由一道题谈判断直线与圆位置关系的路径

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直线与圆的位置关系问题经常出现在解析几何试题中.解答此类问题,不仅要灵活运用直线与圆的方程、性质,还需灵活运用数形结合思想,借助图形来判断直线与圆的位置关系.下面结合一道例题,谈一谈判断直线与圆的位置关系的两种路径.

例题:已知点A在椭圆 C:x2+2y2=4 上,如图.设o 为原点,点 B 在直线 y=2 上,且 OA⊥OB ,请判断直线 AB 与圆 x2+y2=2 的位置关系.

一、利用点到直线的距离公式

若直线 l 的方程为 Ax+By+C=0(A,B 不同时为0),则点P(x,y)到直线l的距离为d=IAx+By+Cl.在判断直线与圆的位置关系时,我们可以先根据圆的方程确定圆心的坐标和半径 r ,然后根据点到直线的距离公式求得圆心到直线的距离 d ,再比较 d 与 r 之间的关系.若 d>r ,则直线与圆相离;若 d

解:因为点A在椭圆 C:x2+2y2=4 上,点 B 在直线(204号 y=2 上,

所以设

由 OA⊥OB 得 则 t2cos2θ=2sin2θ

而直线AB的方程为(√2 sinθ-2)(x-t)-(2cos0-t)(y-2)=0.

整理得 4cosθ=0.

由 x2+y2=2 可知圆的圆心为 (0,0) ,半径

由点到直线的距离公式可得点 o 到直线 AB 的距离为:

则 d=r ,所以直线 AB 与圆 x2+y2=2 相切.

我们先根据点到直线的距离公式求得圆心 o 到直线 AB 的距离,再将其与圆的半径相比较,即可快速判断出直线与圆的位置关系.

二、利用一元二次方程的判别式

在判断直线与圆的位置关系时,我们可以直接将直线与圆的方程联立,通过消元构造出关于 x 或 y 的一元二次方程,进而根据直线与圆的交点的个数,判断出方程的判别式 Δ 与0之间的关系.若 Δ>0 ,则直线与圆相交;若 Δ=0 ,则直线与圆相切;若 Δ<0 ,则直线与圆相离.

解:设 A(x0,y0),B(x1,2) ,则 x02+2y02=4① 且 x0x1+2y0=0 ,故 而直线 .AB:(y0-2)(x-x1)=(x0-x1)(y-2), 即 将直线方程与圆的方程联立,可得 可得 (204

则 Δ=0 ,所以方程只有1个实数根,即直线与圆只有一个交点,

所以直线 AB 与圆 x2+y2=2 相切.

解答本题,关键在于求得直线 AB 的方程,并将其与椭圆的方程联立,构造出一元二次方程,进而根据方程的判别式判断出直线与圆的位置关系.

可见,判断直线与圆的位置,不仅可以从图形入手,利用点到直线的距离公式进行判断,还可以从方程入手,根据一元二次方程的判别式进行判断。(剩余0字)

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