点在圆上;
点在圆内。
2.直线与圆的位置关系 一般地,直线与圆的位置关系的判定有两种情形 (1)代数法 判断直线和圆的位置关系,我们可将消去(或),得(或)。
当时,直线与圆相交,有两个公共点;
当时,直线与圆相切,有一个公共点;
当时,直线与圆相离,无公共点。
(2)几何法 判断直线和圆的位置关系,我们也可用圆心到直线的距离与判断。
当时,直线与圆相交,有两个公共点;
当时,直线与圆相切,有一个公共点;
当时,直线与圆相离,无公共点。
二、范例剖析 例1 已知圆,直线()。
(1)证明直线与圆相交;
(2)求直线被圆截得的弦长最小时直线的方程。
证明(1)将的方程整理为, 由,得, ∴直线过定点。
∵,∴点在圆的内部, ∴直线恒与圆有两个交点。
(2)圆心,当截得的弦长最小时,, 由得的方程为, ∴所求直线的方程为。
评注该例的常规解法是联立两个方程,证明方程组恒有解或圆心到直线的距离小于半径,但计算过程太复杂。
例2 求经过点与圆相切的切线方程。
解析将点代入圆的方程得,可知点是圆外一点,故只需求切线的斜率或再求切线上另一点。
法1设切线的斜率为,由点斜式得, 即 ① 将①代入圆方程得, 整理得, ∴ 整理得,∴或。
∴切线方程为或。
法2设所求切线斜率为,则所求直线方程为, 整理成一般式为, 由圆的切线性质可得, ∴,∴或。
故所求切线方程为或。
评注一般地,过圆外一点可向圆作两条切线,在以上两种解法中,解法1是设切线斜率用判别式法,解法2是设切线的斜率,用圆心到切线距离等于圆半径的方法进行求解。
例3 已知直线和圆相交于、两点,求弦长。
解析法1借助于韦达定理,运用弦长公式,这对一般二次曲线都适用。
由方程组消去,得。
设,,即、为方程的两根, ∴,, ∴, ∴。
法2已知圆的方程可化为,其中圆心为,半径。
设圆心到直线的距离为,则 , ∴弦长。
评注涉及圆中的弦的问题时,运用半弦、半径、弦心距构成的直角三角形解题,可以减少运算量。
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