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1、2022年高三數(shù)學(xué) 圓的6個(gè)考點(diǎn)的典型例題
【典型例題】
考點(diǎn)一 研究直線與圓的位置關(guān)系
例1 ?已知直線L過(guò)點(diǎn)(-2,0),當(dāng)直線L與圓x2+y2=2x有兩個(gè)不同交點(diǎn)時(shí),求斜率k的取值范圍。
法一:設(shè)直線L的方程為:y=k(x+2),與圓的方程聯(lián)立,代入圓的方程令△>0可得:。
法二:設(shè)直線L的方程為:y=k(x+2),利用圓心到直線的距離dO-L∈[0,R]可解得:。
?
考點(diǎn)二 研究圓的切線
例2 ?直線y=x+b與曲線有且僅有一個(gè)公共點(diǎn),求b的取值范圍。
分析:作出圖形后進(jìn)行觀察,以找到解決問(wèn)題的思路。
解:曲線即x2+y2=1(x≥0),當(dāng)直線y=x+b
與
2、之相切時(shí),滿足:
由觀察圖形可知:
當(dāng)或時(shí),它們有且僅有一個(gè)公共點(diǎn)。
?
例3 ?過(guò)點(diǎn)P(1,2)作圓x2+y2=5的切線L,求切線L的方程。
解:因P點(diǎn)在圓上,故可求切線L的方程為x+2y=5。
說(shuō)明:?過(guò)圓x2+y2+Dx+Ey+F=0上一點(diǎn)P(x0,y0)的切線方程為:
?如果是過(guò)圓外一點(diǎn)作圓的切線,其切線方程的求解應(yīng)利用△=0或利用圓心到直線的距離等于半徑進(jìn)行。
?
考點(diǎn)三 求圓的切線長(zhǎng)
例4 ?過(guò)點(diǎn)P(2,3)作圓x2+y2=5的切線L,切點(diǎn)為M,求切線段LM的長(zhǎng)。
分析:數(shù)形結(jié)合,構(gòu)造三角形求LM,如圖。
解:
說(shuō)明:自圓x2+y2+Dx+Ey+
3、F=0外一點(diǎn)P(x0,y0)向圓所引切線段的長(zhǎng)為:
?
考點(diǎn)四 研究?jī)蓤A的位置關(guān)系
例5 ?求過(guò)兩圓x2+y2-1=0和x2+y2-4x=0的交點(diǎn)且與直線相切的圓的方程。
解:設(shè)所求圓的方程為x2+y2-1+λ(x2+y2-4x)=0,整理后得:
因?yàn)樵搱A與直線相切,故圓心到直線的距離等于半徑,即:
代入即可得所求圓的方程為:3x2+3y2+32x-11=0.
說(shuō)明:利用過(guò)兩圓交點(diǎn)的圓系方程求解比較簡(jiǎn)潔。過(guò)兩定圓交點(diǎn)的圓系方程為:,λ、μ不同時(shí)為0,兩邊同除以λ(或μ),則該方程只有一個(gè)待求參數(shù)。
?
考點(diǎn)五 研究?jī)上嘟粓A的公共弦所在直線方程
例6? 求兩圓x2
4、+y2-1=0和x2+y2-4x=0的交點(diǎn)弦所在的直線方程。
解:聯(lián)立兩圓方程,消去平方項(xiàng)得4x-1=0即為交點(diǎn)弦所在的直線方程。
說(shuō)明:相交兩圓的公共弦或相外切兩圓的內(nèi)公切線或相內(nèi)切兩圓的公切線所在的直線方程的求解均可采用“交軌法”,將兩圓方程的平方項(xiàng)消去,所得的二元一次方程即為所求的直線方程。
?
考點(diǎn)六 與圓有關(guān)的其它問(wèn)題
例7 ?求圓x2+y2-4x=0關(guān)于直線x-y=1對(duì)稱(chēng)的圓的方程。
解:圓x2+y2-4x=0的圓心為P(2,0),半徑為2;P關(guān)于直線x-y=1對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)Q的坐標(biāo)可求得為(1,1),故所求對(duì)稱(chēng)圓的方程為:
(x-1)2+(y-1)2=4
說(shuō)明:關(guān)于直線對(duì)稱(chēng)的兩圓半徑是相同的,其圓心關(guān)于該直線對(duì)稱(chēng),故只需求出圓心的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)即可。
?
例8? 已知點(diǎn)P的坐標(biāo)滿足x2+y2-4x=0,M(8,6),求PM的中點(diǎn)Q所在的曲線方程。
解:設(shè)點(diǎn)Q(x,y),P(x0,y0),則由Q是PM的中點(diǎn)知:x0=2x-8,y0=2y-6。
又P在x2+y2-4x=0上,故有(2x-8)2+(2y-6)2-4(2x-8)=0,整理即得Q點(diǎn)所在曲線方程為:x2+y2-10x-6y+33=0。