圆与圆的位置关系
- 格式:doc
- 大小:608.00 KB
- 文档页数:14
圆与圆的位置关系的判断方法一、圆与圆的位置关系的判断方法有两种,一种是~d r 法,另一种是判别式法.以下详解这两种方法. 1、~d r 法根据两圆心距与两圆径的大小关系来判断:①外离d R r ; ②外切d R r ; ③相交R r dR r ;④内切dR r ; ⑤内含dR r .其中,R 是大圆的半径,r 是小圆的半径,12||d C C .如果是等圆,那么两圆就没有内切和内含这种位置关系,而有个重合的情况.如果两圆是等圆,那么两圆的位置关系只有外离,外切,相交和重合四种. 2、判别式法已知22111:0C xy D x E y F 1⊙,半径为r 和222222:0C xy D x E y F ⊙,半径为R ,且R r 判断两圆的位置关系:两圆的方程相减,得 121212()()()0D D x E E y F F简记为 0AxBy C其中220A B (1)将(1)式代入其中一个圆的方程中,消去x 或y ,可得一个关于y 或x 一元二次方程,记为20ay by c 或20ax bx c,其中0a①0两圆有两个公共点(相交); ②0两圆有一个公共点(内切或外切); ③0两圆无公共点(内含或外离); 以上②③中,如何区分内切和外切,内含和外离呢?请看以下数学思想方法: 将问题转化为小圆的圆心与大圆的位置关系(亦即点圆位置关系)来判断! 如果圆心1C 在圆2C 的外面,即dR ,那么两圆外切或外离;如果圆心1C 在圆2C 的内部,即d R ,那么两圆内切或内含. 二、两圆方程作差的意义 两圆作差后得到的方程:121212()()()0D D x E E y F F简记为 0AxBy C其中220A B (1)其意义为①当两圆相交时,方程(1)是相交弦所在的直线方程; ②当两圆相切时,方程(1)是过切点的公切线的方程; ③当两圆没有公共点时,方程(1)没有特别的含义. 三、应用举例 例题1 已知22:2440C xy x y 1⊙和222:1090C x y x ⊙,判断两圆的位置关系,若两圆相交,则求出相交弦所在直线的方程.【解析】方法一:~d r 法 圆心1(1,2)C ,半径3r ,圆心2(5,0)C ,半径4R ,则1,7R r R r两圆圆心距为22(15)(20)210(1,7)d所以,两圆相交,将两圆的方程相减可得 124130x y 即为相交弦的方程.方法二:判别式法将两圆的方程相减,得 124130x y 即 1334y x(2) 将(2)式代入222:1090C xy x ⊙得21604723130x x 24724160313224640所以,两圆相交,相交弦所在直线的方程是124130x y .【变式训练】 已知22:650C xy y 1⊙和222:870C x y x ⊙,判断两圆的位置关系,若两圆相交,则求出相交弦所在直线的方程;若两圆相切,则求出过切点的公切线的方程.例题2 已知22:4210C xy x y 1⊙和222:142410C x y x y ⊙,判断两圆的位置关系,若两圆相交,则求出相交弦所在直线的方程;若两圆相切,则求出过切点的公切线的方程.【解析】方法一:~d r 法 圆心1(2,1)C ,半径2r ,圆心2(7,1)C ,半径3R ,则1,5R r R r两圆圆心距为 22(72)(11)5dR r所以,两圆外切,将两圆的方程相减可得 4x 即为所求公切线的方程.方法二:判别式法将两圆的方程相减,得 4x (3)将(3)式代入222:142410C xy x y ⊙得2210y y 2(2)4110所以,两圆相切.小圆圆心1(2,1)C ,坐标代入222:142410C xy x y ⊙中,有222214241211422141170x y x y所以,两圆是外切关系,所求公切线的方程4x .【变式训练】 1.已知22:1C xy 1⊙和222:6890C x y x y ⊙,判断两圆的位置关系,若两圆相交,则求出相交弦所在直线的方程;若两圆相切,则求出过切点的公切线的方程. 2.已知22:46120C x y x y 1⊙和222:680C x y x y⊙,判断两圆的位置关系.。
圆与圆位置关系知识点
在几何学中,圆与圆之间的位置关系涉及到它们的相对位置和相交情况。
以下
是一些关于圆与圆位置关系的重要知识点。
1. 内切:当一个圆完全位于另一个圆内部,并且两个圆的边界相切于一个点时,我们称这两个圆为内切圆。
内切圆的半径小于外切圆的半径。
2. 外切:当一个圆完全位于另一个圆外部,并且两个圆的边界相切于一个点时,我们称这两个圆为外切圆。
外切圆的半径大于内切圆的半径。
3. 相离:当两个圆没有任何交点且没有相切点时,我们称这两个圆为相离圆。
4. 相交:当两个圆有交点时,我们称这两个圆为相交圆。
a. 两个圆相交于两个不同的点时,我们称这种相交为普通相交。
b. 当两个圆的圆心重合且半径相等时,这两个圆相交于一条直径线,我们称
这种相交为重合相交。
5. 同心圆:当两个圆的圆心重合但半径不相等时,我们称这两个圆为同心圆。
这些是圆与圆位置关系的基本知识点,它们帮助我们理解圆的排列方式并解决
与圆相关的几何问题。
了解这些知识点可以为我们进一步学习和应用几何学提供基础。
圆与圆的位置关系1.圆与圆的位置关系:两圆(x -a 1)2+(y -b 1)2=r 21(r 1>0)与(x -a 2)2+(y -b 2)2=r 22(r 2>0)圆心距d =(a 1-a 2)2+(b 1-b 2)2 d >r 1+r 2⇔两圆__外离__;d =r 1+r 2⇔两圆__外切__;|r 1-r 2|<d <r 1+r 2⇔两圆__相交__;d =|r 1-r 2|⇔两圆__内切__;0<d <|r 1-r 2|⇔两圆__内含__,d =0时为同心圆.2.两圆的公切线条数:当两圆内切时有__一条__公切线;当两圆外切时有__三条__公切线;相交时有__两条__公切线;相离时有__四条__公切线;内含时__无__公切线.随堂练习1.圆x 2+y 2=1与圆x 2+y 2=2的位置关系是 ( C )A .相切B .外离C .内含D .相交[解析] 圆x 2+y 2=1的圆心O 1(0,0),半径r 1=1,圆x 2+y 2=2的圆心O 2(0,0),半径r 2=2则d =|O 1O 2|=0,|r 2-r 1|=2-1∴d <|r 2-r 1|,∴这两圆的位置关系是内含.2.圆x 2+y 2=4与圆(x -4)2+(y -7)2=1公切线的条数为 ( D )A .1B .2C .3D .4[解析] 圆x 2+y 2=4的圆心O 1(0,0),半径r 1=2,圆(x -4)2+(y -7)2=1的圆心O 2(4,7),半径r 2=1,则d =|O 1O 2|=(4-0)2+(7-0)2=65>r 1+r 2=3.∴这两圆的位置关系是外离.有4条公切线,故选D .3.若圆x 2+y 2=m 与圆x 2+y 2+6x -8y -11=0内切,则m =__1或121__.[解析] 圆x 2+y 2=m 的半径r 1=m 圆x 2+y 2+6x -8y -11=0的圆心坐标为(-3,4),半径r 2=6.∵两圆相内切,两圆心距离d =5∴6-m =5,或m -6=5∴m =1或m =121.4.已知圆C 与圆x 2+y 2-2x =0相外切,并且与直线x +3y =0相切于点Q (3,-3),求圆C 的方程.[解析] 圆心C (a ,b )在过点Q (3,-3)与直线x +3y =0垂直的直线y =3x -43上,∴b =3a -43.圆心C 到C 1(1,0)和Q (3,-3)距离的差为1可得⎩⎪⎨⎪⎧ a =4b =0或⎩⎨⎧a =0b =-43.∴⊙C 的方程为(x -4)2+y 2=4或x 2+(y +43)2=36. 命题方向1 ⇨两圆位置关系的判断1 、判断圆x 2+y 2+6x -7=0与圆x 2+y 2+6y -27=0的位置关系.[解析] 解法一:圆x 2+y 2+6x -7=0的圆心为C 1(-3,0),半径r 1=4,圆x 2+y 2+6y -27=0的圆心为C 2(0,-3),半径为r 2=6,则两圆的圆心距d =|C 1C 2|=[0-(-3)]2+(-3-0)2=32∴|r 1-r 2|<d <r 1+r 2,即两圆相交.解法二:由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2+6x -7=0x 2+y 2+6y -27=0,得2x 2+383x +379=0 Δ=⎝⎛⎭⎫3832-4×2×379=1 4849-2969=1 1889>0∴两圆相交. 2.两圆C 1:x 2+y 2-2x -3=0,C 2:x 2+y 2-4x +2y +3=0的位置关系是( C )A.相离B.相切C.相交D.内含[解析]把两圆的方程分别配方,化为标准方程是(x-1)2+y2=4(x-2)2+(y+1)2=2,所以两圆圆心为C1(1,0),C2(2,-1),半径为r1=2,r2=2,则连心线的长|C1C2|=(1-2)2+(0+1)2=2r1+r2=2+2,r1-r2=2-2,故r1-r2<|C1C2|<r1+r2,两圆相交.命题方向2⇨由圆与圆的位置关系求参数的值或取值范围1. 实数k为何值时,两圆C1:x2+y2+4x-6y+12=0,C2:x2+y2-2x-14y+k=0相交、相切、相离?[解析]将两圆的一般方程化为标准方程,得C1:(x+2)2+(y-3)2=1,C1:(x-1)2+(y-7)2=50-k.则圆C1的圆心为C1(-2,3),半径r1=1;圆C2的圆心为C2(1,7),半径r2=50-k,k<50.∴|C1C2|=(-2-1)2+(3-7)2=5.当1+50-k=5,即k=34时,两圆外切;当|50-k-1|=5,即k=14时,两圆内切;当14<k<34时,4<50-k<6则r2-r1<|C1C2|<r2+r1,此时,两圆相交;当k<14时两圆内含,当34<k<50时,两圆相离.已知圆C1:x2+y2-2mx+4y+m2-5=0,圆C2:x2+y2+2x-2my+m2-3=0,m为何值时:(1)圆C1与圆C2相外切;(2)圆C1与圆C2内含.[解析]对于圆C1与圆C2的方程,经配方后C1:(x-m)2+(y+2)2=9.圆心C1(m,-2),半径r1=3.C2:(x+1)2+(y-m)2=4.圆心C2(-1,m),半径r2=2.(1)当两圆相外切时,|C1C2|=r1+r2∴(m+1)2+(-2-m)2=5,∴m2+3m-10=0解得m=-5或2.(2)当两圆相内含时,0<|C1C2|<|r1-r2|∴(m+1)2+(-2-m)2<1∴m2+3m+2<0,∴-2<m<-1.命题方向3⇨两圆的公共弦问题1. 已知两圆x2+y2-2x+10y-24=0和x2+y2+2x+2y-8=0.(1)试判断两圆的位置关系;(2)求公共弦所在的直线方程;(3)求公共弦的长度.[解析](1)将两圆方程配方化为标准方程C1:(x-1)2+(y+5)2=50,C2:(x+1)2+(y+1)2=10.则圆C1的圆心为(1,-5),半径r1=52;圆C2的圆心为(-1,-1),半径r2=10.又|C1C2|=25,r1+r2=52+10,r1-r2=52-10.∴r1-r2<|C1C2|<r1+r2,∴两圆相交.(2)将两圆方程相减,得公共弦所在直线方程为x-2y+4=0.(3两方程联立,得方程组⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-2x +10y -24=0x 2+y 2+2x +2y -8=0两式相减得x -2y +4=0,即两圆相交弦所在直线的方程; 由x 2+y 2-2x +10y -24=0,得(x -1)2+(y +5)2=50其圆心为C 1(1,-5),半径r 1=52.圆心C 1到直线x -2y +4=0的距离d =|1-2×(-5)+4|1+(-2)2=35 ∴两圆的公共弦长为2r 2-d 2=250-45=2 5.2.圆C 1:x 2+y 2-12x -2y -13=0和圆C 2:x 2+y 2+12x +16y -25=0的公共弦所在的直线方程是__4x +3y -2=0__,公共弦长为__10__.[解析] 已知圆C 1:x 2+y 2-12x -2y -13=0,①圆C 2:x 2+y 2+12x +16y -25=0,② ①-②得24x +18y -12=0即4x +3y -2=0.把圆C 1,圆C 2化成标准方程分别为圆C 1:(x -6)2+(y -1)2=50,圆心为(6,1)r 1=52圆C 2:(x +6)2+(y +8)2=125,圆心为(-6,-8),r 2=55则连心线的长|C 1C 2|=(6+6)2+(1+8)2=15从而r 2-r 1<|C 1C 2|<r 1+r 2.故两圆相交.所以两圆公共弦所在的直线方程是4x +3y -2=0.圆C 1的圆心到直线的距离d =|4×6+3×1-2|42+32=5故公共弦长为2r 21-d 2=250-25=10. 基础测试1.已知圆C 1:(x +1)2+(y -3)2=25,圆C 2与圆C 1关于点(2,1)对称,则圆C 2的方程是 ( B )A .(x -3)2+(y -5)2=25B .(x -5)2+(y +1)2=25C .(x -1)2+(y -4)2=25D .(x -3)2+(y +2)2=25[解析] 设⊙C 2上任一点P (x ,y ),它关于(2,1)的对称点(4-x,2-y )在⊙C 1上,∴(x -5)2+(y +1)2=25.2.圆x 2+y 2-2x -5=0和圆x 2+y 2+2x -4y -4=0的交点为A 、B ,则线段AB 的垂直平分线方程为 ( A )A .x +y -1=0B .2x -y +1=0C .x -2y +1=0D .x -y +1=0[解析] 解法一:线段AB 的中垂线即两圆的连心线所在直线l ,由圆心C 1(1,0),C 2(-1,2),得l 方程为x +y -1=0. 解法二:直线AB 的方程为:4x -4y +1=0,因此线段AB 的垂直平分线斜率为-1,过圆心(1,0),方程为y =-(x -1),故选A .3.若圆(x -a )2+(y -b )2=b 2+1始终平分圆(x +1)2+(y +1)2=4的周长,则a 、b 应满足的关系式是 ( B )A .a 2-2a -2b -3=0B .a 2+2a +2b +5=0C .a 2+2b 2+2a +2b +1=0D .3a 2+2b 2+2a +2b +1=0[解析] 利用公共弦始终经过圆(x +1)2+(y +1)2=4的圆心即可求得.两圆的公共弦所在直线方程为:(2a +2)x +(2b +2)y -a 2-1=0,它过圆心(-1,-1),代入得a 2+2a +2b +5=0.4.设r >0,两圆(x -1)2+(y +3)2=r 2与x 2+y 2=16可能 ( C )A .相离B .相交C .内切或内含或相交D .外切或外离[解析] ∵两圆圆心坐标为(1,-3),(0,0),∴两圆的圆心的距离为(0-1)2+(0+3)2=10<4,半径分别为4,r ,∴当|4-r |<10<4+r 时,两圆相交,当4-r =10时,两圆相切,当4-r <10时,两圆内含,故选C .5.两圆x 2+y 2=16与(x -4)2+(y +3)2=r 2(r >0)在交点处的切线互相垂直,则r = ( C )A .5B .4C .3D .22[解析] 设一个交点P (x 0,y 0),则x 20+y 20=16,(x 0-4)2+(y 0+3)2=r 2,∴r 2=41-8x 0+6y 0∵两切线互相垂直∴y 0x 0·y 0+3x 0-4=-1,∴3y 0-4x 0=-16.∴r 2=41+2(3y 0-4x 0)=9,∴r =3. 6.半径长为6的圆与y 轴相切,且与圆(x -3)2+y 2=1内切,则此圆的方程为 ( D )A .(x -6)2+(y -4)2=6B .(x -6)2+(y ±4)2=6C .(x -6)2+(y -4)2=36D .(x -6)2+(y ±4)2=36[解析] 半径长为6的圆与x 轴相切,设圆心坐标为(a ,b ),则a =6,再由b 2+32=5可以解得b =±4,故所求圆的方程为(x -6)2+(y ±4)2=36.7.求以圆C 1:x 2+y 2-12x -2y -13=0和圆C 2:x 2+y 2+12x +16y -25=0的公共弦为直径的圆C 的方程.[解析] 解法一:联立两圆方程⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-12x -2y -13=0x 2+y 2+12x +16y -25=0 相减得公共弦所在直线方程为4x +3y -2=0.再由⎩⎪⎨⎪⎧4x +3y -2=0x 2+y 2-12x -2y -13=0 联立得两圆交点坐标(-1,2)、(5,-6).∵所求圆以公共弦为直径∴圆心C 是公共弦的中点(2,-2),半径为 12(5+1)2+(-6-2)2=5. ∴圆C 的方程为(x -2)2+(y +2)2=25.。
圆与圆的位置关系(解析版)圆与圆的位置关系(解析版)圆与圆的位置关系是几何学中常见的问题。
在解析几何中,我们可以通过方程和图形的分析来确定两个圆之间的位置关系。
本文将详细介绍圆与圆的位置关系及其解析方法。
I. 两个圆的位置关系当给定两个圆的方程时,我们可以通过以下几种情况来判断它们的位置关系:1. 相离(disjoint)如果两个圆不相交,它们互相分离,也就是说没有公共点。
我们可以通过计算它们的半径之和和两个圆心之间的距离来判断。
如果半径之和小于圆心之间的距离,即 r1 + r2 < d,那么两个圆相离。
2. 外切(tangent exterior)如果两个圆的外部只有一个公共点,我们称它们相切于外部。
这意味着两个圆心之间的距离等于它们的半径之和,并且没有其他公共点。
我们可以通过计算两个圆心之间的距离和两个圆的半径之和来判断。
如果半径之和等于圆心之间的距离,即 r1 + r2 = d,那么两个圆相切于外部。
3. 内切(tangent interior)如果两个圆的内部只有一个公共点,我们称它们相切于内部。
这意味着两个圆的半径之差等于它们的圆心之间的距离,并且没有其他公共点。
我们可以通过计算两个圆的半径之差和两个圆心之间的距离来判断。
如果圆心之间的距离等于半径之差,即 d = |r1 - r2|,那么两个圆相切于内部。
4. 相交(intersect)如果两个圆有两个公共点,我们称它们相交。
这意味着两个圆心之间的距离小于半径之和,并且有两个公共点。
我们可以通过计算两个圆心之间的距离和两个圆的半径之和来判断。
如果半径之和大于圆心之间的距离,即 r1 + r2 > d,那么两个圆相交。
II. 解析方法在解析几何中,我们可以利用两个圆的方程来求解它们的位置关系。
假设第一个圆的方程为(x - h1)^2 + (y - k1)^2 = r1^2,第二个圆的方程为(x - h2)^2 + (y - k2)^2 = r2^2,其中(h1, k1)和(h2, k2)分别代表两个圆的圆心坐标,r1和r2分别代表两个圆的半径。
圆与圆的位置关系
2020-03-19 15:59:36
圆与圆的位置关系:外离、相切(内切和外切)、相交、内含。
在一个平面内,一动点以一定点为中心,以一定长度为距离旋转一周所形成的封闭曲线叫做圆。
圆与圆的位置关系
圆与圆的位置关系的判断方法
一、设两个圆的半径为R和r,圆心距为d。
则有以下五种关系:
1、d>R+r 两圆外离; 两圆的圆心距离之和大于两圆的半径之和。
2、d=R+r 两圆外切; 两圆的圆心距离之和等于两圆的半径之和。
3、d=R-r 两圆内切; 两圆的圆心距离之和等于两圆的半径之差。
4、d<R-r 两圆内含;两圆的圆心距离之和小于两圆的半径之差。
5、d<R+r 两园相交;两圆的圆心距离之和小于两圆的半径之和。
二、圆和圆的位置关系,还可用有无公共点来判断:
1、无公共点,一圆在另一圆之外叫外离,在之内叫内含。
2、有唯一公共点的,一圆在另一圆之外叫外切,在之内叫内切。
3、有两个公共点的叫相交。
两圆圆心之间的距离叫做圆心距。
图1扇形、圆与圆的位置关系一、圆和圆的位置关系.1、外离、外切、相交、内切、内含(包括同心圆)这五种位置关系的定义.(1)外离: 两个圆没有公共点,并且每个圆上的点都在另一个圆的外部时,叫做这两个圆外离.(2)外切: 两个圆有惟一的公共点,并且除了这个公共点以外,每个圆上的点都在另一个圆的外部时, 叫做这两个圆外切.这个惟一的公共点叫做切点.(3)相交: 两个圆有两个公共点,此时叫做这个两个圆相交.(4)内切: 两个圆有惟一的公共点,并且除了这个公共点以外,一个圆上的都在另一个圆的内部时,叫做这两个圆内切.这个惟一的公共点叫做切点.(5)内含: 两个圆没有公共点, 并且一个圆上的点都在另一个圆的内部时,叫做这两个圆内含.两圆同心是两圆内的一个特例. 2、相切两圆的性质:如果两个圆相切,那么切点一定在连心线上. 3、 相交两圆的性质:相交两圆的连心线垂直平分公共弦. 二、弧长及扇形的面积1、圆周长公式: 圆周长C=2πR (R 表示圆的半径)2. 弧长公式: 弧长180R n l π= (R 表示圆的半径, n 表示弧所对的圆心角的度数)3、扇形定义:一条弧和经过这条弧的端点的两条半径所组成的图形叫做扇形.4、弓形定义:由弦及其所对的弧组成的图形叫做弓形. 弓形弧的中点到弦的距离叫做弓形高. 5、圆的面积公式.2R S π= (R 表示圆的半径) 6、扇形的面积公式:扇形的面积3602R n S π=扇形 (R 表示圆的半径, n 表示弧所对的圆心角的度数)※弓形的面积公式:(如图5) (1)当弓形所含的弧是劣弧时, 三角形扇形弓形S S S -= (2)当弓形所含的弧是优弧时, 三角形扇形弓形S S S += (3)当弓形所含的弧是半圆时, 扇形弓形S R S ==221π提高试题1、如图,两正方形彼此相邻且内接于半圆,若小正方形的面积为16cm 2,则该半圆的半径为( )A. (4+cm B. 9 cmC. D.cm第1题 第2题2、如图,MN 是半径为1的⊙O 的直径,点A 在⊙O 上,∠AMN =30°,B 为AN 弧的中点,点P 是直径MN 上一个动点,则PA+PB 的最小值为( )A .22B .2C .1D .23、已知两圆的半径为R,r 分别是方程X 2-5X+6=0两根,两圆的圆心距为1,两圆的位置关系是( ) A.外离 B.外切 C.内切 D.相交4、已知圆锥的母线长为4,底面半径为2,则圆锥的侧面积等于 ( )A .8πB .9πC .10πD .11π 5、一个圆锥的侧面展开图是半径为1的半圆,则该圆锥的底面半径是 ( ).A .1B .34C .12D .136、 现有一个圆心角为,半径为的扇形纸片,用它恰好围成一个圆锥的侧面(接缝忽略不计).该圆锥底面圆的半径为( )A .B .C .D .7、如图,正方形ABCD 内接于⊙O ,点P 在劣弧AB 上,连接DP ,DP 交AC 于点Q .若QO=PQ ,则QA QC的值为( ) (A )132-(B )32(C )23+(D )23+8、已知锐角△ABC 的顶点A 到垂心H 的距离等于它的外接圆的半径,则∠A 的度数是( ) (A )30° (B )45° (C )60° (D )75°9、如图,已知平行四边形ABCD ,过A 、B 、C 三点的圆交AD 于E ,且与CD 相切。
圆与圆的位置关系知识要点:1.圆与圆的位置关系设两圆半径为R和r,圆心距为d,则两圆的位置关系如下:2.分切线定义:和两个圆都相切的直线叫做两圆的公切线。
当两圆在公切线同旁时,这样的公切线叫做外公切线;当两圆在公切线两旁时,这样的公切线叫做内公切线。
公切线长:公切线上的两个切点间的距离叫做公切线的长。
定理:两圆的两条外分切线长相等,两圆的两条内公切线长也相等。
外公切线的长为;内公切线的长为。
3.相交两圆的性质定理:相交两圆的连心线垂直平分两圆的公共弦。
4.相切两圆的性质定理:相切两圆的连心线经过切点。
1.圆和圆的位置关系(设两圆半径分别为R和r,同心距为d)(1)两圆外离d>R+r;(2)两圆外切d=R+r;(3)两圆相交R-r<d<R+r;(4)两圆内切d=R-r;(5)两圆内含d<R-r。
(同心圆(6)是一种内含的特例)2.有关性质:(1)连心线:通过两圆圆心的直线。
如果两个圆相切,那么切点一定在连心线上。
(2)公共弦:相交两圆的连心线垂直平分两圆的公共弦。
(3)公切线:和两个圆都相切的直线,叫做两圆的公切线。
两个圆在公切线同旁两个圆在公切线两旁3.已知两圆半径分别为R、r,同心距为d,填定下表:名称公共点数圆心距半径关系公切线条数内外外离d=R+r相交d=R-r内含一星级题:1.如果两圆有且只有两条公切线,那么这两圆的位置关系是()A.外离 B.外切 C.相交 D.内含2.如果两圆半径分别为3㎝和5㎝,圆心距为2㎝,则两个圆的位置关系为()。
A.外离 B.外切 C.相交 D.内切3.已知⊙O1和⊙O2内切,它们的半径分别为2㎝和3㎝,则两圆圆心距O1O2= ㎝。
4.半径分别为3㎝和4㎝的两圆外切,那么这两圆的圆心距为㎝。
5.已知半径为R的两个等圆的圆心距为d,那么当两圆外切时,d与R满足的关系式是。
6.已知两圆半径分别为5㎝和2㎝,它们的圆心距为7㎝,则两圆位置关系为。
7.已知:两圆⊙O1与⊙O2的圆心距O1O2=5㎝,两圆的半径分别为㎝和㎝,则这两圆的位置关系是。
圆与圆的位置关系【基础知识点】12例题1、如图 ,⊙A与⊙B内切,⊙A与⊙C外切,⊙A、⊙B、⊙C的半径分别是,2+,∠BAC=60°,求BC的长。
2-62,2623、两圆的公切线:和两个圆都想切的直线叫做两圆的公切线,包括外公切线、内公切线。
(1)外公切线:两个圆在公切线同旁时,这样的公切线叫做外公切线。
(2)内公切线:两个圆在公切线两旁时,这样的公切线叫做内公切线。
(3)公切线的长:公切线上两个切点间的距离叫做公切线的长。
4、两圆相交的重要定理:相交两圆的连心线垂直平分公共弦。
例题2、已知⊙1和⊙2的半径分别为8cm和5cm,它们相交于A、B,且AB=6cm,求圆心距O1O2.(自己作图,考虑两种情况,分类讨论:圆心在AB同侧或者异侧)例题3、如图,已知直角三角形ABC的斜边AB为4,内切圆半径为26 ,求三角形ABC的面积。
例题4、(2011•南京)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6cm,BC=8cm.P为BC的中点,动点Q从点P出发,沿射线PC方向以2cm/s的速度运动,以P为圆心,PQ长为半径作圆.设点Q运动的时间为t s.(1)当t=1.2时,判断直线AB与⊙P的位置关系,并说明理由;(2)已知⊙O为△ABC的外接圆.若⊙P与⊙O相切,求t的值.例题5、(2008•威海)如图,点A,B在直线MN上,AB=11厘米,⊙A,⊙B的半径均为1厘米.⊙A 以每秒2厘米的速度自左向右运动,与此同时,⊙B的半径也不断增大,其半径r(厘米)与时间t(秒)之间的关系式为r=1+t(t≥0).(1)试写出点A,B之间的距离d(厘米)与时间t(秒)之间的函数表达式;(2)问点A出发后多少秒两圆相切?例题6、(2011•绵阳)如图,在梯形ABCD中,AB∥CD,∠BAD=90°,以AD为直径的半圆O与BC 相切.(1)求证:OB⊥OC;(2)若AD=12,∠BCD=60°,⊙O1与半⊙O外切,并与BC、CD相切,求⊙O1的面积.例题7、(2007•南充)如图是某城市一个主题雕塑的平面示意图,它由置放于地面l上两个半径均为2米的半圆与半径为4米的⊙A构成.点B、C分别是两个半圆的圆心,⊙A分别与两个半圆相切于点E、F,BC长为8米.求EF的长.例题8(2011•黄石)已知⊙O1与⊙O2相交于A、B两点,点O1在⊙O2上,C为⊙O2上一点(不与A,B,O1重合),直线CB与⊙O1交于另一点D.(1)如图(1),若AD是⊙O1的直径,AC是⊙O2的直径,求证:AC=CD;(2)如图(2),若C是⊙O1外一点,求证:O1C丄AD;(3)如图(3),若C是⊙O1内的一点,判断(2)中的结论足否成立.例题9、(2006•成都)已知:如图,⊙O与⊙A相交于C,D两点,A,O分别是两圆的圆心,△ABC内接于⊙O,弦CD交AB于点G,交⊙O的直径AE于点△CDE,连接BD.(1)求证:△ACG∽△DBG;(2)求证:AC2=AG•AB;6,15,且CG:CD=1:4,求AB和BD的长(3)若⊙A,⊙O的直径分别为5【课堂练习】一、填空与选择1、(2010•宁夏)如图是三根外径均为1米的圆形钢管堆积图和主视图,则其最高点与地面的距离是__米.2、(2010•菏泽)如图,在正方形ABCD中,O是CD边上的一点,以O为圆心,OD为半径的半圆恰好与以B为圆心,BC为半径的扇形的弧外切,则∠OBC的正弦值为________3、(2008•绍兴)如图中的圆均为等圆,且相邻两圆外切,圆心连线构成正三角形,记各阴影部分面积从左到右依次为S1,Ss,S3,…,Sn,则S12:S4的值等于__________。
初中数学知识归纳圆与圆之间的位置关系圆与圆之间的位置关系是初中数学中的一个重要内容,它涉及到圆的相交关系、包含关系以及外切关系等多个方面。
通过归纳总结,我们可以更好地理解和运用这些知识点。
一、相离关系当两个圆没有任何交点时,它们被称为相离的圆。
两个相离的圆之间的最大距离等于它们的半径之和。
二、外切关系如果两个圆的半径相等,并且它们的圆心之间的距离等于两个圆的半径之和,我们称这两个圆为外切的圆。
三、相交关系相交是指两个圆的内部空间存在公共点。
根据两个圆的圆心之间的距离和半径的关系,相交的情况又可以分为四种。
1.相交于两点当两个圆的圆心之间的距离小于两个圆的半径之和,并且大于两个圆的半径之差时,两个圆相交于两个点。
2.相切于外点当两个圆的圆心之间的距离等于两个圆的半径之和时,两个圆相切于外点。
3.相切于内点当两个圆的圆心之间的距离等于两个圆的半径之差时,两个圆相切于内点。
4.相切于公切线当两个圆的圆心之间的距离等于两个圆的半径之和,并且两个圆的半径不相等时,两个圆相切于一条公切线。
四、内含关系如果一个圆的内部完全位于另一个圆内部,我们称这两个圆为内含的关系。
在内含的情况下,内含圆的半径小于包含圆的半径。
五、包含关系如果一个圆的外部完全包含另一个圆,我们称这两个圆为包含的关系。
在包含的情况下,包含圆的半径大于内含圆的半径。
通过对圆与圆之间的位置关系进行归纳整理,我们可以更好地理解和应用这些知识点。
在解决相关题目时,我们可以根据题目给出的条件和要求,运用这些位置关系进行分析和推理。
同时,我们还可以通过观察图形特点和运用相关定理来判断两个圆之间的位置关系,从而解决问题。
初中数学中的圆与圆之间的位置关系是一个基础而重要的内容,它不仅在几何学中有广泛的应用,而且在实际生活和工程中也有着重要的作用。
通过掌握和运用这些知识,我们可以更好地理解和应用数学,为解决实际问题提供有力的支持。
圆与圆的位置关系的判断方法李吉文一、圆与圆的位置关系的判断方法有两种,一种是~d r 法,另一种是判别式法D .以下详解这两种方法. 1、~d r 法根据两圆心距与两圆径的大小关系来判断: ①外离Ûd R r >+; ②外切Ûd R r =+;③相交ÛR r d R r -<<+; ④内切Ûd R r =-; ⑤内含Ûd R r <-.其中,R 是大圆的半径,r 是小圆的半径,如果是等圆,那么两圆就没有内含这种位置关系了.2、判别式法D已知22111:0C x y D x E y F ++++=1⊙,半径为r 和222222:0C x y D x E y F ++++=⊙,半径为R ,且R r >判断两圆的位置关系:两圆的方程相减,得 121212()()()0D D x E E y F F -+-+-=简记为 0A x B yC ++= 其中220A B +? (1) 将(1)式代入其中一个圆的方程中,消去x 或y ,可得一个关于y 或x 一元二次方程,记为20ay by c ++=或20ax bx c ++=,其中0a >①0D >?两圆有两个公共点(相交);②0D =?两圆有一个公共点(内切或外切); ③0D <?两圆无公共点(内含或外离);以上②③中,如何区分内切和外切,内含和外离呢?请看以下数学思想方法: 将问题转化为小圆的圆心与大圆的位置关系(亦即点圆位置关系)来判断!如果圆心1C 在圆2C 的外面,即d R >,那么两圆外切或外离;如果圆心1C 在圆2C 的内部,即d R <,那么两圆内切或内含.二、两圆方程作差的意义两圆作差后得到的方程:121212()()()0D D x E E y F F -+-+-=简记为 0A x B yC ++= 其中220A B +? (1) 其意义为①当两圆相交时,方程(1)是相交弦所在的直线方程; ②当两圆相切时,方程(1)是过切点的公切线的方程; ③当两圆没有公共点时,方程(1)没有特别的含义.三、应用举例例题1 已知22:2440C x y x y ++--=1⊙和222:1090C x y x +-+=⊙,判断两圆的位置关系,若两圆相交,则求出相交弦所在直线的方程.【解析】方法一:~d r 法圆心1(1,2)C -,半径3r =,圆心2(5,0)C ,半径4R =,则1,7R r R r -=+= 两圆圆心距为(1,7)d =所以,两圆相交,将两圆的方程相减可得 124130x y --= 即为相交弦的方程. 方法二:判别式法D将两圆的方程相减,得 124130x y --= 即 1334y x =-(2) 将(2)式代入222:1090C x y x +-+=⊙得 21604723130x x -+=24724160313224640D =-创=>所以,两圆相交,相交弦所在直线的方程是124130x y --=.【变式训练】 已知22:650C x y y +-+=1⊙和222:870C x y x +-+=⊙,判断两圆的位置关系,若两圆相交,则求出相交弦所在直线的方程;若两圆相切,则求出过切点的公切线的方程.例题2 已知22:4210C x y x y +--+=1⊙和222:142410C x y x y +--+=⊙,判断两圆的位置关系,若两圆相交,则求出相交弦所在直线的方程;若两圆相切,则求出过切点的公切线的方程. 【解析】方法一:~d r 法圆心1(2,1)C ,半径2r =,圆心2(7,1)C ,半径3R =,则1,5R r R r -=+= 两圆圆心距为5d R r ===+所以,两圆外切,将两圆的方程相减可得 4x = 即为所求公切线的方程. 方法二:判别式法D将两圆的方程相减,得 4x = (3) 将(3)式代入222:142410C x y x y +--+=⊙得2210y y -+= 2(2)4110D =--创=所以,两圆相切.小圆圆心1(2,1)C ,坐标代入222:142410C x y x y +--+=⊙中,有222214241211422141170x y x y +--+=+-??=>所以,两圆是外切关系,所求公切线的方程4x =.【变式训练】1.已知22:1C x y +=1⊙和222:6890C x y x y +--+=⊙,判断两圆的位置关系,若两圆相交,则求出相交弦所在直线的方程;若两圆相切,则求出过切点的公切线的方程. 2.已知22:46120C x y x y +--+=1⊙和222:680C x y x y +--=⊙,判断两圆的位置关系.。
平面几何中的圆与圆的位置关系在平面几何中,圆与圆的位置关系是一个重要的研究对象。
它描述了两个圆在平面上相互之间的相对位置和位置关系。
在这篇文章中,我们将探讨一些常见的圆与圆的位置关系,并介绍它们在几何学和实际生活中的应用。
一、相离关系相离关系是指两个圆在平面上没有任何交点,彼此之间相互独立。
当两个圆的半径之和小于它们之间的距离时,它们就处于相离的状态。
这种位置关系常见于实际生活中的物体和图形之间,如两个没有交集的轮胎,两个独立的圆形图标等。
二、外切关系外切关系是指两个圆在平面上相切于一点,且这个切点是它们半径所在直线的交点。
当两个圆的半径之和等于它们之间的距离时,它们就处于外切的状态。
这种位置关系在几何学中经常出现,也广泛应用于实际生活中,如两个相切的球体,两个相切的圆形花坛等。
三、相交关系相交关系是指两个圆在平面上有交点,彼此之间相互交叠。
当两个圆的半径之和大于它们之间的距离,但小于两个圆半径之和时,它们就处于相交的状态。
这种位置关系常见于交通标志、建筑设计等领域,如两个相交的轮胎,两个相交的圆形交通路口等。
四、内切关系内切关系是指一个圆被另一个圆包围,且两个圆的切点处于它们半径所在直线的交点上。
当一个圆的半径等于另一个圆半径的两倍时,它们就处于内切的状态。
这种位置关系常见于圆形图案的设计以及建筑物的布局,在实际生活中具有一定的美学和实用价值。
五、包含关系包含关系是指一个圆完全包含另一个圆,两个圆之间没有交点。
当一个圆的半径大于另一个圆的半径,并且两个圆心之间的距离小于它们的半径之差时,它们就处于包含的状态。
这种位置关系常见于几何学证明和实际生活中的设计,如一个大圆包含一个小圆,一个圆环包含一个小球等。
在几何学中,圆与圆的位置关系不仅仅是一个抽象的概念,它们具有广泛的应用。
比如在地图上,我们可以利用相交关系来标记交通路口,用外切关系来表示相邻城市的距离,用包含关系来表示行政区划的辖区等。
在建筑设计中,我们可以利用内切关系和包含关系来安排空间布局和功能分区。
精心整理第三讲直线与圆的位置关系、圆与圆的位置关系
第一部分知识梳理
一.直线与圆的位置关系
1.直线与圆的三种位置关系
如图,设⊙O的半径为r,圆心O到直线l的距离为d,得出直线和圆的三种位置关系:
(1)直线l和⊙O相离⇔d r
>
此时:直线和圆没有公共点.
(2)直线l和⊙O相切⇔d r
=
.
(1)如果一条直线与圆只有一个公共点,那么这条直线是圆的切线.
(2)到圆心的距离等于半径的直线是圆的切线.
(3)经过半径的外端且垂直与这条半径的直线是圆的切线.
证明直线是圆的切线的两种情况:
(1)当不能说明直线与圆是否有公共点时,应当用“圆心到直线的距离等于半径
长”来判定直线与圆相切.
(2)当已知直线与圆有公共点时,应当用判定定理,即“经过半径外端且垂直于半径的直线是圆的切线”,简单地说,就是“联半径,证垂直”.
二.圆与圆的位置关系
1.圆与圆的五种位置关系
在同一个平面内,两个不等的圆的位置关系共有五种:外离、外切、相交、内切、
(
(
(
(
(
2.
注:当两圆相切时分为两种情况:外切和内切.
3.相交两圆的性质
相交两圆的性质:相交两圆的连心线垂直平分两圆的公共弦.
注:当两圆相交时分为两种情况:圆心在公共弦的同侧和圆心在公共弦的两侧. 第二部分例题精讲
例1如图,已知Rt ABC
∆中,∠C=90°,AC=3,BC=4
(1)圆心为点C、半径长R为2的圆与直线AB有怎样的位置关系?
(2)圆心为点C、半径长R为4的圆与直线AB有怎样的位置关系?
(3)如果以点C为圆心的圆与直线AB有公共点,求⊙C的半径R的取值范围.
. 已知Rt ABC
∆中,∠ABC=90°,AB=3,BC=4,以B为圆心作⊙B.
(1)若⊙B与斜边AC只有唯一一个公共点,求⊙B的半径长R的取值范围.
(2)若⊙B与斜边AC没有公共点,求⊙B的半径长R的取值范围.
例2已知:直线AB经过⊙O上的点C,并且
求证:直线AB是⊙O的切线.
出题意图:考查切线的判定定理.
解析:欲证AB是⊙O的切线,由于AB过圆上点C,若连结OC,则AB过半径OC的外端,只需证明OC⊥AB即可.
答案:
∵
∴
∴
∴
例3
BC=5
y
∵⊙A、⊙B、⊙C两两外切,
∴AB=x+y,BC=y+z,CA=z+x.
根据题意,得关于x、y、z的方程组
⎪⎩
⎪
⎨⎧=+=+=+653x z z y y x 解得
⎪⎩
⎪
⎨⎧===142z y x
∴⊙A 、⊙B 、⊙C 的半径长分别为2厘米、1厘米、4厘米. 针对训练3
如图,⊙O 的半径为5厘米,点P 是⊙O 外一点,OP=8厘米. 求:例4. ∴∴1
已知1和2O 相交于122别交1O 于点C 、D. 求证:AC BD =
例5如图,1O 与2O 内切于点P ,经过1O 上点Q 的切线与2O 相交于A 、B 两点,直线PQ 交2O 于点R.
求证:RA RB =
出题意图:考查相切两圆的性质.
解析:利用相切两圆的性质:两圆相切,连心线过切点.本题中过两个圆心作一条直线,则这条之间直线必过点P ,然后利用圆中的相关知识即可解答. 2O 内切于点
∴经过点P
∴1O 相切与点
5
1O 与2O 外切于点,经过1O 上点2O 相交于PQ 2O 于点R. 例6上,1O 、2O 外切于点P.1O 与2O 与AC AB 相离. (1(2)设O 的半径长为
定义域.
出题意图:考查圆与圆位置关系的综合应用
解析:利用等腰三角形的性质和圆与圆的位置关系,可推导出第一问的结论,再结合锐角三角比的知识推出函数解析式,在考虑定义域的时候要考虑到相关动点的临界位置问题,这是个难点,需要多加注意.
答案:
解:(1)联结1O D
1O 与AB 相切于点D
DP ∴∥AC
(2)联结2O E ,则2O E AC ⊥,作AH BC ⊥于H. 当1O 与AC 当2O 与AB 在∆(1(2.
1. A.B.C.D.过直径的端点且与该直径垂直的直线.
2.已知O 的直径等于12cm ,圆心O 到直线l 的距离为5cm ,则直线l 与O 的交点个数为()
A.0B.1C.2D.无法确定
3.
1O 的半径为3厘米,2O 的半径为2厘米,圆心距12O O =5厘米,这两圆的位置关系是()
A.内含
B.内切
C.相交
D.外切
4.已知两圆的直径分别为6cm 和10cm ,当两圆外切时,它们的圆心距d 的大小是() A.8d cm = B.48cm d cm << C.8d cm > D.4d cm =
5.已知线段AB=3cm ,
A 的半径为4cm ,若A 与
B 相切,则B 的半径为cm.
6.如图,AB 与O 相切于点C ,OA=OB ,若O 的直径为8cm ,AB=10cm ,那么OA 的长是 cm.
7.设与O 的位置关
系是.
8.9.1O 、2O 的半径长分别是,如果1O 与2O 内含,那么圆心距d 的取值范围为.
10.11.已知1O 和2O 的半径为方程和2O 的位置关系.
12.求证:以AB 为直径的与CD 相切.
13.如图,OA=OB=8,OA ⊥OB ,以O 为圆心、OA 为半径作AB ,2O 与以OA 为直径的1O 相切于点E ,与AB 相切于F ,与OB 相切于D ,求2O 的半径长.
14.如图,已知A 是1O 、2O 的一个交点,点P 是12O O 的中点.过点A 的直线MN 垂直于PA ,交1O 、2O 于M 、N.
求证:AM=AN.
15.已知1O 和2O 相交于A 、B 两点,公共弦与连心线12O O 相交于点G ,若AB=48,1O 的半径130r =,2O 的半径240r =. 求12AO O ∆的面积. 提高训练题(B )
1.,则直线与O 的位置关系是()
A.2.已知
A.相交3.r 、d 4.1O 和2O 的圆心距径为5.Rt D 为圆心、(1(26.A 为圆心,AB 为半径的圆弧外切,求tan ∠EAB 的值.
7.如图,点D 在O ⊙的直径AB 的延长线上,点C 在O ⊙上,AC CD =,30D ∠=°. (1)求证:CD 是O ⊙的切线;
(2)若O ⊙的半径为3,求BC 的长.(结果保留π)
8.如图,已知△ABC 中,∠C=90°,AC=12,BC=8,以AC 为直径作O ,以B 为圆心,
4为半径作B .
求证:O 与B 相外切.
9.如图,已知O 与A 交于B 、C 两点,A 在O 上,AD 是O 的直径,AD 交BC 于M ,AE 是O 的弦,AE 交BC 于N.若AM=4cm ,AN=6cm ,AE=24cm ,求O 的半径.
10.如图,AB 为半圆O 的直径,P 是AB 延长线上一点,将线段PA 绕点P 旋转到与半圆O (1(2(31.BC 2.C 、D ,
弦3.在90,AC=3OC=x ,∆的面积为y.求y 与x 之间的函数关系式.
4.在直角坐标平面内,O 为原点,点A 的坐标为(1,0),点C 的坐标为(0,4),直线CM x ∥轴(如图7所示).点B 与点A 关于原点对称,直线b x y +=(b 为常数)经过点B ,且与直线CM 相交于点D ,联结OD .
(1)求b 的值和点D 的坐标;
(2)设点P在x轴的正半轴上,若△POD是等腰三角形,求点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,如果以PD为半径的⊙P与⊙O外切,求⊙O的半径.
x
1.(
2.
3.(
4.
案.
5.
6.(
(2
基础训练题(A)
1.C
2.C
3.D
4.A
5.1cm或7cm
7.相切
8.内切
9.02cm d cm ≤<
10.4
11.两圆内含.(提示:算出半径之和和半径之差的绝对值,然后与圆心距比较即可)
12.
13.14.1.D 2.A
3.4.4
5.6.tan 7.(18.9.18cm(提示:由于△AMN ∽△AED ,列出比例式,从而可以求出AD 的长,即可算出答案)
10.(1)证明略(2)1(3)35
综合迁移题(C )
1.43
(提示:两圆外切圆心距等于半径之和,矩形的两边和对角线都为两个圆的半径之和,因此可通过勾股定理求出a 、b 的关系)
2.EB 与圆O 2相切,证明过程略
3.2273215(0)501082
y x x x =-++<<(提示:BEC ABC AED BDC S S S S ∆∆∆∆=--) 4.(1)D (3,4)
(2)符合条件的点P 有三个,分别是(5,0),(6,0),(
25,06
).
(3)当P (5,0)时,⊙O 的半径为5-当P (6,0)时,⊙O 的半径为1 当。