直線和圓的方程是平面解析幾何的基礎(chǔ)知識(shí),在學(xué)習(xí)時(shí),應(yīng)掌握三個(gè)核心問(wèn)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(shí)的交匯。這三類問(wèn)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(shí),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(gè)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(gè)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(wèn)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(gè)數(shù)是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。
三、復(fù)習(xí)好直線和圓與其他知識(shí)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(guò)程略。答案為A。
點(diǎn)評(píng):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(wèn)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(wèn)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(wèn)題解決。
解法3:由直線過(guò)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(duì)于選擇題,除了以上常規(guī)的方法,還可借助特殊方法來(lái)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(lái)源:高中數(shù)學(xué)競(jìng)賽。
