资源简介 (共32张PPT)第2章圆与方程2.3 圆与圆的位置关系内容索引学习目标活动方案检测反馈学 习 目 标1.了解圆与圆之间的位置关系.2.掌握圆与圆的位置关系的判断方法.3.能用圆与圆的位置关系解决一些简单问题.活 动 方 案活动一 探究圆与圆的位置关系问题1:初中几何中,将两个圆的位置关系分成了几种?【解析】 ①两圆相交,有两个公共点;②两圆相切,包括内切与外切,只有一个公共点;③两圆相离,包括外离与内含,没有公共点.问题2:如何用几何法判断圆与圆的位置关系呢?【解析】 利用圆心距和半径之间的大小关系判断.问题3:能否根据方程来判断圆与圆的位置关系呢?【解析】 通过两圆的方程联立成方程组的公共解的个数进行判断.解两个圆的方程组成的方程组,若方程组有两组不同的实数解,则两圆相交;若方程组有两组相同的实数解,则两圆外切或内切;若方程组无实数解,则两圆相离或内含.探究:圆与圆的位置关系(1) 几何法:若两圆的半径分别为r1,r2,两圆的圆心距为d,则两圆的位置关系的判断方法如下:位置关系 外离 外切 相交 内切 内含图示d与r1,r2的关系 d>r1+r2 d=r1+r2 |r1-r2|(2) 代数法:通过两圆的方程联立成方程组的公共解的个数进行判断.活动二 判断圆与圆的位置关系 判断下列两圆的位置关系:(1) (x+2)2+(y-2)2=1与(x-2)2+(y-5)2=16;(2) x2+y2-2x-3=0与x2+y2-4x+2y+3=0.1 已知圆C1:x2+y2-2mx+4y+m2-5=0,圆C2:x2+y2+2x-2my+m2-3=0.(1) 当m为何值时,圆C1与圆C2外切?(2) 当m为何值时,圆C1与圆C2内含?2【解析】 将圆C1的方程化为标准方程,得(x-m)2+(y+2)2=9,圆心为C1(m,-2),半径r1=3.将圆C2的方程化为标准方程,得(x+1)2+(y-m)2=4,圆心为C2(-1,m),半径r2=2.活动三 圆与圆的位置关系的综合应用 求过点A(0,6)且与圆C:x2+y2+10x+10y=0相切于原点的圆的方程.3由题意知,点O(0,0),A(0,6)在此圆上,且圆心M(a,b)在直线x-y=0上,所以所求圆的方程是(x-3)2+(y-3)2=18. 已知圆C1:x2+y2+2x-6y+1=0,圆C2:x2+y2-4x+2y-11=0,求两圆的公共弦所在的直线方程及公共弦长.4【解析】 设两圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2),则A,B两点的坐标满足方程组由①-②,得3x-4y+6=0.因为A,B两点的坐标都满足此方程,所以3x-4y+6=0即为两圆公共弦所在直线的方程. 求过两圆x2+y2+6x-4=0和 x2+y2+6y-28=0的交点,且圆心在直线x-y-4=0上的圆的方程.5【解析】 由题意可求得两圆心连线所在直线的方程为x+y+3=0.设所求圆的半径为r,思考1 经过两圆交点的圆有多少个?它们的方程有什么共同特点?【解析】 经过两圆交点的圆有无数个,这些圆中,任意两个圆的方程相减,所得的方程均为这两个交点所在直线的方程.思考2 如何求两圆的公共弦长?【解析】 公共弦长的求法:①代数法:将两圆的方程联立,解出交点坐标,利用两点间的距离公式求出弦长.②几何法:求出公共弦所在直线的方程,利用圆的半径、半弦长、弦心距构成的直角三角形,根据勾股定理求解.相交弦及圆系方程问题的解决方法:(1) 求两圆的公共弦所在直线的方程的方法:将两圆方程相减即得两圆公共弦所在的直线方程,但必须注意只有当两圆方程中二次项系数相同时,才能如此求解,否则应先调整系数;(2) 求两圆公共弦长的方法:一是联立两圆方程求出交点坐标,再用距离公式求解;二是先求出两圆公共弦所在的直线方程,再利用半径、弦心距和弦长的一半构成的直角三角形求解;(3) 已知圆C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0与圆C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0相交,则过两圆交点的圆的方程可设为x2+y2+D1x+E1y+F1+λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0(λ≠-1).检 测 反 馈123451.(2025重庆沙坪坝期中)已知圆C1:(x+1)2+(y-2)2=r2(r>0)与圆C2:(x-1)2+y2=1外切,则r的值为 ( )C123452.若圆x2+y2-4x+6y=0和圆x2+y2-6x=0交于A,B两点,则线段AB垂直平分线的方程是 ( )A.3x-y-9=0 B.3x+y-9=0 C.x-3y-6=0 D.x+3y-6=0【解析】 由题意,得线段AB的垂直平分线经过两圆的圆心(2,-3)与(3,0),根据两点式可得AB的垂直平分线的方程为3x-y-9=0.A123453.(多选)(2025张家口期中)已知圆C1:x2+y2=4,C2:(x-4)2+(y-4)2=r2(r>0),则下列说法中正确的是 ( )A.当r=2时,圆C1与圆C2有2条公切线B.当r=2时,直线y=2是圆C1与圆C2的一条公切线C.当r=3时,圆C1与圆C2相交D.当r=4时,圆C1与圆C2的公共弦所在直线的方程为2x+2y-5=012345【答案】BD12345123454.(2025常州期中)已知圆C1:(x-1)2+y2=1和圆C2:x2+y2-4x-4y+4=0,则圆C1与C2公切线段的长度为____.2123455.(2025石家庄期中)已知圆C:(x-1)2+y2=r2(r>0)与圆D:(x+2)2+(y-1)2=9.(1) 若圆C与圆D相交,求r的取值范围;(2) 若r=1,求圆C与圆D所得的公共弦长.(2) 当r=1时,圆C:(x-1)2+y2=1,圆C与圆D的方程相减整理得3x-y-2=0,所以圆C与圆D的公共弦所在直线方程为3x-y-2=0.12345谢谢观看Thank you for watching2.3 圆与圆的位置关系一、 单项选择题1 (2025河南期中)圆C1:x2+(y-3)2=5与圆C2:x2+y2-8x+10=0的位置关系为( )A. 外离 B. 外切 C. 相交 D. 内切2 若圆C1:(x-a)2+y2=1与圆C2:x2+y2=25相交,则实数a的取值范围是( )A. (4,6) B. [4,6]C. (-6,-4)∪(4,6) D. [-6,-4]∪[4,6]3 (2025渑池二中期中)圆C1:(x+2)2+(y-1)2=4与圆C2:(x-3)2+y2=9的公切线的条数为( )A. 4 B. 3 C. 2 D. 14 (2025启东中学月考)经过点(2,-2)以及圆x2+y2-6x=0与圆x2+y2=4交点的圆的圆心坐标为( )A. (-3,0) B. C. (0,3) D.5 若圆C:(x-a)2+(y-1)2=1上总存在两个点到原点的距离都为2,则实数a的取值范围是( )A. (-2,0)∪(0,2) B. (-2,2)C. (-1,0)∪(0,1) D. (-1,1)6 已知圆C1:x2+y2-2x-6y=0,圆C2:x2+y2+mx+ny=0,若圆C2平分圆C1的周长,则m+3n的值为( )A. 20 B. -20 C. 10 D. -10二、 多项选择题7 (2025邵阳海谊中学期中)圆C1:x2+y2=1与圆C2:x2+(y-a)2=9有且只有一个公共点,则实数a的值可能是( )A. 1 B. 2 C. 3 D. 48 (2025唐山一中期中)已知圆C1:x2+y2+2x+2y-6=0与圆C2:x2+y2-2x+10y-24=0,则下列结论中正确的是( )A. 两圆的圆心距为2B. 两圆的公切线有2条C. 两圆相交,且公共弦所在的直线方程为x-2y+4=0D. 两圆圆心所在的直线方程为2x+y+3=0三、 填空题9 (2025天津一中)已知圆A:(x-m)2+(y-1)2=9和圆B:(x-2)2+(y-m)2=4有3条公切线,则实数m的值是________.10 已知圆C1:x2+y2-4=0与圆C2:x2+y2-4x+4y-12=0的公共弦的长为________.11 (2025福建师大附中期中)在平面直角坐标系xOy中,圆C1:(x+4)2+(y-1)2=r2(r>0)上存在点P,使得点P关于直线y=x的对称点Q在圆C2:(x-4)2+y2=4上,则r的取值范围是________.四、 解答题12 已知圆C1:x2+y2=10与圆C2:x2+y2+2x+2y-14=0.(1) 求证:圆C1与圆C2相交;(2) 求经过两圆交点,且圆心在直线x+y-6=0上的圆的方程.13 (2025咸阳实验中学期中)已知圆P的方程为x2+y2-6x+2y+a=0,其中a∈R.(1) 若圆P和圆O:x2+y2=4的公共弦长为,求实数a的值;(2) 若过点(-1,4)的圆Q与圆P相切,切点为(2,1),求圆Q的标准方程.2.3 圆与圆的位置关系1. A 由题意,得C1(0,3),C2(4,0),两圆的半径分别为,,所以C1C2==5>+,故两圆外离.2. C 由圆的方程可知C1C2=|a|,r1+r2=1+5=6,r2-r1=5-1=4,所以根据两圆相交可得4<|a|<6,解得43. A 由题意,得圆C1:(x+2)2+(y-1)2=4,圆心为 C1(-2,1),半径为2;圆C2:(x-3)2+y2=9,圆心为 C2(3,0),半径为3,则两圆的圆心距为=>2+3,所以两圆相离,故两圆的公切线有4条.4. B 设经过两圆x2+y2-6x=0与x2+y2=4交点的圆的方程为x2+y2-6x+λ(x2+y2-4)=0(λ≠-1).因为该圆经过点(2,-2),所以22+(-2)2-6×2+λ[22+(-2)2-4]=0,解得λ=1,所以x2+y2-3x-2=0,故圆心坐标为.5. A 由题意,得圆O:x2+y2=4与圆C:(x-a)2+(y-1)2=1相交.因为OC=,所以 1<<3,解得-2<a<0或0<a<2.6. B 由圆C1:x2+y2-2x-6y=0,得(x-1)2+(y-3)2=10,所以圆心为(1,3),半径为.若圆C2平分圆C1的周长,则圆C1的圆心(1,3)在圆C2与圆C1的公共弦上.将圆C2:x2+y2+mx+ny=0与圆C1:x2+y2-2x-6y=0作差,得两圆公共弦所在直线方程(m+2)x+(n+6)y=0,将点(1,3)代入,得(m+2)×1+(n+6)×3=0,所以m+3n=-20.7. BD 由题意,得圆C1:x2+y2=1的圆心为C1(0,0),半径为r1=1;圆C2:x2+(y-a)2=9的圆心为C2(0,a),半径为r2=3.因为两圆只有一个公共点,所以两圆内切或外切,当两圆外切时,C1C2=|a|=r1+r2=4;当两圆内切时,C1C2=|a|=r2-r1=2,则a=±2或a=±4.故选BD.8. ABD 由题意,得圆C1的标准方程为(x+1)2+(y+1)2=8,圆心为C1(-1,-1),半径r1=2;圆C2的标准方程为(x-1)2+(y+5)2=50,圆心为C2(1,-5),半径r2=5.对于A,圆心距为==2,故A正确;对于B,r1+r2=7,|r1-r2|=3.因为3<2<7,所以两圆相交,则公切线有2条,故B正确;对于C,两圆方程相减,得4x-8y+18=0,即2x-4y+9=0,故C错误;对于D,圆心连线的斜率为=-2,其方程为y+1=-2(x+1),化简得2x+y+3=0,故D正确.故选ABD.9. -2或5 由题意,得圆A的圆心为A(m,1),半径为r1=3;圆B的圆心为B(2,m),半径为r2=2.因为两圆有3条公切线,所以两圆外切,所以AB=r1+r2,即=5,解得m=-2或m=5.10. 2 由两圆方程相减,得两圆公共弦所在直线方程为x-y+2=0.因为圆心C1(0,0)到直线x-y+2=0的距离为d==,所以公共弦长为2=2.11. [3,7] 由题意,得圆C1:(x+4)2+(y-1)2=r2(r>0)的圆心为C1(-4,1),设点C1(-4,1)关于直线y=x的对称点为C3(a,b),则解得所以点C1(-4,1)关于直线y=x的对称点为C3(1,-4).由题意,得以点C3为圆心,以r为半径的圆与圆C2有公共点.由圆C2的方程知,圆心为C2(4,0),半径为2,所以|r-2|≤C2C3≤r+2,即|r-2|≤5≤r+2,解得3≤r≤7,所以r的取值范围是[3,7].12. (1) 圆C2:x2+y2+2x+2y-14=0化为标准方程为(x+1)2+(y+1)2=16,所以圆心为C2(-1,-1),半径为r=4.因为圆C1:x2+y2=10的圆心坐标为C1(0,0),半径为 R=,所以C1C2=.因为4-<<4+,所以两圆相交.(2) 由解得或则交点为A(3,-1),B(-1,3).由圆心在直线x+y-6=0上,设圆心为P(6-n,n),则AP=BP,即=,解得n=3,所以圆心为P(3,3),半径为AP=4,故所求圆的方程为(x-3)2+(y-3)2=16.13. (1) 因为圆P的方程为x2+y2-6x+2y+a=0,所以(-6)2+22-4a>0,解得a<10.将两圆方程作差可得6x-2y-a-4=0,即为两圆相交弦所在直线的方程.圆O的圆心为O(0,0),半径为r=2.由勾股定理可知,圆心O到直线6x-2y-a-4=0的距离为d==.由点到直线的距离公式可得d==,解得a=6或a=-14.(2) 由题意,得点(2,1)在圆P上,则22+12-6×2+2×1+a=0,解得a=5,故圆P的方程为x2+y2-6x+2y+5=0,其标准方程为(x-3)2+(y+1)2=5,设点A(-1,4),B(2,1),由圆的几何性质可知,圆心Q在直线PB上.因为kPB==-2,所以直线PB的方程为y-1=-2(x-2),即y=-2x+5.因为圆Q过A,B两点,所以圆心Q在线段AB的垂直平分线上.线段AB的中点为M,kAB==-1,则线段AB的垂直平分线的方程为y-=x-,即y=x+2,联立解得即圆心Q(1,3),所以圆Q的半径为QB==,故圆Q的方程为(x-1)2+(y-3)2=5.2.3 圆与圆的位置关系1. 了解圆与圆之间的位置关系.2. 掌握圆与圆的位置关系的判断方法.3. 能用圆与圆的位置关系解决一些简单问题.活动一探究圆与圆的位置关系 问题1:初中几何中,将两个圆的位置关系分成了几种?问题2:如何用几何法判断圆与圆的位置关系呢?问题3:能否根据方程来判断圆与圆的位置关系呢?探究:圆与圆的位置关系(1) 几何法:若两圆的半径分别为r1,r2,两圆的圆心距为d,则两圆的位置关系的判断方法如下:位置关系 图示 d与r1,r2的关系外离 d>r1+r2外切 d=r1+r2相交 |r1-r2|内切 d=|r1-r2|内含 d<|r1-r2| (2) 代数法:通过两圆的方程联立成方程组的公共解的个数进行判断.一元二次方程―→活动二判断圆与圆的位置关系 例1 判断下列两圆的位置关系:(1) (x+2)2+(y-2)2=1与(x-2)2+(y-5)2=16;(2) x2+y2-2x-3=0与x2+y2-4x+2y+3=0.例2 已知圆C1:x2+y2-2mx+4y+m2-5=0,圆C2:x2+y2+2x-2my+m2-3=0.(1) 当m为何值时,圆C1与圆C2外切?(2) 当m为何值时,圆C1与圆C2内含?活动三圆与圆的位置关系的综合应用 例3 求过点A(0,6)且与圆C:x2+y2+10x+10y=0相切于原点的圆的方程.例4 已知圆C1:x2+y2+2x-6y+1=0,圆C2:x2+y2-4x+2y-11=0,求两圆的公共弦所在的直线方程及公共弦长.例5 求过两圆x2+y2+6x-4=0和 x2+y2+6y-28=0的交点,且圆心在直线x-y-4=0上的圆的方程.思考1 经过两圆交点的圆有多少个?它们的方程有什么共同特点?思考2 如何求两圆的公共弦长?相交弦及圆系方程问题的解决方法:(1) 求两圆的公共弦所在直线的方程的方法:将两圆方程相减即得两圆公共弦所在的直线方程,但必须注意只有当两圆方程中二次项系数相同时,才能如此求解,否则应先调整系数;(2) 求两圆公共弦长的方法:一是联立两圆方程求出交点坐标,再用距离公式求解;二是先求出两圆公共弦所在的直线方程,再利用半径、弦心距和弦长的一半构成的直角三角形求解;(3) 已知圆C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0与圆C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0相交,则过两圆交点的圆的方程可设为x2+y2+D1x+E1y+F1+λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0(λ≠-1).1. (2025重庆沙坪坝期中)已知圆C1:(x+1)2+(y-2)2=r2(r>0)与圆C2:(x-1)2+y2=1外切,则r的值为( )A. -1 B. +1 C. 2-1 D. 2+12. 若圆x2+y2-4x+6y=0和圆x2+y2-6x=0交于A,B两点,则线段AB垂直平分线的方程是( )A. 3x-y-9=0 B. 3x+y-9=0 C. x-3y-6=0 D. x+3y-6=03. (多选)(2025张家口期中)已知圆C1:x2+y2=4,C2:(x-4)2+(y-4)2=r2(r>0),则下列说法中正确的是( )A. 当r=2时,圆C1与圆C2有2条公切线B. 当r=2时,直线y=2是圆C1与圆C2的一条公切线C. 当r=3时,圆C1与圆C2相交D. 当r=4时,圆C1与圆C2的公共弦所在直线的方程为2x+2y-5=04. (2025常州期中)已知圆C1:(x-1)2+y2=1和圆C2:x2+y2-4x-4y+4=0,则圆C1与C2公切线段的长度为________.5. (2025石家庄期中)已知圆C:(x-1)2+y2=r2(r>0)与圆D:(x+2)2+(y-1)2=9.(1) 若圆C与圆D相交,求r的取值范围;(2) 若r=1,求圆C与圆D所得的公共弦长.2.3 圆与圆的位置关系【活动方案】问题1:①两圆相交,有两个公共点;②两圆相切,包括内切与外切,只有一个公共点;③两圆相离,包括外离与内含,没有公共点.问题2:利用圆心距和半径之间的大小关系判断.问题3:通过两圆的方程联立成方程组的公共解的个数进行判断.解两个圆的方程组成的方程组,若方程组有两组不同的实数解,则两圆相交;若方程组有两组相同的实数解,则两圆外切或内切;若方程组无实数解,则两圆相离或内含.例1 (1) 根据题意,得两圆的半径分别为r1=1和r2=4,两圆的圆心距d==5.因为d=r1+r2,所以两圆外切.(2) 方法一:将两圆的方程化为标准方程,得(x-1)2+y2=4,(x-2)2+(y+1)2=2,故两圆的半径分别为r1=2和r2=,两圆的圆心距d==.因为|r1-r2|方法二:将两个圆的方程联立方程组解得即方程有两组不同的解,所以两个圆相交.例2 将圆C1的方程化为标准方程,得(x-m)2+(y+2)2=9,圆心为C1(m,-2),半径r1=3.将圆C2的方程化为标准方程,得(x+1)2+(y-m)2=4,圆心为C2(-1,m),半径r2=2.(1) 若圆C1与圆C2外切,则C1C2=r1+r2=5,即=5,解得m=2或m=-5,故当m=2或m=-5时,圆C1与圆C2外切.(2) 若圆C1与圆C2内含,则C1C2<|r1-r2|=1,即<1,解得-2故当-2例3 将圆C的方程化为标准方程,得(x+5)2+(y+5)2=50,所以圆心为C(-5,-5),半径为5,所以经过此圆心和原点的直线方程为x-y=0.设所求圆的方程为(x-a)2+(y-b)2=r2.由题意知,点O(0,0),A(0,6)在此圆上,且圆心M(a,b)在直线x-y=0上,则解得所以所求圆的方程是(x-3)2+(y-3)2=18.例4 设两圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2),则A,B两点的坐标满足方程组由①-②,得3x-4y+6=0.因为A,B两点的坐标都满足此方程,所以3x-4y+6=0即为两圆公共弦所在直线的方程.易知圆C1的圆心为(-1,3),半径r=3,所以圆心C1到直线的距离d==,所以AB=2×=,即两圆的公共弦长为.例5 由题意可求得两圆心连线所在直线的方程为x+y+3=0.由得所求圆的圆心为(,-).易知两圆相交,由两圆方程,得两圆公共弦所在的直线方程是x-y+4=0.利用弦心距、弦长、半径之间的关系可求得公共弦长d=5.设所求圆的半径为r,则r2=()2+()2=,所以所求圆的方程为(x-)2+(y+)2=,即x2+y2-x+7y-32=0.思考1:经过两圆交点的圆有无数个,这些圆中,任意两个圆的方程相减,所得的方程均为这两个交点所在直线的方程.思考2:公共弦长的求法:①代数法:将两圆的方程联立,解出交点坐标,利用两点间的距离公式求出弦长.②几何法:求出公共弦所在直线的方程,利用圆的半径、半弦长、弦心距构成的直角三角形,根据勾股定理求解.【检测反馈】1. C 因为圆C1:(x+1)2+(y-2)2=r2(r>0)的圆心为C1(-1,2),半径为r,圆C2:(x-1)2+y2=1的圆心为C2(1,0),半径为R=1,所以C1C2==2.若圆C1与圆C2外切,则C1C2=r+R,即2=r+1,解得 r=2-1.2. A 由题意,得线段AB的垂直平分线经过两圆的圆心(2,-3)与(3,0),根据两点式可得AB的垂直平分线的方程为3x-y-9=0.3. BD 由圆C1:x2+y2=4可知圆心为C1(0,0),半径为2.由圆C2:(x-4)2+(y-4)2=r2(r>0)可知圆心为C2(4,4),半径为r,则两圆圆心距为C1C2=4.对于A,当r=2时,r+2=44. 2 圆C1:(x-1)2+y2=1的圆心为C1(1,0),半径 r1=1,则y轴为圆C1的切线,切点为O(0,0).圆C2:x2+y2-4x-4y+4=0的圆心为C2(2,2),半径r2=2,则y轴为圆C2的切线,切点为A(0,2).如图,因为C1C2==,r1+r2=3,r2-r1=1,所以r2-r15. (1) 圆C:(x-1)2+y2=r2(r>0)的圆心为C(1,0),半径为r.圆D:(x+2)2+(y-1)2=9的圆心为D(-2,1),半径为3,则CD==.由圆C与圆D相交,得<<r+3,解得-3所以r的取值范围是(-3,+3).(2) 当r=1时,圆C:(x-1)2+y2=1,圆C与圆D的方程相减整理得3x-y-2=0,所以圆C与圆D的公共弦所在直线方程为3x-y-2=0.因为点C到直线3x-y-2=0距离为d==,所以公共弦长为2=. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 2.3 圆与圆的位置关系 练习.docx 2.3 圆与圆的位置关系.docx 第2章 2.3 圆与圆的位置关系.pptx