■夏曉靜

本文聚焦直線與圓的位置關(guān)系的典型問(wèn)題，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助。

一、直線與圓位置關(guān)系的判斷

直線與圓的位置關(guān)系有三種∶相交，相切，相離。

例1已知圓C∶x2+y2-2ax+2y+a2-a+1=0和直線l∶x+y-2a+1=0。

(1)若圓C與直線l相切，求實(shí)數(shù)a的值。

(2)若圓C與直線l相交，求實(shí)數(shù)a的取值范圍。

(3)若圓C與直線l相離，求實(shí)數(shù)a的取值范圍。

解：圓方程可化為(x-a)2+(y+1)2=a，所以圓心C(a，-1)，半徑且a＞0。

因?yàn)閍＞0，所以a=2。

因?yàn)閍＞0，所以a∈(2，+∞)。

方法點(diǎn)評(píng):對(duì)于直線與圓位置關(guān)系的判斷問(wèn)題，通常選擇幾何法求解。若給出的圓的一般方程中含有參數(shù)，要注意先求出參數(shù)的取值范圍，以防止出現(xiàn)增解。

二、直線與圓的相交問(wèn)題

直線與圓的相交問(wèn)題，一般涉及有關(guān)交點(diǎn)坐標(biāo)、弦長(zhǎng)、割線方程等問(wèn)題。

例2已知圓C∶x2+y2-6x-8y+21=0和直線kx-y-4k+3=0。

(1)證明∶不論k取何值，直線和圓總有兩個(gè)不同的交點(diǎn)。

(2)求當(dāng)k取什么值時(shí)，直線被圓截得的弦最短，并求這條最短弦的長(zhǎng)。

解：(1)圓方程可化為(x-3)2+(y-4)2=4。

由直線方程化為k(x-4)+3-y=0，可知直線過(guò)定點(diǎn)P(4，3)，易知定點(diǎn)P(4，3)在圓內(nèi)，所以直線與圓必相交，即直線與圓有兩個(gè)交點(diǎn)。

方法點(diǎn)評(píng):解題時(shí)，抓住圓的幾何性質(zhì)可以避免復(fù)雜的代數(shù)運(yùn)算，這是由圓的特殊性所決定的，體現(xiàn)了圓的對(duì)稱性的魅力。

三、直線與圓的相離問(wèn)題

直線與圓的位置關(guān)系中，相離問(wèn)題最復(fù)雜，最難求。

例3已知圓M∶x2+y2-4x-8y+4=0與x軸相切，若點(diǎn)P是直線3x+4y+8=0上的動(dòng)點(diǎn)，過(guò)點(diǎn)P作直線PA，PB與圓M相切，A，B為切點(diǎn)，求四邊形PAMB面積的最小值。

解：由題意可得圓M的方程為(x-2)2+(y-4)2=16，則S四邊形PAMB=2S△PBM=

因?yàn)镻M的最小值等于點(diǎn)M到直線3x+4y+8=0的距離，所以PMmin=6，由此可得(S四邊形PAMB)min，即四邊形PAMB面積的最小值為

方法點(diǎn)評(píng):對(duì)于題中的特征四邊形PAMB，還可以涉及切線長(zhǎng)最短、周長(zhǎng)最小、張角最大等問(wèn)題，這些都可以利用圓心到直線的距離問(wèn)題來(lái)解決。