专题五 解析几何第1讲 直线与圆
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真题感悟
1.(2012·浙江)设a ∈R ,则“a =1”是“直线l 1:ax +2y -1=0与直线l 2:x +(a +1)y +4=0平行”的
A .充分不必要条件
B .必要不充分条件
C .充分必要条件
D .既不充分也不必要条件 解析 先求出两条直线平行的充要条件,再判断.
若直线l 1与l 2平行,则a (a +1)-2×1=0,即a =-2或a =1,所以a =1是直线l 1与直线l 2平行的充分不必要条件. 答案 A
2.(2012·福建)直线x +3y -2=0与圆x 2
+y 2
=4相交于A 、B 两点,则弦AB 的长度等于
A .2 5
B .2 3
C. 3
D .1
解析 利用平面几何中圆心距、半径、半弦长的关系求解.∵圆心到直线x +3y -2=0的距离d =|0+3×0-2|
12+3
2
=1,半径r =2, ∴弦长|AB |=2r 2
-d 2
=222
-12
=2 3. 答案 B
考题分析
圆在高考命题中多以直线与圆的位置关系为主,考查直线与圆位置关系的判定、弦长的求法等,题目多以小题为主,难度中等,掌握解此类题目的通性通法是重点.
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考点一:直线方程及位置关系问题
【例1】(2012·江西八所重点高中联考)“a=0”是“直线l1:(a+1)x+a2y-3=0与直线l2:2x+ay-2a-1=0平行”的
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
[审题导引] 求出l1∥l2的充要条件,利用定义判定.
[规范解答] 当a=0时,l1:x-3=0,l2:2x-1=0,此时l1∥l2,
所以“a=0”是“直线l1与l2平行”的充分条件;
当l1∥l2时,a(a+1)-2a2=0,解得a=0或a=1.
当a=1时,l1:2x+y-3=0,l2:2x+y-3=0,此时l1与l2重合,
所以a=1不满足题意,即a=0.
所以“a=0”是“直线l1∥l2”的充要条件.
[答案] C
【规律总结】
直线与直线位置关系的判断方法
(1)平行:当两条直线l1和l2的斜率存在时,l1∥l2?k1=k2;如果直线l1和l2的斜率都不存在,那么它们都与x轴垂直,则l1∥l2.
(2)垂直:垂直是两直线相交的特殊情形,当两条直线l1和l2的斜率存在时,l1⊥l2?k1·k2
=-1;若两条直线l 1,l 2中的一条斜率不存在,另一条斜率为0时,则它们垂直. (3)相交:两直线相交的交点坐标可由方程组的解求得.
[易错提示] 判断两条直线的位置关系时要注意的两个易错点:一是忽视直线的斜率不存在的情况,二是忽视两直线重合的情况.解答这类试题时要根据直线方程中的系数分情况进行讨论,求出结果后再反代到直线方程中进行检验,这样能有效地避免错误. 【变式训练】
1.(2012·泰安一模)过点A (2,3)且垂直于直线2x +y -5=0的直线方程为 A .x -2y +4=0 B .2x +y -7=0 C .x -2y +3=0 D .x -2y +5=0
解析 由题意可设所求直线方程为:x -2y +m =0,将A (2,3)代入上式得2-2×3+m =0,即m =4,所以所求直线方程为x -2y +4=0. 答案 A
2.在平面直角坐标系xOy 中,已知A (0,-1),B (-3,-4)两点,若点C 在∠AOB 的平分线上,且|OC →
|=10,则点C 的坐标是________.
解析 设C (a ,b )(a <0,b <0).
OB 所在直线方程为4x -3y =0,
则????
?
|4a -3b |5=|a |,a 2+b 2=10,解得???
?
?
a =-1,
b =-3.
∴C (-1,-3). 答案 (-1,-3) 考点二:圆的方程
【例2】(2012·镇江模拟)以双曲线x 29-y 2
16=1的右焦点为圆心,且与其渐近线相切的圆
的方程是________.
[审题导引] 求出双曲线的右焦点与渐近线方程,利用圆心到渐近线的距离等于半径求得半径,可得方程.
[规范解答] 双曲线的右焦点为(5,0),
即为圆心,双曲线的渐近线方程为y =±4
3x ,
即4x ±3y =0,∴r =
|4×5±3×0|42
+±3
2
=4,
∴所求圆的方程为(x -5)2
+y 2
=16. [答案] (x -5)2+y 2=16 【规律总结】
圆的方程的求法
(1)几何法,即通过研究圆的性质进而求出圆的基本量;如圆中弦所在的直线与圆心和弦中点的连线相互垂直;设圆的半径为r ,弦长为|AB |,弦心距为d ,则r 2
=d 2
+?
??
??|AB |22等.
(2)代数法:即设出圆的方程,用待定系数法求解.在求圆的方程时,要根据具体的条件选用合适的方法,但一般情况下,应用几何法运算简捷. 【变式训练】
3.(2012·徐州模拟)若圆心在x 轴上、半径为2的圆O 位于y 轴左侧,且与直线x +y =0相切,则圆O 的方程是________.
解析 设圆心为(a,0)(a <0),则r =|a +2×0|
12+12
=2, 解得a =-2, 即(x +2)2
+y 2
=2. 答案 (x +2)2+y 2=2 考点三:直线与圆的位置关系
【例3】(2012·临沂一模)直线l 过点(4,0)且与圆(x -1)2+(y -2)2=25交于A 、B 两点,如果|AB |=8,那么直线l 的方程为________.
[审题导引] 讨论直线的斜率是否存在,利用弦长为8求出斜率,可得所求直线的方程.
[规范解答] 圆心坐标为M (1,2),半径r =5,因为|AB |=8,所以圆心到直线l 的距离d =r 2-42=52-42
=3.当直线斜率不存在时,即直线方程为x =4,圆心到直线的距离为3满足条件,所以x =4成立.若直线斜率存在,不妨设为k ,则直线方程y =k (x -4),即kx
-y -4k =0,圆心到直线的距离为d =|k -2-4k |1+k 2=|2+3k |1+k 2
=3,解得k =5
12,所以直线方程为y =5
12
(x -4),即5x -12y -20=0.综上满足条件的直线方程为5x -12y -20=0或x =4.
答案 5x -12y -20=0或x =4 【规律总结】
求圆的弦长的方法
(1)直接求出直线与圆的交点坐标,利用两点间的距离公式求得;
(2)不求交点坐标,利用一元二次方程根与系数的关系得出,即设直线的斜率为k ,直线与圆联立消去y 后得到的方程的两根为x 1、x 2,则弦长d =1+k 2
|x 1-x 2|;
(3)利用半弦长、弦心距及半径构成的直角三角形来求.
【变式训练】
4.(2012·肇庆二模)从点P (m,3)向圆C :(x +2)2+(y +2)2
=1引切线,则切线长的最小值为
A .2 6 B.26 C .4+ 2 D .5
解析 利用切线长与圆半径的关系加以求解.设切点为M ,则CM ⊥MP , 于是切线MP 的长|MP |=|CP |2
-|MC |2
=
m +2
2
+3+2
2
-1,
显然,当m =-2时,|MP |有最小值24=2 6.
答案 A
名师押题高考
【押题1】若过点A (-2,m ),B (m,4)的直线与直线2x +y +2=0平行,则m 的值为________.
解析 当m =-2时,
直线AB 与2x +y +2=0不平行; 当m ≠-2时,据题意知, k AB =4-m m +2
=-2,得m =-8.
答案 -8
[押题依据] 本题考查直线的斜率的概念以及直线的位置关系,这类问题在高考中属基础题,常以选择题或填空题的形式出现.考查形式有直接判定位置关系,根据位置关系求参数值等.解答此类题目值得注意的是含参数时,一般要根据直线的斜率是否存在对参数进行讨论,以避免漏解.
【押题2】直线y =kx +3与圆(x -1)2
+(y +2)2
=4相交于M 、N 两点,若|MN |≥23,则
k 的取值范围是
A.? ????-∞,-125
B.? ????-∞,-125
C.? ????-∞,125
D.?
????-∞,125
解析 圆心(1,-2)到直线y =kx +3的距离为
d =|k +5|1+k
2
,圆的半径r =2,
∴|MN |=2r 2
-d 2
=2 4-k +52
1+k
2
≥23, 解得k ≤-12
5
.
答案 B
[押题依据] 高考在考查直线被圆截得的弦长问题时,有两种题型:一是直接求弦长;二是讨论参数的取值范围.本题属第二种题型,难度中等,表达形式新颖有一定的区分度,故押此题.