本题导读
本题考查直线与圆相切的性质。核心在于识别动直线族经过的定点,并利用几何直观将半径最大值转化为圆心到定点的距离。
📌【题干】
Question
(2015年江苏卷) 在平面直角坐标系 中,以点 为圆心且与直线 () 相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为 .
🔍【思路分析】
破题导航
- 分析动直线:将直线方程整理为关于参数 的形式 ,寻找直线族经过的定点 。
- 切线性质:圆与直线相切,则圆心 到直线的距离 等于半径 。
- 几何转化:直线绕定点 旋转,圆心 到直线的距离 满足 。当直线与 垂直时, 取得最大值。
- 确定方程:求出最大半径 ,代入圆的标准方程公式。
✅【答案】
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✍【详细解析】
Abstract
第一步:求直线所经过的定点 将直线方程 变形为: 令 ,解得 。 说明无论 取何值,直线恒过定点 。
第二步:分析半径的最大值 设圆心为 。由于圆与直线相切,半径 等于点 到直线的距离。 根据几何性质,点到过定点的动直线的距离不大于该点到定点的距离。 即 。 计算 : 所以半径的最大值 。此时 。
第三步:写出圆的方程 圆心为 ,半径平方为 。 标准方程为:
答案:
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:直线恒过定点的判定;圆心到直线的距离公式;点到直线距离的最值几何意义。
- 核心方法:定点分析法。看到含参直线方程,第一反应应是寻找其定点。本题若使用函数法(如解析图中利用 的函数式求最值)计算量较大且易出错,几何法更为简洁。
- 避坑指南:题目要求的是“标准方程”,不要写成一般方程或漏掉平方。
📖【试题探源与推广】
Tip
*结论推广: 点 到过定点 的直线 的距离最大值为 ,此时 。 *方法推广: 涉及动直线与圆的位置关系,优先考虑“圆心到直线的距离”与“定点几何背景”的结合。
- 相关知识点:圆的一般方程、直线系方程、柯西不等式求最值。
🔗【关联脉络】
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