2022高考数学一轮复习课时规范练44直线与圆圆与圆的位置关系文含解析北师大版202103232154
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在高中数学复习中,直线与圆以及圆与圆的位置关系是重要的几何知识点,涉及到直线的方程、圆的标准方程以及两者之间的相互作用。以下是对这些知识点的详细解释: 1. **直线与圆的相切关系**:直线与圆相切意味着直线到圆心的距离等于圆的半径。例如题目中的第一题,直线 $x+y=0$ 与圆 $(x-1)^2+(y-b)^2=2$ 相切,通过设定圆心到直线的距离等于半径可以解出 $b$ 的值。 2. **直线截圆的弦长**:第二题讨论了直线 $x+y-4=0$ 截圆 $x^2+y^2-2x+2y+a=0$ 的弦长小于6的情况,可以通过计算圆心到直线的距离并结合勾股定理来确定 $a$ 的取值范围。 3. **圆与圆的位置关系**:第三题中,通过比较两个圆的半径和圆心距,可以判断圆$(x-3)^2+(y+2)^2=4$与圆$(x-7)^2+(y-1)^2=36$之间的关系,它们可能是相切、内含、外离或相交。 4. **直线分圆区域的面积差最大**:第四题中,直线$l$过点$P(1,1)$,要使得直线将圆形区域$x^2+y^2\leq4$分为两部分,面积差$|S_1-S_2|$最大,需要直线与圆相切并且切点在圆的对称轴上,从而确定直线方程。 5. **直线与圆交点形成的角**:第五题,直线$l:x-\sqrt{3}y-a=0$与圆$(x-3)^2+(y+\sqrt{3})^2=4$交于点$M$和$N$,要求$\angle MPN=\pi/3$,这需要用到圆周角与弦的关系,以及点到直线的距离公式。 6. **切线长度的最小值**:第六题,对于直线$l:y=x-2$上的点$P$到圆$x^2+y^2=1$的切线,切线长度最小时,$P$应位于过圆心且垂直于$l$的直线上,此时$PAB$构成直角三角形,可以计算其面积。 7. **四边形PACB的最小面积**:第七题中,点$P$在直线$kx+y-3=0$上,$PA$和$PB$是圆$x^2+y^2-2y=0$的切线,四边形$PACB$的最小面积对应于$P$在圆心的正上方或正下方,由此可解出$k$的值。 8. **圆心到直线的距离**:第八题,圆心$C$到直线$x+y-m=0$的距离小于$\sqrt{2}/2$,可以利用点到直线的距离公式求解$m$的取值范围,并进一步判断两个圆的位置关系。 9. **直线与圆相切条件**:第九题,直线$(m+1)x+(n+1)y-2=0$与圆$x^2+y^2-2x-2y+1=0$相切,意味着直线的斜率与圆心到直线的距离有关,通过建立等式解出$m+n$的范围。 10. **两点间的距离之差的最大值**:第十题,点$P(t,t-1)$到圆$x^2+y^2=14$和$x^2+y^2-2mx=0$上点$E$和$F$的距离之差$|PF|-|PE|$,可以转化为圆心到直线$t=t-1$的距离加上或减去两圆半径的差。 11. **两点间距离差的最大值**:第十一题,点$P$在$x$轴上,与圆$C_1$和$C_2$上的动点$M$和$N$的距离差$|PN|-|PM|$的最大值,可以通过比较圆心到$x$轴的距离和两圆半径的关系求解。 12. **直线与圆的切线性质**:第十二题,直线$l:y=kx-2$与圆$(x-2)^2+y^2=2$相交,存在点$P$使得切线$l_1$和$l_2$垂直,这涉及直线斜率和圆的切线斜率的关系。 13. **弦长与圆心距**:第十三题,直线$l:x-y+3=0$截圆$(x-a)^2+(y-2)^2=4$的弦长为$2\sqrt{2}$,根据垂径定理,可以计算$a$的值;同时,过点$(3,5)$的切线方程可以通过圆心到直线的距离等于半径来求解。 14. **最短切线长度问题**:第十四题,点$P$在圆$(x-k)^2+(y+k-4)^2=1$上,切线$PQ$最短时,$PQ$应垂直于公共切线,即圆心连线,由此求解$k$的值。 15. **唯一点满足比例关系**:第十五题,圆心在$y$轴上的圆经过$M(0,2)$和$N(1,3)$,直线$l:y=kx$,要求存在唯一点$P$满足$|PO|=\sqrt{2}|PQ|$,这涉及圆的切线性质和点到直线的距离。 以上题目均涵盖了直线与圆、圆与圆的位置关系,包括相切、相交、内含、外离,以及直线截圆的弦长、圆心到直线的距离、切线长度等问题,这些都是高中数学复习的重要内容。解题时需灵活运用点到直线的距离公式、圆的标准方程、圆的切线性质以及直线与圆的位置关系定理。
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