资源简介 专题11 直线与圆◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆高考频度 ★★★★☆考情分析 高考数学中,直线与圆这个考点主要以选择题的形式出现.常考查直线与圆的位置关系、动点与圆、圆与圆的关系。常考查由直线与圆相切或相交来解决问题(解析法、几何法),常与平面向量、几何概型、三角函数、函数与最值等联合考查。一、选择题【真题1】(2023 新高考Ⅰ)过点(0,﹣2)与圆x2+y2﹣4x﹣1=0相切的两条直线的夹角为α,则sinα=( )A.1 B. C. D.【真题2】(2023 乙卷)已知实数x,y满足x2+y2﹣4x﹣2y﹣4=0,则x﹣y的最大值是( )A.1 B.4 C.1+3 D.7【真题3】(2023 乙卷)已知⊙O的半径为1,直线PA与⊙O相切于点A,直线PB与⊙O交于B,C两点,D为BC的中点,若|PO|,则 的最大值为( )A. B. C.1 D.2二、填空题【真题4】(2023 新高考Ⅱ)已知直线x﹣my+1=0与⊙C:(x﹣1)2+y2=4交于A,B两点,写出满足“△ABC面积为”的m的一个值 .【真题5】(2023 天津)过原点的一条直线与圆C:(x+2)2+y2=3相切,交曲线y2=2px(p>0)于点P,若|OP|=8,则p的值为 .【真题6】(2023 上海)已知圆x2+y2﹣4x﹣m=0的面积为π,则m= .考向1 直线与圆相切解法技巧 直线与圆相切: (1)几何方法:圆心到直线的距离d=r. (2)代数方法:联立直线与圆的方程,用△判断,△=0.【模拟01】(2024 龙华区校级二模)过点P(﹣2,0)作圆x2+y2﹣4y=1的两条切线,设切点分别为A,B,则|AB|=( )A. B. C. D.【模拟02】(2024 遂宁模拟)已知平面区域ΩC:(x﹣a)2+(y﹣b)2=1,若圆心C∈Ω,且圆C与y轴相切,则a+b的最大值为( )A.10 B.4 C.2 D.0【模拟03】(2024 沙坪坝区校级模拟)过直线y=2x﹣1上的一点P作圆C:(x+2)2+(y﹣5)2=1的两条切线l1,l2,当直线l1,l2关于y=2x﹣1对称时,|PC|=( )A. B. C.4 D.【模拟04】(2024 杭州模拟)写出与圆x2+y2=1相切且方向向量为的一条直线的方程 .【模拟05】(2024 桥西区模拟)已知圆C的半径为2,圆心在x轴的正半轴上,直线3x+4y+4=0与圆C相切,则圆C的方程为 .考向2 直线与圆相交解法技巧 直线与圆相交: (1)几何方法:圆心到直线的距离d<r. (2)代数方法:联立直线与圆的方程,用△判断,相交:△>0.【模拟01】(2024 靖远县三模)已知直线y=x+1与圆C:x2+y2=5相交于M,N两点,O为坐标原点,则△MON的面积为( )A. B.2 C. D.4【模拟02】(2024 岳麓区校级一模)过点P(1,2)作圆O:x2+y2=10相互垂直的两条弦AB与CD,则四边形ACBD的面积的最大值为( )A. B. C. D.15【模拟03】(2024 葫芦岛一模)已知Q为圆A:(x﹣1)2+y2=1上动点,直线l1:mx﹣ny+3m+2n=0和直线l2:nx+my﹣6m+n=0(m,n∈R,m2+n2≠0)的交点为P,则PQ的最大值是( )A. B. C. D.【模拟04】(多选)(2024 龙岩模拟)已知点B(2,1)与圆C:(x﹣2)2+(y﹣2)2=4,A是圆C上的动点,则( )A.的最大值为B.过点B的直线被圆C截得的最短弦长为C.8﹣4D.的最小值为【模拟05】(2024 浙江二模)已知圆C:mx2+(2m﹣1)y2﹣2ax﹣a﹣2=0,若对于任意的a∈R,存在一条直线被圆C所截得的弦长为定值n,则m+n= .考向3 直线与圆的位置关系解法技巧 直线与圆位置关系的判断: (1)几何方法:圆心到直线的距离d ①相交:d<r;②相切:d=r;③相离:d>r. (2)代数方法:联立直线与圆的方程,转化为一元二次方程,用△判断 ①相交:△>0;②相切:△=0;③相离:△<0.【模拟01】(2024 河南模拟)已知圆M:(x﹣2)2+y2=1,则下列说法错误的是( )A.点(3,2)在圆外B.直线2x+y﹣4=0平分圆MC.圆M的周长为2πD.直线xy=0与圆M相离【模拟02】(2024 赤峰一模)已知直线l:y=x+b,⊙O:x2+y2=4,则“|b|<2”是“直线l与⊙O相交”的( )A.充分必要条件B.必要而不充分条件C.充分而不必要条件D.既不充分也不必要条件【模拟03】(2024 顺庆区校级二模)已知圆C:x2+2x+y2﹣1=0,直线l:x+n(y﹣1)=0与圆C( )A.相离 B.相切C.相交 D.相交或相切【模拟04】(2024 青原区校级模拟)已知圆C:x2+y2﹣4x﹣14y+45=0及点Q(﹣2,3),则下列说法正确的是( )A.直线kx﹣y﹣2k+1=0与圆C始终有两个交点B.若M是圆C上任一点,则|MQ|的取值范围为C.若点P(m,m+1)在圆C上,则直线PQ的斜率为D.圆C与x轴相切【模拟05】(多选)(2024 南昌模拟)已知圆,则下列结论正确的是( )A.无论n为何值,圆 n都与y轴相切B.存在整数n,使得圆 n与直线y=x+2相切C.当n=5时,圆 n上恰有11个整点(横、纵坐标都是整数的点)D.若圆 n上恰有两个点到直线y=x的距离为,则专题11 直线与圆◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆高考频度 ★★★★☆考情分析 高考数学中,直线与圆这个考点主要以选择题的形式出现.常考查直线与圆的位置关系、动点与圆、圆与圆的关系。常考查由直线与圆相切或相交来解决问题(解析法、几何法),常与平面向量、几何概型、三角函数、函数与最值等联合考查。一、选择题【真题1】(2023 新高考Ⅰ)过点(0,﹣2)与圆x2+y2﹣4x﹣1=0相切的两条直线的夹角为α,则sinα=( )A.1 B. C. D.【答案】B【分析】圆的方程化为(x﹣2)2+y2=5,求出圆心和半径,利用直角三角形求出sin,再计算cos和sinα的值.【解答】解:圆x2+y2﹣4x﹣1=0可化为(x﹣2)2+y2=5,则圆心C(2,0),半径为r;设P(0,﹣2),切线为PA、PB,则PC2,△PAC中,sin,所以cos,所以sinα=2sincos2.故选:B.【真题2】(2023 乙卷)已知实数x,y满足x2+y2﹣4x﹣2y﹣4=0,则x﹣y的最大值是( )A.1 B.4 C.1+3 D.7【答案】C【分析】根据题意,设z=x﹣y,分析x2+y2﹣4x﹣2y﹣4=0和x﹣y﹣z=0,结合直线与圆的位置关系可得有3,解可得z的取值范围,即可得答案.【解答】解:根据题意,x2+y2﹣4x﹣2y﹣4=0,即(x﹣2)2+(y﹣1)2=9,其几何意义是以(2,1)为圆心,半径为3的圆,设z=x﹣y,变形可得x﹣y﹣z=0,其几何意义为直线x﹣y﹣z=0,直线y=x﹣z与圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=9有公共点,则有3,解可得1﹣3z≤1+3,故x﹣y的最大值为1+3.故选:C.【真题3】(2023 乙卷)已知⊙O的半径为1,直线PA与⊙O相切于点A,直线PB与⊙O交于B,C两点,D为BC的中点,若|PO|,则 的最大值为( )A. B. C.1 D.2【答案】A【分析】设∠OPC=α,则,根据题意可得∠APO=45°,再将 转化为α的函数,最后通过函数思想,即可求解.【解答】解:如图,设∠OPC=α,则,根据题意可得:∠APO=45°,∴=cos2α﹣sinαcosα ,又,∴当,α,cos()=1时,取得最大值.故选:A.二、填空题【真题4】(2023 新高考Ⅱ)已知直线x﹣my+1=0与⊙C:(x﹣1)2+y2=4交于A,B两点,写出满足“△ABC面积为”的m的一个值 .【答案】2(或﹣2或或).【分析】由“△ABC面积为,求得sin∠ACB,设∠ACB=θ,得到cosθ,进而求得圆心到直线的距离,结合点到直线的距离公式,列出方程,即可求解.【解答】解:由圆C:(x﹣1)2+y2=4,可得圆心坐标为C(1,0),半径为r=2,因为△ABC的面积为,可得S△ABC2×2×sin∠ACB,解得sin∠ACB,设∠ACB=θ所以∴2sinθcosθ,可得,∴,∴tanθ或tanθ=2,∴cosθ或cosθ,∴圆心到直线x﹣my+1=0的距离d或,∴或,解得m=±或m=±2.故答案为:2(或﹣2或或).法二:由题意可知⊙C的半径为2,圆心坐标为C(1,0),设圆心C到直线x﹣my+1=0的距离为d,则弦长为|AB|=2,∴S△ABC2d,解得d2或d2,∴d或d,当d时,由点到直线的距离公式可得,解得m=±2,当d时,由点到直线的距离公式可得,解得m=±,综上所述:m=±2或m=±.故答案为:2(或﹣2或或).【真题5】(2023 天津)过原点的一条直线与圆C:(x+2)2+y2=3相切,交曲线y2=2px(p>0)于点P,若|OP|=8,则p的值为 .【答案】6.【分析】不妨设直线方程为y=kx(k>0),由直线与圆相切求解k值,可得直线方程,联立直线与抛物线方程,求得P点坐标,再由|OP|=8列式求解p的值.【解答】解:如图,由题意,不妨设直线方程为y=kx(k>0),即kx﹣y=0,由圆C:(x+2)2+y2=3的圆心C(﹣2,0)到kx﹣y=0的距离为,得,解得k(k>0),则直线方程为y,联立,得或,即P().可得|OP|,解得p=6.故答案为:6.【真题6】(2023 上海)已知圆x2+y2﹣4x﹣m=0的面积为π,则m= .【答案】﹣3.【分析】先把圆的一般方程化为标准方程,再结合圆的半径为1求解即可.【解答】解:圆x2+y2﹣4x﹣m=0化为标准方程为:(x﹣2)2+y2=4+m,∵圆的面积为π,∴圆的半径为1,∴4+m=1,∴m=﹣3.故答案为:﹣3.考向1 直线与圆相切解法技巧 直线与圆相切: (1)几何方法:圆心到直线的距离d=r. (2)代数方法:联立直线与圆的方程,用△判断,△=0.【模拟01】(2024 龙华区校级二模)过点P(﹣2,0)作圆x2+y2﹣4y=1的两条切线,设切点分别为A,B,则|AB|=( )A. B. C. D.【答案】C【分析】写出圆的标准方程得圆心与半径,求解切线长,利用三角形的面积转化求解|AB|即可.【解答】解:由题设,圆的标准方程为x2+(y﹣2)2=5,圆心为C(0,2),半径r,所以|CP|=2,切点分别为A,B,则|BP|=|AP|,所以,|CP||BP| r,可得|AB|.故选:C.【模拟02】(2024 遂宁模拟)已知平面区域ΩC:(x﹣a)2+(y﹣b)2=1,若圆心C∈Ω,且圆C与y轴相切,则a+b的最大值为( )A.10 B.4 C.2 D.0【答案】B【分析】先作出不等式组所表示的平面区域Ω,然后结合直线与圆的位置关系求解.【解答】解:已知平面区域,则平面区域Ω为△ABC表示的区域,又圆C与y轴相切,则|a|=1,又圆心C∈Ω,则a=1,由图可知:当圆心在D处时,b最大,a+b最大,联立,得,即D(1,3),则a+b的最大值为1+3=4.故选:B.【模拟03】(2024 沙坪坝区校级模拟)过直线y=2x﹣1上的一点P作圆C:(x+2)2+(y﹣5)2=1的两条切线l1,l2,当直线l1,l2关于y=2x﹣1对称时,|PC|=( )A. B. C.4 D.【答案】D【分析】由题意,CP⊥l,|PC|为圆心到直线的距离,即可求出结论.【解答】解:由题意过直线y=2x﹣1上的一点P作圆C:(x+2)2+(y﹣5)2=1的两条切线l1,l2,当直线l1,l2关于y=2x﹣1对称时,可知CP⊥l,|PC|为圆心到直线的距离,即d2,故选:D.【模拟04】(2024 杭州模拟)写出与圆x2+y2=1相切且方向向量为的一条直线的方程 .【答案】(y).【分析】直接利用点到直线的距离公式求出圆的切线方程.【解答】解:设圆的切线方程为y,利用圆心(0,0)到直线的距离d,解得b=±2,故圆的切线方程为y.故答案为:(y).【模拟05】(2024 桥西区模拟)已知圆C的半径为2,圆心在x轴的正半轴上,直线3x+4y+4=0与圆C相切,则圆C的方程为 .【答案】(x﹣2)2+y2=4.【分析】直线与圆相切,设圆心坐标为(a,0),则圆方程为(x﹣a)2+y2=4,由已知得d=R=2,由此能求出圆C的方程.【解答】解:直线与圆相切,设圆心坐标为(a,0),则圆方程为:(x﹣a)2+y2=4,∵圆心与切点连线必垂直于切线,根据点与直线距离公式,得d=R=2,解得a=2或a,(因圆心在正半轴,不符合舍去),∴a=2,∴圆C的方程为:(x﹣2)2+y2=4.故答案为:(x﹣2)2+y2=4.考向2 直线与圆相交解法技巧 直线与圆相交: (1)几何方法:圆心到直线的距离d<r. (2)代数方法:联立直线与圆的方程,用△判断,相交:△>0.【模拟01】(2024 靖远县三模)已知直线y=x+1与圆C:x2+y2=5相交于M,N两点,O为坐标原点,则△MON的面积为( )A. B.2 C. D.4【答案】C【分析】根据点到直线的距离公式及圆的几何性质求弦长即可得解.【解答】解:圆C:x2+y2=5的圆心为原点,半径r,则原点O到直线MN的距离,又,所以.故选:C.【模拟02】(2024 岳麓区校级一模)过点P(1,2)作圆O:x2+y2=10相互垂直的两条弦AB与CD,则四边形ACBD的面积的最大值为( )A. B. C. D.15【答案】D【分析】记OM=m,ON=n,由题意可知m2+n2=5,易得,再利用基本不等式,得出其最值.【解答】解:如图所示:,过O作OM⊥AC于M,ON⊥BD于N,记OM=m,ON=n,则m2+n2=5,,,当且仅当,即时,取等号,所以四边形ACBD的面积的最大值为15.故选:D.【模拟03】(2024 葫芦岛一模)已知Q为圆A:(x﹣1)2+y2=1上动点,直线l1:mx﹣ny+3m+2n=0和直线l2:nx+my﹣6m+n=0(m,n∈R,m2+n2≠0)的交点为P,则PQ的最大值是( )A. B. C. D.【答案】A【分析】先根据两条直线的方程,判断出直线l1过定点M(﹣3,2),直线l2过定点N(﹣1,6),并且两条直线互相垂直,得出点P的轨迹是以MN为直径的圆,然后根据点Q在圆A上运动,利用点与圆的位置关系求出|PQ|的最大值.【解答】解:直线l1:mx﹣ny+3m+2n=0,即m(x+3)+n(﹣y+2)=0,知直线l1过定点M(﹣3,2),直线l2:nx+my﹣6m+n=0,即n(x+1)+m(y﹣6)=0,知l2过定点N(﹣1,6).因为直线l1的方向向量,直线l2的方向向量,且,所以,可知直线l1与直线l2互相垂直,因此,直线l1与直线l2的交点P的轨迹是以线段MN为直径的圆,该圆的圆心为MN的中点C(﹣2,4),半径r,因为Q为圆A:(x﹣1)2+y2=1上动点,圆A的圆心为A(1,0),半径r1=1,所以CQ长度的最大值为|AC|+r11=6,因此,|PQ|的最大值等于|AC|+r1+r=6.故选:A.【模拟04】(多选)(2024 龙岩模拟)已知点B(2,1)与圆C:(x﹣2)2+(y﹣2)2=4,A是圆C上的动点,则( )A.的最大值为B.过点B的直线被圆C截得的最短弦长为C.8﹣4D.的最小值为【答案】ACD【分析】求得圆的圆心和半径,由|OA|的最大值为|OC|+r,可判断A;由过点B的直线被圆C截得的最短弦为过B且垂直于CB的弦,计算弦长可判断B;设A(m,n),由向量的数量积的坐标表示,结合直线和圆有交点,计算可判断C;由向量的模的公式和二次函数的最小值,可判断D.【解答】解:圆C:(x﹣2)2+(y﹣2)2=4的圆心C(2,2),半径为r=2,|OA|的最大值为|OC|+r=2+2,故A正确;过点B的直线被圆C截得的最短弦为过B切垂直于CB的弦,弦长为222,故B错误;设A(m,n),则 2m+2n,设2m+2n=t,由直线2m+2n=t与圆C有交点,则2,解得8﹣4t≤8+4,故C正确;|x|=|(﹣2,﹣2)﹣(2x,x)|,当x时,取得等号,故D正确.故选:ACD.【模拟05】(2024 浙江二模)已知圆C:mx2+(2m﹣1)y2﹣2ax﹣a﹣2=0,若对于任意的a∈R,存在一条直线被圆C所截得的弦长为定值n,则m+n= .【答案】1.【分析】先由圆的方程的定义可得m的值,再由圆C为:x2+y2﹣2ax﹣a﹣2=0,可得圆恒过定点A(,),B(,),即对于任意的a∈R,存在一条直线被圆C所截得的弦长为定值n=AB,再代入求解即可.【解答】解:由圆C:mx2+(2m﹣1)y2﹣2ax﹣a﹣2=0,得m=2m﹣1,即m=1,即圆C为:x2+y2﹣2ax﹣a﹣2=0,得x2+y2﹣2﹣a(2x+1)=0,由,解得,即对于任意的a∈R,圆C为:x2+y2﹣2ax﹣a﹣2=0恒过定点A(,),B(,),对于任意的a∈R,存在一条直线被圆C所截得的弦长为定值n=AB,则m+n=1.故答案为:1.考向3 直线与圆的位置关系解法技巧 直线与圆位置关系的判断: (1)几何方法:圆心到直线的距离d ①相交:d<r;②相切:d=r;③相离:d>r. (2)代数方法:联立直线与圆的方程,转化为一元二次方程,用△判断 ①相交:△>0;②相切:△=0;③相离:△<0.【模拟01】(2024 河南模拟)已知圆M:(x﹣2)2+y2=1,则下列说法错误的是( )A.点(3,2)在圆外B.直线2x+y﹣4=0平分圆MC.圆M的周长为2πD.直线xy=0与圆M相离【答案】D【分析】根据题意可得圆心坐标和半径,由点(3,2)与圆心之间的距离大于半径,可判断选项A;由圆心M(2,0)在直线2x+y﹣4=0上,可判断选项B;由圆的周长公式可判断选项C;由直线与圆的位置关系可判断选项D.【解答】解:易知圆心坐标为M(2,0),圆的半径为r=1.对于A,点(3,2)到圆心的距离,则点(3,2)在圆外,选项A正确;对于B,圆心M(2,0)在直线2x+y﹣4=0上,且圆是轴对称图形,故圆M关于直线2x+y﹣4=0对称,选项B正确;对于C,圆M的周长为2πr=2π,选项C正确;对于D,圆心M(2,0)到直线的距离为,则直线与圆M相切,选项D错误.故选:D.【模拟02】(2024 赤峰一模)已知直线l:y=x+b,⊙O:x2+y2=4,则“|b|<2”是“直线l与⊙O相交”的( )A.充分必要条件B.必要而不充分条件C.充分而不必要条件D.既不充分也不必要条件【答案】C【分析】根据点到直线的距离公式,结合直线与圆的位置关系分别验证充分性,必要性即可得到结果.【解答】解:由题意可得直线l:y=x+b与⊙O:x2+y2=4相交,则 |b|<2,当|b|<2时,满足圆心到直线的距离小于半径,即|b|<2是直线l与⊙O相交的充分条件;当直线l:y=x+b与⊙O:x2+y2=4相交时,不一定有|b|<2,所以|b|<2是直线l与⊙O相交的不必要条件.故选:C.【模拟03】(2024 顺庆区校级二模)已知圆C:x2+2x+y2﹣1=0,直线l:x+n(y﹣1)=0与圆C( )A.相离 B.相切C.相交 D.相交或相切【答案】D【分析】根据题意,由直线的方程分析可得直线过定点(0,1),结合圆的方程分析可得点(0,1)在圆上,据此由直线与圆的位置关系分析可得直线与圆一定相交或相切,即可得答案.【解答】解:根据题意,直线l的方程为l:x+n(y﹣1)=0,恒过定点(0,1),设P为(0,1),又由圆C:x2+2x+y2﹣1=0,即(x+1)2+y2=2,其圆心为(﹣1,0),半径,由|PC|2=12+12=2=r2,则P在圆C上,则直线l与圆C相交或相切.故选:D.【模拟04】(2024 青原区校级模拟)已知圆C:x2+y2﹣4x﹣14y+45=0及点Q(﹣2,3),则下列说法正确的是( )A.直线kx﹣y﹣2k+1=0与圆C始终有两个交点B.若M是圆C上任一点,则|MQ|的取值范围为C.若点P(m,m+1)在圆C上,则直线PQ的斜率为D.圆C与x轴相切【答案】B【分析】根据题意分别求出圆心C(2,7),半径,由直线kx﹣y﹣2k+1=0过定点(2,1)可对A判断;利用圆外一点到圆上距离知识可对B判断;由P(m,m+1)在圆上可求得m=4,即可对C判断;根据圆心C(2,7)到x轴的距离从而可对D判断.【解答】解:依题意,圆C:圆C:x2+y2﹣4x﹣14y+45=0,整理得:(x﹣2)2+(y﹣7)2=8,故圆心C(2,7),半径,对于A,直线kx﹣y﹣2k+1=0,整理得:k(x﹣2)+1﹣y=0,故该直线恒过定点(2,1),而点(2,1)在圆C外,则过点(2,1)的直线与圆C可能相离,故A不正确;对于B,,点Q在圆C外,由|CQ|﹣r≤|MQ|≤|CQ|+r得:,故B正确.对于C,点P(m,m+1)在圆C上,则(m﹣2)2+(m﹣6)2=8,解得m=4,而点Q(﹣2,3),则直线PQ的斜率为,故C不正确;对于D,点C(2,7)到x轴距离为7,大于圆C的半径,则圆C与x轴相离,即圆C与x轴不相切,故D不正确.故选:B.【模拟05】(多选)(2024 南昌模拟)已知圆,则下列结论正确的是( )A.无论n为何值,圆 n都与y轴相切B.存在整数n,使得圆 n与直线y=x+2相切C.当n=5时,圆 n上恰有11个整点(横、纵坐标都是整数的点)D.若圆 n上恰有两个点到直线y=x的距离为,则【答案】AD【分析】求得圆心与半径,可得圆心到y轴的距离可判断A;求得圆心到y=x+2的距离n,判断方程是否有整数解,可判断B;当n=5时,分类讨论求得整点,判断C;利用点到直线的距离可得nn,求解即可判断D.【解答】解:由圆,可得圆心 n(n,0),半径为r=n,所以圆心 n到y轴的距离d=n=r,故无论n为何值,圆 n都与y轴相切,故A正确;若圆 n与直线y=x+2相切,则可得n,化简得n2+4n﹣4=0,解得n2±2,故不存在整数n,使得圆 n与直线y=x+2相切,故B错误;当n=5时,由(x﹣5)2+y2=25,故|y|≤5,当y=±5时,可x=5,当y=±4时,可得x=8或2,当y=±3时,可得x=9或x=1,当y=±2时,可得x5或x5(不符合题意),当y=1时,可得x=25或x=﹣25(不符合题意),当y=0时,x=10或x=0,故答符合条件的整点为12点,故C错误;圆心 n到直线y=x的距离d,若圆 n上恰有两个点到直线y=x的距离为,则nn,则,故D正确.故选:AD. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 专题11 直线与圆讲义-2024届高考数学三轮冲刺 (教师版).docx 专题11 直线与圆讲义-2024届高考数学三轮冲刺.docx