直線和圓的方程是平面解析幾何的基礎(chǔ)知識,在學(xué)習(xí)時,應(yīng)掌握三個核心問題:①直線方程的特征值或直線方程;②直線和圓的位置關(guān)系;③直線和圓與其他知識的交匯。這三類問題也是考試命題的熱點(diǎn),下面加以分類歸納。

一、掌握好直線方程的特征值或直線方程

例1  “”是“直線平行于直線”的(    )

A. 充分而不必要條件

B. 必要而不充分條件

C. 充要條件

D. 既不充分也不必要條件

解:因?yàn)闀r,直線與直線的斜率相等,所以兩直線平行,而直線平行于直線,則斜率相等,,所以選C。

二、掌握好直線與圓的位置關(guān)系

例2  圓心為(1,1)且與直線相切的圓的方程是_____________。

解:設(shè)所求圓的方程為,由圓心到直線的距離等于半徑,可解得,所求圓的方程為。

例3  若圓上至少有三個不同的點(diǎn)到直線的距離為,則直線的傾斜角的取值范圍是(    )

A.   

B.   

C.    

D. 

解:由題意得圓的方程為,圓心為(2,2),半徑為,若使圓上至少有三個點(diǎn)到直線的距離為,結(jié)合圖形可知只需圓心到直線的距離d滿足,即,顯然,兩邊同除以得,解得,直線的斜率,所以,可解得,故選B。

本題是有關(guān)于直線與圓的較為綜合的題目,處理這類問題的關(guān)鍵是:(1)充分運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想,直觀明了;(2)處理好圓心到直線的距離、圓上的點(diǎn)到直線的距離以及直線與圓的交點(diǎn)個數(shù)是解決問題的關(guān)鍵。

三、復(fù)習(xí)好直線和圓與其他知識的交匯

例4  若直線按向量平移后與圓相切,則的值為(    )

A. 8或    

B. 6或  

C. 4或

D. 2或

解:過程略。答案為A。

點(diǎn)評:本題考查向量的平移公式和直線與圓的位置關(guān)系,是向量與平面解析幾何交匯的題目。問題轉(zhuǎn)化為:圓按向量平移后得到的圓與已知直線相切。圓心(,1)到直線的距離等于半徑,答案為A。

例5  已知直線與圓O:相交于A、B兩點(diǎn),且,則=___________。

解:先由圓的幾何特征,求得兩向量的夾角是,則

解決直線與圓位置關(guān)系問題的

四種常用途徑

題目:直線與圓相切,則a的值為( )

A.

B.

C.1 

D.

一. 利用幾何量之間關(guān)系處理

即利用圓心到直線的距離d與圓的半徑r的大小關(guān)系:

(1)圓C與直線相離;

(2)圓C與直線相切;

(3)圓C與直線相交。

解法1:圓的圓心為(1,0),半徑,據(jù)題意有,解得。

故選D。

二. 利用方程思想處理

即把直線方程代入圓的方程,消去y,得關(guān)于x的一元二次方程,其判別式為△,則有:

(1)圓C與直線相離;

(2)圓C與直線相切;

(3)圓C與直線相交。

解法2:由直線方程得,并代入圓方程,整理得。

又直線與圓相切,應(yīng)有

,解得。

故選D。

三. 利用數(shù)形結(jié)合法處理

即作出直線與圓的圖形,利用圖形的直觀性,從而使問題解決。

解法3:由直線過定點(diǎn),如下圖知,若直線與圓相切,則有直線與x軸平行,即。

故選D。

四. 特殊方法處理

對于選擇題,除了以上常規(guī)的方法,還可借助特殊方法來處理,如驗(yàn)證法、估算法、特征分析法等途徑。

解法4:驗(yàn)證法

取,顯然滿足條件,排除B、C;再取a=1,得直線方程是與圓相交。

故排除A,而選D。

 來源:高中數(shù)學(xué)競賽。

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