(1)若a=3,直线l1过点A(3,0),且与圆O相切,求直线l1的方程;
(2)证明:若a=3,则以EF为直径的圆C总过定点,并求出定点坐标;
(3)若以EF为直径的圆C过定点,探求a的取值范围.题型:解答题难度:中档来源:不详
(1)∵直线l1过点A(3,0),且与圆C:x2+y2=1相切,
设直线l1的方程为y=k(x-3),即kx-y-3k=0,
则圆心O(0,0)到直线l1的距离为d=|3k|k2+1=1,解得k=±24,
∴直线l1的方程为y=±24(x-3),即y=±24(x-3).
(2)对于圆方程x2+y2=1,令y=0,得x=±1,即P(-1,0),Q(1,0).
又直线l2过点a且与x轴垂直,∴直线l2方程为x=3,设M(s,t),则直线PM方程为y=ts+1(x+1).
解方程组x=3y=ts+1(x+1),得P′(3,4ts+1)同理可得,Q′(3,2ts-1)
∴以P′Q′为直径的圆C′的方程为(x-3)(x-3)+(y-4ts+1)(y-2ts-1)=0,
又s2+t2=1,∴整理得(x2+y2-6x+1)+6s-2ty=0,
若圆C′经过定点,只需令y=0,从而有x2-6x+1=0,解得x=3±22,
∴圆C′总经过定点坐标为(3±22,0).
(3)以EF为直径的圆C过定点,它的逆命题:设圆O与x轴交于P、Q两点,M是圆O上异于P、Q的任意一点,
过点M(m,0)且与x轴垂直的直线为l2,直线PM交直线l2于点P′,
直线QM交直线l2于点Q′,以P′Q′为直径的圆C总过定点,则m>1或者m<-1.
考点:
考点名称:圆的切线方程
圆的切线方程:
1、已知圆,
(1)若已知切点在圆上,则切线只有一条,其方程是;
(2)当圆外时,表示过两个切点的切点弦方程。
(3)过圆外一点的切线方程可设为,再利用相切条件求k,这时必有两条切线。
(4)斜率为k的切线方程可设为y=kx+b,再利用相切条件求b,必有两条切线。
2、已知圆,
(1)过圆上的点的切线方程为;
(2)斜率为k的圆的切线方程为。
圆的切线方程的求法:
①代数法:设出切线方程,利用切线与圆仅有一个交点,将直线方程代入圆的方程,从而△=0,可求解;
②几何法利用几何特征:圆心到切线的距离等于圆的半径,可求解.
过定点的圆的切线方程:
①过圆上一点的切线方程:
与圆的切线方程是
与圆的切线方程是
与圆的切线方程是
与圆的切线方程是
②过圆外一点的切线方程:设外一点,求过P0点的圆的切线.
方法l:设切点是,解方程组
方法2:设切线方程是,再由求出待定系数k,就可写出切线方程.
特别提醒:一般说来,方法2比较简便,但应注意,可能遗漏k不存在的切线.因此,当解出的k值唯一时,应观察图形,看是否有垂直于x轴的切线.考点名称:直线与圆的位置关系
直线与圆的位置关系:
由直线与圆的公共点的个数,得出以下直线和圆的三种位置关系:
(1)相交:直线与圆有两个公共点时,叫做直线和圆相交,这时直线叫做圆的割线。
(2)相切:直线和圆有唯一公共点时,叫做直线和圆相切,这时直线叫做圆的切线,唯一的公共点叫做切点。
(3)相离:直线和圆没有公共点时,叫做直线和圆相离。
其图像如下:
直线和圆的位置关系的性质:
(1)直线l和⊙O相交d<r
(2)直线l和⊙O相切d=r;
(3)直线l和⊙O相离d>r。
直线与圆位置关系的判定方法:
(1)代数法:判断直线Ax+By+C=0和圆x2+y2+Dx+Ey+F=0的位置关系,可由
推出mx2+nx+p=0,利用判别式△进行判断.
△>0则直线与圆相交;
△=0则直线与圆相切;
△<0则直线与圆相离.
(2)几何法:已知直线Ax+By+C=0和圆,圆心到直线的距离
d<r则直线和圆相交;
d=r则直线和圆相切;
d>r则直线和圆相离.
特别提醒:
(1)上述两种方法,以利用圆心到直线的距离进行判定较为简捷,而判别式法也适用于直线与椭圆、双曲线、抛物线位置关系的判断.
(2)直线与圆相交,应抓住半径、弦心距、半弦长组成的直角三角形,可使解法简单.
直线与圆位置关系的判定方法列表如下:
直线与圆相交的弦长公式:
(1)几何法:如图所示,直线l与圆C相交于A、B两点,线段AB的长即为l与圆相交的弦长。
设弦心距为d,半径为r,弦为AB,则有|AB|=
(2)代数法:直线l与圆交于直线l的斜率为k,则有
当直线AB的倾斜角为直角,即斜率不存在时,|AB|=