 , 中点 ,则 ,
∴ ,代入圆C:(x+2)2+y2=16,
可得圆H:(x﹣1)2+(y﹣1)2=4
(2)由题,圆心C为(﹣2,0),半径 ,
由(1)圆心H为(1,1),半径 ,
则圆心距为 ,
∵ ,
∴两个圆相交
12.(2020山东泰安一中高二月考)在平面直角坐标 中,圆 与圆
相交与 两点.(I)求线段 的长.
(II)记圆 与 轴正半轴交于点 ,点 在圆C上滑动,求 面积最大时的直线 的方程.
【解析】(I)由圆O与圆C方程相减可知,相交弦PQ的方程为 .
点(0,0)到直线PQ的距离 ,
(Ⅱ) , .
当 时, 取得最大值.
此时 ,又 则直线NC为 .
由 , 或
当点 时, ,此时MN的方程为 .
当点 时, ,此时MN的方程为 .
∴MN的方程为 或 .