《直线与圆位置关系》学案

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  • 更新时间: 2016/7/30 9:16:10
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约2120字。

  直线与圆、圆与圆的位置关系
  知 识 梳 理
  1.直线与圆的位置关系
  设圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2,直线l:Ax+By+C=0,圆心C(a,b)到直线l的距离为d,由x-a2+y-b2=r2,Ax+By+C=0
  消去y(或x),得到关于x(或y)的一元二次方程,其判别式为Δ.
  方法
  位置关系 几何法 代数法
  相交 d<r Δ>0
  相切 d=r Δ=0
  相离 d>r Δ<0
  2.圆与圆的位置关系
  设两个圆的半径分别为R,r,R>r,圆心距为d,则两圆的位置关系可用下表来表示:
  位置关系 外离 外切 相交 内切 内含
  几何特征 d>R+r d=R+r R-r<d<R+r d=R-r d<R-r
  代数特征 无实数解 一组实数解 两组实数解 一组实数解 无实数解
  公切线条数 4 3 2 1 0
  考点二 圆的切线与弦长问题
  【例2】 已知点M(3,1),直线ax-y+4=0及圆(x-1)2+(y-2)2=4.
  (1)求过M点的圆的切线方程;
  (2)若直线ax-y+4=0与圆相切,求a的值;
  (3)若直线ax-y+4=0与圆相交于A,B两点,且弦AB的长为23,求a的值.
  解 (1)圆心C(1,2),半径r=2,当直线的斜率不存在时,方程为x=3.
  由圆心C(1,2)到直线x=3的距离d=3-1=2=r知,此时,直线与圆相切.
  当直线的斜率存在时,设方程为y-1=k(x-3),即kx-y+1-3k=0.
  由题意知|k-2+1-3k|k2+1=2,解得k=34.  ∴圆的切线方程为y-1=34(x-3),
  即3x-4y-5=0.  故过M点的圆的切线方程为x=3或3x-4y-5=0.
  (2)由题意得|a-2+4|a2+1=2,解得a=0或a=43.
  (3)∵圆心到直线ax-y+4=0的距离为|a+2|a2+1,∴|a+2|a2+12+2322=4,解得a=-34.
  规律方法 (1)求过某点的圆的切线问题时,应首先确定点与圆的位置关系,再求切线方程.若点在圆上(即为切点),则过该点的切线只有一条;若点在圆外,则过该点的切线有两条,此时应注意斜率不存在的切线.
  (2)求直线被圆所截得的弦长时,通常考虑由弦心距垂线段作为直角边的直角三角形,利用勾股定理来解决问题.
  【训练2】 (1)过点(3,1)作圆(x-2)2+(y-2)2=4的弦,其中最短弦的长为________.

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