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直 线 与 圆. 南京五中 张志超. 一 . 考试内容与要求. 二 . 解题方法. 1. 直线方程有五种形式,它含有两个基本量 . 求直线方程的常用方法是待定系数法 , 求直线方程的特殊方法主要是几何法 . 2. 圆的方程有标准方程和一般方程两种形式,它含有三个基本量 . 求圆方程常用方法是待定系数法 . 求圆方程的特殊方法主要是几何法. 三 . 典型例题. 例题 1. 若直线与圆相交于 P 、 Q 两点,∠ POQ = 120° (其中 O 为原点),则 k 的值为 _______. 解:如图,因为∠ POQ = 120° ,
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直 线 与 圆 南京五中 张志超
二.解题方法 1.直线方程有五种形式,它含有两个基本量.求直线方程的常用方法是待定系数法,求直线方程的特殊方法主要是几何法. 2.圆的方程有标准方程和一般方程两种形式,它含有三个基本量.求圆方程常用方法是待定系数法.求圆方程的特殊方法主要是几何法.
三.典型例题 例题1.若直线与圆相交于P、Q两点,∠POQ=120°(其中O为原点),则k的值为_______. 解:如图,因为∠POQ=120°, 由OP=OQ,得∠QPO=30°, 所以∠PAO=60°, ∠PBC=120°. . C 所以k=tan600 = ,k= tan1200=-
例题2.过点P(1, )的直线l 将圆 (x-2)2+y2=4分成两段弧,当劣弧所对的圆心角最小时,直线l 的斜率k=. 解:如图,当劣弧所对的圆心角 最小时,得弦AB最小. 因为 所以当直线与CP垂直时,满足条件. 由C(2,0), P(1, ),得 检验得 符合条件.
例题3.设直线过点(1, a)其斜率为1,且与圆x2+y2=2相切,则a的值为_______ . 分析:直线与圆相切问题,有两种解决方法:一是通过方程组去求唯一解;二是利用圆心到直线的距离等于半经去求解.本题可用方法二. 解:由题意可设直线方程为y=x+a,因为直线 与圆相切,得 , 解得a=±2,检验得a=±2符合条件.
例题4.设直线ax-y+3=0与圆(x-1)2+(y-2)2=4相切于A、B两点,且弦AB的长为2 ,则a=___. 解:因为圆心坐标为(1,2),半经=2, 所以圆心到直线d= , 即 , 解得a=0. 检验得a=0符合条件.
例题5. 由直线y=x+1上的一点向圆(x-3)2+y2=1引切线,则切线长的最小值为_____ .解:设P为直线y=x+1上的一点,A为切点, 切线长为PA = , 圆心C为 (3,0),半径为1. 所以当PC取最小值= 切线长PA取最小值=
例题6.已知圆的方程为x2+(y-1)2=1,P为圆上任意一点(不包括原点),直线OP的倾斜角为θ弧度, OP =d,则d=f(θ)的图象大致为_____. 解:由题意得∠POD=θ, ∠POE= , OP=OBcos( )=2sinθ,所以 d=f(θ)=2sinθ.图象大致为正弦函数.
例题7.在直角坐标系中,以O为圆心的圆与直 线 相切. (1)求圆的方程; (2)圆O与x轴相交于A,B两点,圆内的动点P使 成等比数列,求 的取值范围.
解:(1)由题意,得 圆的方程为x2+y2=4. (2)设A(x1,0),B(x2,0), x1<x2.由x2=4得 A(-2,0),B (2,0),设P(x, y),由 成等比数列,得 化简,得x2-y2=2. 故 =x2+y2-4= 2y2-2. 因为点P在圆内,故 得0≤y2 <1, 所以 的范围是[-2,0) .
例题8. 已知圆C过定点A(0,p)(p>0),圆心C在抛物线x2=2py上运动.M,N为圆C与x轴的交点. (1)当C点运动时,︱MN︱是否变化?请证明你的结论. (2 )设︱AM︱=l1,︱AN︱=l2 , 求 的最大值,并求此时圆C的方程.
解:(1)因为点C在抛物线上,故设C( ), 所以 圆的方程为: 当y=0时,得 , 所以 当C点运动时,︱MN︱的长为定值2p.
所以 解(2)设 得 由 = = =2 。 =2
当且仅当 时取等号. 所以 的最大值为 . 此时圆的方程为
四. 小 结 1. 解决直线与圆的问题时,用几何法要比代数方法简捷容易.特别是在解答填空题时更是如此. 2.复习时要注重本节内容与方程,不等式,向量,三角,数列等其它知识的联系.提高综合应用知识的能力.