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时间:2019-10-25
《2020版高考数学第8章平面解析几何第4节直线与圆、圆与圆的位置关系教学案理新人教版.docx》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第四节 直线与圆、圆与圆的位置关系[考纲传真] 1.能根据给定直线、圆的方程判断直线与圆的位置关系;能根据给定两个圆的方程判断两圆的位置关系.2.能用直线和圆的方程解决一些简单的问题.3.初步了解用代数方法处理几何问题的思想.1.判断直线与圆的位置关系常用的两种方法(1)几何法:利用圆心到直线的距离d和圆半径r的大小关系.dr⇔相离.(2)代数法: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:位置关系相离外切相交内切内含几何特征d>R+
2、rd=R+rR-r<d<R+rd=R-rd<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43210[常用结论]1.当两圆相交(切)时,两圆方程(x2,y2项的系数相同)相减便可得公共弦(公切线)所在的直线方程.2.圆的切线方程常用结论(1)过圆x2+y2=r2上一点P(x0,y0)的圆的切线方程为x0x+y0y=r2.(2)过圆(x-a)2+(y-b)2=r2上一点P(x0,y0)的圆的切线方程为(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2.(3)过圆x2+y2=r2外一点M(x0,y
3、0)作圆的两条切线,则两切点所在直线方程为x0x+y0y=r2.[基础自测]1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)如果两个圆的方程组成的方程组只有一组实数解,则两圆外切.( )(2)如果两圆的圆心距小于两圆的半径之和,则两圆相交.( )(3)从两圆的方程中消掉二次项后得到的二元一次方程是两圆的公共弦所在的直线方程.( )(4)过圆O:x2+y2=r2外一点P(x0,y0)作圆的两条切线,切点分别为A,B,则O,P,A,B四点共圆且直线AB的方程是x0x+y0y=r2.( )
4、[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√2.直线x-y+1=0与圆(x+1)2+y2=1的位置关系是( )A.相切 B.直线过圆心C.直线不过圆心,但与圆相交D.相离B [依题意知圆心为(-1,0),到直线x-y+1=0的距离d==0,所以直线过圆心.]3.(教材改编)圆(x+2)2+y2=4与圆(x-2)2+(y-1)2=9的位置关系为( )A.内切B.相交C.外切D.相离B [两圆圆心分别为(-2,0),(2,1),半径分别为2和3,圆心距d==.∵3-25、y2-4x=0在点P(1,)处的切线方程为( )A.x+y-2=0B.x+y-4=0C.x-y+4=0D.x-y+2=0D [因为点P(1,)是圆Q:x2+y2-4x=0上的一点,故在点P处的切线方程为x-y+2=0,故选D.]5.(教材改编)圆x2+y2-4=0与圆x2+y2-4x+4y-12=0的公共弦长为____.2 [由得x-y+2=0.由于x2+y2-4=0的圆心为(0,0),半径r=2,且圆心(0,0)到直线x-y+2=0的距离d==,所以公共弦长为2=2=2.]直线与圆的位置关系►考法1 直线与圆位置关6、系的判定【例1】 直线l:mx-y+1-m=0与圆C:x2+(y-1)2=5的位置关系是( )A.相交 B.相切C.相离D.不确定A [法一:∵圆心(0,1)到直线l的距离d=<1<.故直线l与圆相交.法二:直线l:mx-y+1-m=0过定点(1,1),∵点(1,1)在圆C:x2+(y-1)2=5的内部,∴直线l与圆C相交.]►考法2 切线问题【例2】 已知点P(+1,2-),点M(3,1),圆C:(x-1)2+(y-2)2=4.(1)求过点P的圆C的切线方程;(2)求过点M的圆C的切线方程,并求出切线长.[解] 7、由题意得圆心C(1,2),半径r=2.(1)∵(+1-1)2+(2--2)2=4,∴点P在圆C上.又kPC==-1,∴切线的斜率k=-=1.∴过点P的圆C的切线方程是y-(2-)=x-(+1),即x-y+1-2=0.(2)∵(3-1)2+(1-2)2=5>4,∴点M在圆C外部.当过点M的直线斜率不存在时,直线方程为x=3,即x-3=0.又点C(1,2)到直线x-3=0的距离d=3-1=2=r,即此时满足题意,所以直线x=3是圆的切线.当切线的斜率存在时,设切线方程为y-1=k(x-3),即kx-y+1-3k=0,则圆心8、C到切线的距离d==r=2,解得k=.∴切线方程为y-1=(x-3),即3x-4y-5=0.综上可得,过点M的圆C的切线方程为x-3=0或3x-4y-5=0.∵9、MC10、==,∴过点M的圆C的切线长为==1.►考法3 弦长问题【例3】 设圆x2+y2-2x-2y-2=0的圆心为C,直线l过(0,3),且与圆C交于A,B两点,若11、AB
5、y2-4x=0在点P(1,)处的切线方程为( )A.x+y-2=0B.x+y-4=0C.x-y+4=0D.x-y+2=0D [因为点P(1,)是圆Q:x2+y2-4x=0上的一点,故在点P处的切线方程为x-y+2=0,故选D.]5.(教材改编)圆x2+y2-4=0与圆x2+y2-4x+4y-12=0的公共弦长为____.2 [由得x-y+2=0.由于x2+y2-4=0的圆心为(0,0),半径r=2,且圆心(0,0)到直线x-y+2=0的距离d==,所以公共弦长为2=2=2.]直线与圆的位置关系►考法1 直线与圆位置关
6、系的判定【例1】 直线l:mx-y+1-m=0与圆C:x2+(y-1)2=5的位置关系是( )A.相交 B.相切C.相离D.不确定A [法一:∵圆心(0,1)到直线l的距离d=<1<.故直线l与圆相交.法二:直线l:mx-y+1-m=0过定点(1,1),∵点(1,1)在圆C:x2+(y-1)2=5的内部,∴直线l与圆C相交.]►考法2 切线问题【例2】 已知点P(+1,2-),点M(3,1),圆C:(x-1)2+(y-2)2=4.(1)求过点P的圆C的切线方程;(2)求过点M的圆C的切线方程,并求出切线长.[解]
7、由题意得圆心C(1,2),半径r=2.(1)∵(+1-1)2+(2--2)2=4,∴点P在圆C上.又kPC==-1,∴切线的斜率k=-=1.∴过点P的圆C的切线方程是y-(2-)=x-(+1),即x-y+1-2=0.(2)∵(3-1)2+(1-2)2=5>4,∴点M在圆C外部.当过点M的直线斜率不存在时,直线方程为x=3,即x-3=0.又点C(1,2)到直线x-3=0的距离d=3-1=2=r,即此时满足题意,所以直线x=3是圆的切线.当切线的斜率存在时,设切线方程为y-1=k(x-3),即kx-y+1-3k=0,则圆心
8、C到切线的距离d==r=2,解得k=.∴切线方程为y-1=(x-3),即3x-4y-5=0.综上可得,过点M的圆C的切线方程为x-3=0或3x-4y-5=0.∵
9、MC
10、==,∴过点M的圆C的切线长为==1.►考法3 弦长问题【例3】 设圆x2+y2-2x-2y-2=0的圆心为C,直线l过(0,3),且与圆C交于A,B两点,若
11、AB
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