《备战2023年高考数学二轮复习对点题型探究重点突破(新高考专用)》第14讲 圆与圆的位置关系(教师版)
第 14 讲 圆与圆的位置关系
真题展示
2022 新高考一卷第 14 题
写 出 与 圆 和 都 相 切 的 一 条 直 线 的 方 程 ( 填
, 都正确) .
【思路分析】由题意画出图形,可得两圆外切,由图可知,与两圆都相切的直
线有三条.分别求出三条切线方程,则答案可求.
【解析】【解法一】(特殊点对称法)圆 的圆心坐标为 ,半径 ,
圆 的圆心坐标为 ,半径 ,
如图:
, 两圆外切,由图可知,与两圆都相切的直线有三条.
, 的斜率为 ,设直线 ,即 ,
由 ,解得 (负值舍去),则 ;
由图可知, ; 与 关于直线 对称,
联立 ,解得 与 的一个交点为 ,在 上取一点 ,
该点关于 的对称点为 , ,则 ,解得对称点为 , .
,则 ,即 .
与圆 和 都相切的一条直线的方程为:
(填 , 都正确).
故答案为: (填 , 都正确).
【解法二】(转化过点的圆切线):显然两圆的圆心距为 5=1+4,即两圆相外切,
故两圆有三条公切线。
设两圆的圆心分别为 O,M,易得 OM:3y=4x,与圆 O方程联立解得 x=
,y= (只取第一象限),从而两圆的公切点为 N( ,),过 N与OM 垂直的
直线方程为 y− = (x− ),即 3x+4y−5=0.此为过 N的两圆的一条公切线。
延长 MO 到P,使得 4 = ,则 P为另两条 公 切 线的交点,且 =
=(−1,− ),
当切线的斜率不存在时,过 P与圆 O相切的直线为 x+1=0,适合题意;
当切线斜率存在时,设切线方程为 y+ =k(x+1),则由点到直线的距离公式
得=1,解得 k= ,故切线方程为 y+ = (x+1),即 7x−24y−25=0.
综上,两圆的三条公切线方程为:3x+4y−5=0,x+1=0,7x−24y−25=0。
【解法三】(硬算):当两圆的公切线斜率不存在时,设切线为 x=m,则|m|=1 且|
m−3|=4,解得 m=−1,故两圆的一条公切线为 x=−1;
当两圆的公切线斜率存在时,设两圆的公切线为 y=kx+b,则 =1,且
=4,联立解得 或 故两圆的公切线方程为
y= x+,y= x。
综上,两圆的三条公切线方程为:x=−1,y= x+,y= x。
【试题评价】本题考查圆的切线方程的求法,考查圆与圆位置关系的应用,考
查运算求解能力,是中档题.
考查目标
试题以两个已知圆为背景,通过圆的方程可知两个圆的基本信息以及两个
圆的位置关系,由此可以求出所求公共切线的方程. 试题考查了圆与圆、直线和
圆的位置关系等基本概念,重点考查了考生逻辑推理能力、运算求解能力和综
合运用知识解决问题的能力.试题的解法以通性通法为基础,为不同能力水平的
考生提供了展示空间.如果考生能够将数与形相结合,那么运算过程将更为简
捷.
试题亮点
试题背景来源于教材,考查了直线和圆的基本性质,对平面几何与解析几
何等知识综合应用的考查作了较好的设计.若考生从问题的简单情景中能应用圆
的定义去分析问题,则解答过程会更加简捷,从而体现出考生思维的灵活性.
试题为考生提供的思考角度是多样的,考生可以根据自己的能力水平想到不同
的解题路径和方法.试题对考生的数学运算、逻辑推理等数学学科素养的考查
有较好的体现.
此外,试题具有很好的开放性.考生可以用通性通法求解,但相对而言有些
方法计算会复杂一些.因此,试题突出考查考生的逻辑推理能力,通过"看一
看""推一推""想一想""算一算",能够对不同思维水平的考生进行区分,全面系
统地考查考生对核心概念、基本原理、基本方法的掌握程度.试题基于数学的
基础知识,但又打破了固有的命题模式.
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