【高考专题资料】整理人:智名堂文韬
类型三:弦长、弧问题
例8、求直线l:3x?y?6?0被圆C:x2?y2?2x?4y?0截得的弦AB的长.
例9、直线3x?y?23?0截圆x?y?4得的劣弧所对的圆心角为 解:依题意得,弦心距d?的圆心角为?AOB?223,故弦长AB?2r2?d2?2,从而△OAB是等边三角形,故截得的劣弧所对
?3.
例10、圆C:(x?1)2?(y?2)2?25,直线(2m?1)x?(m?1)y?7m?4?0(m?R),
(Ⅰ)证明:不论m取何值时,l与C恒有两个交点;
(Ⅱ)求最短弦长所在直线方程。
分析:本题最关键的是直线交点系方程的转化,挖掘出直线恒过定点。再探究定点在圆内,下一步只需要去探究点到直线的距离最大时,直线方程是什么。
类型四:直线与圆的位置关系
例11、已知直线3x?y?23?0和圆x?y?4,判断此直线与已知圆的位置关系.
例12、若直线y?x?m与曲线y?224?x2有且只有一个公共点,求实数m的取值范围.
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解:∵曲线y?4?x2表示半圆x2?y2?4(y?0),∴利用数形结合法,可得实数m的取值范围是
?2?m?2或m?22.
例13、圆(x?3)2?(y?3)2?9上到直线3x?4y?11?0的距离为1的点有几个?
分析:借助图形直观求解.或先求出直线l1、l2的方程,从代数计算中寻找解答. 解法一:圆(x?3)2?(y?3)2?9的圆心为O1(3,3),半径r?3.设圆心O1到直线3x?4y?11?0的距离为d,则d?3?3?4?3?113?422?2?3.如图,在圆心O1同侧,与直线3x?4y?11?0平行且距离为1的直线l1与圆有两个交点,这两个交点符合题意.又r?d?3?2?1.∴与直线3x?4y?11?0平行的圆的切线的两个切点中有一个切点也符合题意.∴符合题意的点共有3个.
解法二:符合题意的点是平行于直线3x?4y?11?0,且与之距离为1的直线和圆的交点.设所求直线为
3x?4y?m?0,则d?m?113?4223x?4y?6?0,或?1,∴m?11??5,即m??6,或m??16,也即l1:l2:3x?4y?16?0.设圆O1:(x?3)2?(y?3)2?9的圆心到直线l1、l2的距离为d1、d2,
则d1?3?3?4?3?63?422?3,d2?3?3?4?3?163?422?1.
∴l1与O1相切,与圆O1有一个公共点;l2与圆O1相交,与圆O1有两个公共点.即符合题意的点共3个. 类型五:圆中的最值问题
22例14、圆x?y?4x?4y?10?0上的点到直线x?y?14?0的最大距离与最小距离的差是 22解:∵圆(x?2)?(y?2)?18的圆心为(2,2),半径r?32,∴圆心到直线的距离d?102?52?r,
∴直线与圆相离,∴圆上的点到直线的最大距离与最小距离的差是(d?r)?(d?r)?2r?62.
例15、(1)已知圆O1:(x?3)2?(y?4)2?1,P(x,y)为圆O上的动点,求d?x2?y2的最大、最小值.
(2)已知圆O2:(x?2)2?y2?1,P(x,y)为圆上任一点.求值.
分析:(1)、(2)两小题都涉及到圆上点的坐标,可考虑用圆的参数方程或数形结合解决.本题类比于2017年高考理科全国二卷12题,这类型题目的处理方法就是通过几何意义用线性规划的思路来处理,或者用圆的参数方程,分别把x,y表示出来,通过研究三角函数的最值研究。
解:(1)圆上点到原点距离的最大值d1等于圆心到原点的距离d1加上半径1,圆上点到原点距离的最小值d2等于圆心到原点的距离d1减去半径1.所以d1?32?42?1?6.d2?32?42?1?4.
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'y?2的最大、最小值,求x?2y的最大、最小x?1'
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所以dmax?36.dmin?16. (2)设
y?2?k,则kx?y?k?2?0.由于P(x,y)是圆上点,当直x?1y?23?33?3.所以的最大值为,
x?144线与圆有交点时,如图所示, 两条切线的斜率分别是最大、最小值. 由d??2k?k?21?k2?1,得k?最小值为
3?3.令x?2y?t,同理两条切线在x轴上的截距分别是最4大、最小值.由d??2?m5?1,得m??2?5.所以x?2y的最大值为?2?5,最小值为?2?5.
22例16、已知A(?2,0),B(2,0),点P在圆(x?3)?(y?4)?4上运动,则PA?PB的最小值是 . 解:设P(x,y),则PA?PB则OP
类型六:直线与圆的综合
例17、在平面直角坐标系x0y中,经过点(0,3)且斜率为k的直线l与圆x2?y2?4有两个不同的交点P、Q。 (1) 求k的取值范围;
(2) 设A(2,0),B(0,1)若向量OP?OQ与AB共线,求k的值。
min2222?(x?2)2?y2?(x?2)2?y2?2(x2?y2)?8?2OP?8.设圆心为C(3,4),
222?OC?r?5?2?3,∴PA?PB的最小值为2?3?8?26.
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