第4讲直线与圆、圆与圆的位置关系基础巩固题组(建议用时:40分钟)一、选择题1.若直线ax+by=1与圆x2+y2=1相交,则P(a,b)()A.在圆上B.在圆外C.在圆内D.以上都有可能解析由<1,得>1,∴点P在圆外.答案B2.圆x2+y2-4x=0在点P(1,)处的切线方程为()A.x+y-2=0B.x+y-4=0C.x-y+4=0D.x-y+2=0解析易知圆心C坐标为(2,0),则kCP==-,所以所求切线的斜率为.故切线方程为y-=(x-1),即x-y+2=0.答案D3.(·甘肃诊断考试)已知圆O1:(x-a)2+(y-b)2=4,O2:(x-a-1)2+(y-b-2)2=1(a,b∈R),则两圆的位置关系是()A.内含B.内切C.相交D.外切解析由O1:(x-a)2+(y-b)2=4得圆心坐标为(a,b),半径为2;由O2:(x-a-1)2+(y-b-2)2=1得圆心坐标为(a+1,b+2),半径为1,所以两圆圆心之间的距离为|O1O2|==,因为|2-1|=1<<2+1=3,所以两圆相交,故选C.答案C4.若直线y=kx与圆(x-2)2+y2=1的两个交点关于直线2x+y+b=0对称,则k,b的值分别为()A.k=,b=-4B.k=-,b=4C.k=,b=4D.k=-,b=-4解析因为直线y=kx与圆(x-2)2+y2=1的两个交点关于直线2x+y+b=0对称,则y=kx与直线2x+y+b=0垂直,且2x+y+b=0过圆心,所以解得k=,b=-4.答案A5.(·江西卷)在平面直角坐标系中,A,B分别是x轴和y轴上的动点,若以AB为直径的圆C与直线2x+y-4=0相切,则圆C面积的最小值为()A.πB.πC.(6-2)πD.π解析由题意得以AB为直径的圆C过原点O,圆心C为AB的中点,设D为切点,要使圆C的面积最小,只需圆的半径最短,也只需OC+CD最小,其最小值为OE(过原点O作直线2x+y-4=0的垂线,垂足为E)的长度(如图).由点到直线的距离公式得|OE|=.所以圆C面积的最小值为π=π.故选A.答案A二、填空题6.(·青岛质量检测)直线y=2x+1被圆x2+y2=1截得的弦长为________.解析圆x2+y2=1的圆心O(0,0),半径r=1.圆心O到直线y=2x+1的距离为d==,故弦长为2=2=.答案7.(·湖北卷)直线l1:y=x+a和l2:y=x+b将单位圆C:x2+y2=1分成长度相等的四段弧,则a2+b2=______.解析由题意知,直线l1截圆所得的劣弧长为,则圆心到直线l1的距离为,即=,则a2=1.同理可得b2=1,则a2+b2=2.答案28.(·重庆卷)已知直线ax+y-2=0与圆心为C的圆(x-1)2+(y-a)2=4相交于A,B两点,且△ABC为等边三角形,则实数a=________.解析依题意,圆C的半径是2,圆心C(1,a)到直线ax+y-2=0的距离等于×2=,于是有=,即a2-8a+1=0,解得a=4±.答案4±三、解答题9.已知直线l:y=kx+1,圆C:(x-1)2+(y+1)2=12.(1)试证明:不论k为何实数,直线l和圆C总有两个交点;(2)求直线l被圆C截得的最短弦长.法一(1)证明由消去y得(k2+1)x2-(2-4k)x-7=0,因为Δ=(2-4k)2+28(k2+1)>0,所以不论k为何实数,直线l和圆C总有两个交点.(2)解设直线与圆交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则直线l被圆C截得的弦长|AB|=|x1-x2|=2=2,令t=,则tk2-4k+(t-3)=0,当t=0时,k=-,当t≠0时,因为k∈R,所以Δ=16-4t(t-3)≥0,解得-1≤t≤4,且t≠0,故t=的最大值为4,此时|AB|最小为2.法二(1)证明圆心C(1,-1)到直线l的距离d=,圆C的半径R=2,R2-d2=12-=,而在S=11k2-4k+8中,Δ=(-4)2-4×11×8<0,故11k2-4k+8>0对k∈R恒成立,所以R2-d2>0,即d