處理直線與圓的位置關系,通常轉化為線心距d與圓半徑r的大小關系來解決,其中圓心C(a,b)到直線
的距離公式為
一. 線圓相切
直線與圓相切的充要條件是:
例1. 直線
繞原點按逆時針方向旋轉後所得直線與圓
的位置關系是
A. 直線過圓心
B. 直線與圓相交,但不過圓心
C. 直線與圓相切
D. 直線與圓沒有公共點
解:已知圓的圓心為C(2,0),半徑
。由直線得斜率
,即傾斜角為。再繞原點按逆時針方向旋轉得傾斜角為
,從而斜率
,所以原直線化為
。由圓心C到直線
的距離
,知直線與圓相切,故選C。 例2. 若直線
與圓
相切,則a的值為
A. 1,-1
B. 2,-2
C. 1
D. -1
解:已知圓化為
,知圓心C(1,0),半徑。因為直線與圓相切,所以,即
,解得
,故選D。
二. 線圓相離
直線與圓相離的充要條件是:
;已知直線上一點P到圓心C的距離的最小值為線心距d,即有等量關系:
。例3. 圓
與直線
(
,
)的位置關系是
A. 相交
B. 相切
C. 相離
D. 不确定的
解:圓方程化為标準方程得
,知圓心C(0,0),半徑
因為圓心到直線的距離
所以直線與圓相離,故選C
例4. 已知P是直線
上的動點,PA、PB是圓
的兩條切線,A、B是切點,C是圓心,那麼四邊形PACB面積的最小值為________________。解:已知圓化為
,知圓心C(1,1),半徑。因為
,求
的最小值就是求
的最小值,而
所以
三. 線圓相交
直線與圓相交的充要條件是:
;若直線與圓相交,則線心距d、弦長的一半
與圓半徑r構成直角三角形,即有等量關系:
。例5. 若直線
與圓
有兩個不同的交點,則a的取值範圍是A. (0,
) B. (
,0)C. (
) D. (
)解:已知圓心C(,2),半徑。因為直線與圓相交,所以,即
,平方去分母得
,解得
,故選B。 例6. 已知圓C:
及直線
:
。當直線l被C截得的弦長為
時,則a=A.
B.
C.
D.
解:已知圓心C(a,2),半徑
線心距為
因為線心距、弦長的一半與圓半徑構成直角三角形,所以
解得
因為
,所以
,故選C
例7. 設圓滿足:①截y軸所得弦長為2;②被x軸分成兩段圓弧,其弧長的比為3:1。在滿足條件①、②的所有圓中,求圓心到直線
的距離最小的圓的方程。解:設圓心C(a,b),半徑r,則C到x軸、y軸的距離分别為
。由題設知圓C截x軸所得劣弧所對的圓心角是直角,所以有
;又圓C截y軸所得弦長為2,則有
,從而有
,由
得
當且僅當
時,d有最小值。解得
或
。故所求圓的方程為
或
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,