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易错点 09 直线与圆
易错点1: 直线的方程
若直线方程含多个参数并给出或能求出参数满足的方程,观察直线方程特征与参
数方程满足的方程的特征,即可找出直线所过定点坐标,并代入直线方程进行检验。
注意到繁难的代数运算是此类问题的特点,设而不求方法、整体思想和消元的思想的
运用可有效地简化运算。
易错点2:圆的方程
(1)圆的一般方程的形式要熟悉,并且能和圆的标准方程的形式区分开;
(2)在求解圆的方程时要分析设哪种形式更简单.
易错点3:直线与圆相离
直线和圆相离时,常讨论圆上的点到直线的距离问题,通常画图,利用数形结合
来解决.
易错点4:直线与圆相切
直线和圆相切时,求切线方程,一般要用到圆心到直线的距离等于半径,记住常
见切线方程,可提高解题速度;求切线长,一般要用到切线长、圆的半径、圆外点与
圆心连线构成的直角三角形,由勾股定理解得.
易错点5:直线与圆相交
直线和圆相交时,有关弦长的问题,要用到弦心距、半径和半弦构成的直角三角
形,也是通过勾股定理解得,有时还用到垂径定理.
1.已知 , 分别为 轴, 轴上的动点,若以 为直径的圆与直线 相切,
则该圆面积的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】 为直径, ,
点必在圆上,
由点 向直线 作垂线,垂足为 ,
当点 恰好为圆与直线的切点时,圆的半径最小,
此时圆直径为 到直线 的距离 ,
即半径 ,所以圆的最小面积 ,
故选:C.
2.已知直线 与圆 相交于A,B两点 ,则k=
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】圆 的圆心 ,
所以圆心 到直线 的距离为 ,则 ,
而 ,所以 ,解得: .
故选:B.
3.已知圆 经过点 ,半径为2,若圆 上存在两点关于直线 对称,则
的最大值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【详解】设圆心的坐标为 ,则 ,
又圆 上存在两点关于直线 对称,则圆心必在直线上,
所以 与 有交点,则 ,解得 ,
故 的最大值为 .
故选:D
4.已知直线 : 恒过点 ,过点 作直线与圆C:
相交于A,B两点,则 的最小值为( )
A. B.2 C.4 D.
【答案】A
【详解】由 恒过 ,
又 ,即 在圆C内,要使 最小,只需圆心 与 的连线与该直线垂直,所得弦长最短,
由 ,圆的半径为5,
所以 .
故选:A
5.已知圆C过圆 与圆 的公共点.若圆
, 的公共弦恰好是圆C的直径,则圆C的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题,圆 , 的公共弦为 和 的两式
相减,化简可得 ,又 到 的距离
,故公共弦长为 ,故圆C的半径为 ,故圆C的面积为
故选:B
1.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
【详解】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.
2.直线 与圆 相切,则实数 等于( )
A. 或 B. 或 C. 或 D. 或
【答案】C
【详解】圆的方程即为( ,圆心 到直线的距离等于半径
或者
故选C.
3.过点( ,0)引直线ι与曲线 交于A,B两点 ,O为坐标原点,当△AOB的
面积取最大值时,直线ι的斜率等于
A. B.- C. D-
【答案】B
【详解】画图可知过点( ,0)的直线与曲线相切时斜率为-1,所以相交成三角形的直线
斜率在(-1,0)之间,故选B.
考点:本题主要考查直线与圆的位置关系,考查应用能力和计算能力.
4.在圆x2+y2﹣2x﹣6y=0内,过点E(0,1)的最长弦和最短弦分别为AC和BD,则四边形
ABCD的面积为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】x2+y2-2x-6y=0化成标准方程为(x-1)2+(y-3)2=10,则圆心坐标为M
(1,3),半径为 .由圆的几何性质可知:过点E的最长弦AC为点E所在的直径,则|AC|= .BD是过点E的最短弦,则点E为线段BD的中点,且AC⊥BD,E为AC与BD的
交点,则由垂径定理可是|BD|= .
从而四边形ABCD的面积为 |AC||BD|= × × = .故选B.
考点:圆的弦长及四边形的面积.
5.若过点 的直线 与曲线 有公共点,则直线 的斜率的取值范围为
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设直线方程为 ,即 ,直线 与曲线 有公共
点,
圆心到直线的距离小于等于半径 ,
得 ,选择C
另外,数形结合画出图形也可以判断C正确.
一、单选题
1.已知 , 分别为 轴, 轴上的动点,若以 为直径的圆与直线 相切,
则该圆面积的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】 为直径, ,点必在圆上,
由点 向直线 作垂线,垂足为 ,
当点 恰好为圆与直线的切点时,圆的半径最小,
此时圆直径为 到直线 的距离 ,
即半径 ,
所以圆的最小面积 ,
故选:C.
2.若直线 与圆 相交于 两点, 为坐标原点,则
( )
A. B.4 C. D.-4
【答案】D
【详解】由题意得圆 的圆心 到直线 的距离为
,
所以 ,所以 ,
所以
,
故选:D
3.过直线 上的点作圆 的切线,则切线长的最小值为
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】圆 的圆心为 ,半径为 ,
因为圆心 到直线 的距离 ,
所以切线长最小值为 .故选:B
4.不论k为何值,直线 都与圆相交,则该圆的方程可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】 , ,∴直线恒过点P(—4,1) ,
对于A,圆心为(2,-1),半径为5,P到圆心的距离为: ,
即P点不在该圆内;
对于B,圆心为(-1,-2),半径为5,P到圆心的距离为 ,
故点P在该圆内;
对于C,圆心为(3,-4),半径为5,P点到圆心的距离为 ,
故点P不在该圆内;
对于D,圆心为(-1,-3),半径为5,点P到圆心的距离为 ,
点P该在圆上,可能相切也可能相交;
故选:B.
5.已知直线 与x轴和y轴分别交于A、B两点,动点P在以点A为圆心,2
为半径的圆上,当 最大时, APB的面积为( )
A. B.1 △ C.2 D.
【答案】C
【详解】由已知 , 圆A的方程为 ,当 最大时,
此时直线PB是圆 的切线,即直线PB的方程为: 或 ,
当直线PA的方程为 时, APB的面积为 ,
△
当直线PA的方程为 时, APB的面积为 ,
△
故选:C.
6.当圆 截直线 所得的弦长最短时,m的值为( )
A. B. C.-1 D.1
【答案】C
【详解】直线 过定点 ,圆 的圆心为 ,半径 ,
当 时,圆 截直线 所得的弦长最短,
由于 ,所以 ,即 .
故选:C
7.过圆C: 外一点P作圆C的两条切线PA、PB,切点分别为A、B,若
PA⊥PB,则点P到直线 的距离的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.3
【答案】B
【详解】∵过圆C: 外一点 向圆C引两条切线 ,
切点分别为A,B,由PA⊥PB可知,四边形CAPB为边长为1的正方形,所以 ,
所以 点的轨迹E是以C(1,0)为圆心, 为半径的圆,
圆心 到直线 的距离 ,
所以点P到直线 的最短距离为 ,
故选:B
8.已知A,B为圆 上的两动点, ,点P是圆
上的一点,则 的最小值是( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【详解】设M是AB的中点,因为 ,所以 ,
即M在以O为圆心,1为半径的圆上,
,所以 .
又 ,所以 ,
所以 .
故选:C.
二、多选题
9.已知直线 ,圆 ,M是l上一点,MA,MB分别是圆O的切线,
则( )
A.直线l与圆O相切 B.圆O上的点到直线l的距离的最小值为C.存在点M,使 D.存在点M,使 为等边三角形
【答案】BD
|−4|
【详解】对于A选项,圆心到直线的距离d= =2√2>√2=r,所以直线和圆相离,
√12+12
故A错误;
对于B选项,圆O上的点到直线l的距离的最小值为 ,故B正确;
对于C选项,当OM⊥l时, 有最大值60°,故C错误;
对于D选项,当OM⊥l时, 为等边三角形,故D正确.
故选:BD.
10.已知圆 和圆 的交点为 , ,则( )
A.圆 和圆 有两条公切线
B.直线 的方程为
C.圆 上存在两点 和 使得
D.圆 上的点到直线 的最大距离为
【答案】ABD
【详解】解:对于A,因为两个圆相交,所以有两条公切线,故正确;
对于B,将两圆方程作差可得 ,即得公共弦 的方程为 ,故B
正确;
对于C,直线 经过圆 的圆心 ,所以线段 是圆 的直径,故圆 中不存在比
长的弦,故C错误;
对于D,圆 的圆心坐标为 ,半径为2,圆心到直线 的距离为
,所以圆 上的点到直线 的最大距离为 ,D正确.
故选:ABD.
三、解答题
11.已知 的三个顶点分别为 , , ,求:
(1)AB边中线所在的直线方程;
(2) 的外接圆的方程.
【答案】(1) ;
(2) .(1)
设AB中点为 , , , ,直线CM斜率 ,由点斜式得AB
边中线方程为: .
(2)
设 外接圆的一般方程为: ,把 ,
, 三点坐标代入圆的一般方程得:
,解得 ,
所求圆的一般方程为: ,化为标准方程为: .
12.圆 的圆心为 ,且过点 .
(1)求圆 的标准方程;
(2)直线 : 与圆 交 两点,且 ,求 .
【答案】(1)
(2) 或
(1)
解:因为圆 的圆心为 ,且过点 ,
所以半径 ,
所以,圆 的标准方程为
(2)
解:设圆心 到直线 的距离为 ,因为
所以 ,解得
所以,由圆心到直线距离公式可得 .
解得 或 .