本题导读

本题考查直线与圆。核心在于待定系数法、轨迹方程法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2013年江苏卷) 如图,在平面直角坐标系 中,点 ,直线 ,设圆 的半径为 ,圆心 在直线 上.

(1)若圆心 也在直线 上,过点 作圆 的切线,求切线的方程;

(2)若圆 上存在点 ,使 ,求圆心 的横坐标 的取值范围.

🔍【思路分析】

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  1. 第一问(切线方程):
    • 定圆心:联立 与 解出圆心 。
    • 设方程:点 在圆外,设切线为 。注意检查斜率不存在的情况。
    • 利用距离公式:圆心到切线的距离等于半径 ,解出 。
  2. 第二问(横坐标范围):
    • 分析点 轨迹:条件 是典型的阿波罗尼斯圆定义。设 ,代入距离公式化简得出点 的轨迹方程(记为圆 )。
    • 转化问题:圆 上存在点 满足条件 圆 与圆 有公共点(相交或相切)。
    • 利用几何条件:两圆有公共点满足 。
    • 代数求解:将圆心 代入不等式,解关于 的二次不等式组。

✅【答案】

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故切线方程为: 或 。;综上所述,圆心 的横坐标 的取值范围是

✍【详细解析】

Abstract

(1)解: 由 解得 ,故圆心 。 圆 的方程为 。 由于点 不在直线 上,切线斜率可知存在。 设切线方程为 ,即 。 根据圆心到切线距离等于半径: 平方得: 解得 ,。 故切线方程为: 或 。

(2)解: 设 ,由 得: 两边平方并化简:

可知点 的轨迹是以 为圆心, 为半径的圆 。 若圆 上存在点 使条件成立,则圆 与圆 必有公共点。 圆心 的坐标为 ,半径 。

两圆有公共点需满足:

即

两边平方:

拆解为不等式组: ① 由于 ,故该式对任意实数 恒成立。

② 解得 。

综上所述,圆心 的横坐标 的取值范围是 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:圆与圆的位置关系是解析几何的中难点。

核心方法:“存在性问题转化为位置关系问题”。将点 满足的几何条件转化为轨迹圆,再研究两圆相交。

避坑指南:- 切线方程设点斜式时,严格来说应先验证斜率不存在的情况()。 - 阿波罗尼斯圆的化简务必准确,系数不能算错。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:圆与圆的位置关系是解析几何的中难点。

结论推广:平面上到两定点距离之比为常数 的点轨迹一定是圆。

方法推广:对于含参的解析几何题,利用几何性质(如半径之和、之差)往往比直接联立方程判别式(代数法)计算量更小。

🔗【关联脉络】

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