圆心为(?33?,?),代入方程x-y-4=0,得λ=-7 1??1??127289故所求圆的方程为(x?)?(y?)? 222注:圆C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0,圆C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0,若圆C1、C2相交,那么过两圆公共点的圆系方程为(x2+y2+D1x+E1y+F1)+λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0(λ∈R且λ≠-1)它表示除圆C2以外的所有经过两圆C1、C2公共点的圆
(三)圆的切线及弦长问题 ※相关链接※ 1.求圆的切线的方法
(1)求圆的切线方程一般有两种方法: ①代数法:设切线方程为
与圆的方程组成方程组,消元后得
到一个一元二次方程,然后令判别式⊿=0进而求得k。
②几何法:设切线方程为
心到切线的距离d,然后令d=r,进而求出k。
两种方法,一般来说几何法较为简洁,可作为首选。
注:在利用点斜式求切线方程时,不要漏掉垂直于x轴的切线,即斜率不存在时的情况。
(2)若点M(x0,y0)在圆x?y?r上,则M点的圆的切线方程为x0x?y0y?r2。 2.圆的弦长的求法
222利用点到直线的距离公式表示出圆
(1)几何法:设圆的半径为r,弦心距为d,弦长为L,则。
(2)代数法:设直线与圆相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,解方程组
?y?kx?b消y后得关于x的一元二次方程,从而求得x1?x2,x1,x2,则弦?222(x?x)?(y?y)?r00?长为
|AB|?(1?k2)[(x1?x2)2?4x1x2](k为直线斜率)。
(四)直线、圆位置关系的综合应用
〖例〗如图,矩形ABCD的两条对角线相交于点M(2,0),AB边所在直线的方程为
x?3y?6?0, 点T(?11),在AD边所在直线上.
(I)求AD边所在直线的方程;
(II)求矩形ABCD外接圆的方程;
(III)若动圆P过点N(?2, 0),且与矩形ABCD的外接圆外切,求动圆P的圆心的方程.解答:(I)因为AB边所在直线的方程为x?3y?6?0,且AD与AB垂直,
所以直线AD的斜率为?3.又因为点T(?11),在直线AD上,
所以AD边所在直线的方程为y?1??3(x?1).3x?y?2?0.-----------------3分
?x?3y?6?0,(II)由?解得点A的坐标为(0,?2), ------------4分
3x?y?2=0?因为矩形ABCD两条对角线的交点为M(2,0).
所以M为矩形ABCD外接圆的圆心. -----------------6分
又AM?(2?0)2?(0?2)2?22.
22从而矩形ABCD外接圆的方程为(x?2)?y?8.----------------------9分
(III)因为动圆P过点N,所以PN是该圆的半径,又因为动圆P与圆M外切, 所以PM?PN?22,即PM?PN?22.------------------------11分
故点P的轨迹是以M,N为焦点,实轴长为22的双曲线的左支. 因为实半轴长a?2,半焦距c?2.
22所以虚半轴长b?c?a?2.
x2y2??1(x≤?2). -----------------14分 从而动圆P的圆心的轨迹方程为
22【感悟高考真题】
1.(2010江西理数)8.直线y?kx?3与圆?x?3???y?2??4相交于M,N两点,若
22MN?23,则k的取值范围是
3???3??,0??,?????44????A. B.
【答案】A
【解析】考查直线与圆的位置关系、点到直线距离公式,重点考察数形结合的运用. 解法1:圆心的坐标为(3.,2),且圆与y轴相切.当|MN|?23时,由点到直线距离公式,解得[??33??2?,???????,0??0,?33? D. ?3? C. ?3,0]; 4解法2:数形结合,如图由垂径定理得夹在两直线之间即可, 不取??,排除B,考虑区间不对称,排除C,利用斜率估值,选A
2.(2010安徽理数)9、动点A?x,y?在圆x2?y2?1上绕坐标原点沿逆时针方向匀速旋转,12秒旋转一周。已知时间t?0时,点A的坐标是(,13),则当0?t?12时,动点A的22纵坐标y关于t(单位:秒)的函数的单调递增区间是 A、?0,1? 9.D
【解析】画出图形,设动点A与x轴正方向夹角为?,则t?0时??在t??0,1?上??[递增的。
【方法技巧】由动点A?x,y?在圆x?y?1上绕坐标原点沿逆时针方向匀速旋转,可知与
22B、?1,7? C、?7,12? D、?0,1?和?7,12?
?3,每秒钟旋转
?,6??3?7?,],在?7,12?上??[,],动点A的纵坐标y关于t都是单调3223三角函数的定义类似,由12秒旋转一周能求每秒钟所转的弧度,画出单位圆,很容易看出,当t在[0,12]变化时,点A的纵坐标y关于t(单位:秒)的函数的单调性的变化,从而得单调递增区间.
3.(2010全国卷2文数)(16)已知球O的半径为4,圆M与圆N为该球的两个小圆,AB为圆M与圆N的公共弦,AB?4,若
O B N E A M OM?ON?3,则两圆圆心的距离MN? 。
【解析】3:本题考查球、直线与圆的基础知识
∵ ON=3,球半径为4,∴小圆N的半径为7,∵小圆N中弦长AB=4,作NE垂直于AB,
∴ NE=3,同理可得ME?3,在直角三角形ONE中,∵ NE=3,ON=3,∴
?EON??6,
?MON?∴
?3,∴ MN=3
24.(2008·江苏卷18)设平面直角坐标系xoy中,设二次函数f?x??x?2x?b?x?R?的图象与两坐标轴有三个交点,经过这三个交点的圆记为C.求: (Ⅰ)求实数b 的取值范围; (Ⅱ)求圆C 的方程;
(Ⅲ)问圆C 是否经过某定点(其坐标与b 无关)?请证明你的结论. 【解析】本小题主要考查二次函数图象与性质、圆的方程的求法. (Ⅰ)令x=0,得抛物线与y轴交点是(0,b); 令f?x??x?2x?b?0,由题意b≠0 且Δ>0,解得b<1 且b≠0.
2(Ⅱ)设所求圆的一般方程为x2?y2?Dx?Ey?F?0
22令y=0 得x?Dx?F?0这与x?2x?b=0 是同一个方程,故D=2,F=b.
令x=0 得y?Ey=0,此方程有一个根为b,代入得出E=―b―1. 所以圆C 的方程为x?y?2x?(b?1)y?b?0. (Ⅲ)圆C 必过定点(0,1)和(-2,1).
证明如下:将(0,1)代入圆C 的方程,得左边=0+1+2×0-(b+1)+b=0,右边=0,
所以圆C 必过定点(0,1). 同理可证圆C 必过定点(-2,1).
22222【考点精题精练】
一、选择题
x?1??y2?1?ax?y?1?01.直线与圆相切,则a的值为( A )
A. 0 B. 1 C.2 D. ?1
2.已知圆C与圆(x-1)2+y2=1关于直线y=-x对称,则圆C的方程为(C) A.(x+1)2+y2=1 B.x2+y2=1 C.x2+(y+1)2=1 D.x2+(y-1)2=1
23.(上海市奉贤区2010年4月高三质量调研理科)已知圆x2?y2?1与x轴的两个交点为
A、B,若圆内的动点P使|PA|、|PO|、|PB|成等比数列,则PA?PB的取值范围为
--------------( B )
(A) ?0,? (B)??,0? (C)(?,0) (D)[?1,0)
222??1???1???14.(上海市徐汇区2010年4月高三第二次模拟理科) 已知AC,BD为圆O:x2?y2?4的两条互相垂直的弦,AC,BD交于点M1,2,则四边形ABCD面积的最大值为-----( B )
A 4 B 5 C 6 D 7
5.直线x+y+1=0与圆?x?1??y2?2的位置关系是 ( C )
2?? A.相交 B.相离 C.相切 D.不能确定 答案:C提示:圆心?1,0?,d?1?0?12?2?r,
?x??3?2cos??x?3cos?与?6.两圆?的位置关系是( B )
y?4?2sin?y?3sin???A.内切 B.外切 C.相离 D.内含
7.已知点P(x,y)是直线kx + y + 4 = 0(k > 0)上一动点,PA、PB是圆C:x2?y2?2y?0的两条切线,A、B是切点,若四边形PACB的最小面积是2,则k的值为( D ) A.3 答案:D
8.经过圆C:(x?1)2?(y?2)2?4的圆心且斜率为1的直线方程为(A)
A.x?y?3?0 B.x?y?3?0 C.x?y?1?0 D.x?y?3?0 9.已知圆的方程为x?y?6x?8y?0,设圆中过点(2,5)的最长弦与最短弦分别为AB、
22B.21 2C.22 D.2
CD,则直线AB与CD的斜率之和为(B)
(A) ?1 (B) 0 (C) 1 (D) ?2
10.已知圆的半径为2,圆心在x轴的正半轴上,且与直线3x?4y?4?0相切,则圆的方
程是( A )
A.x?y?4x?0
22B.x?y?4x?0
22