圆的弦长的计算公式
-
圆的弦长公式
知识梳理
一、直线与圆的位置关系
1
.几何判定法:
< br>设
r
为圆的半径,
d
为圆心到直线的距离:
(1)
< br>d
>
r
⇔
圆与直线相离;
(2)
d
=
r
⇔
圆与直线相切;
(3)
d
<
r
⇔
圆与直线相交.
< br>
2
.代数判定法:
Ax
By
C
0
由
消元,得到一元二次方程的判别式
Δ,则
2
2
2
(
x
< br>a
)
(
y
b
)
r
(1)Δ>0
⇔
直线与圆相交;
(2)Δ=<
/p>
0
⇔
直线与圆相切;
(3)Δ<0
⇔
直线与圆相离.
二、圆的切线问题
1.
切线方程
(
1
)圆
x
a
<
/p>
y
b
r
2
上一点
P
x
0
,
y
0
处的切线方程为
x
a
x
0
a
y
< br>b
y
0
b
r
2
2
2<
/p>
x
x
0
y
y
0
2
2
x
y
Dx
< br>Ey
F
0
x
x
y
y
D
g<
/p>
E
g
F
0
(
2
)圆
上一点
P
x
0
,
y
0
< br>处的切线方程为
0
0
2
2
2.
切线长公式
过圆外一点
P
x
0
,
y
0
引圆的
切线,设点为
T
,
则切线长
MT
x
0
2
y
0
< br>2
Dx
0
Ey
0
F
或
MT
x
0
a<
/p>
2
y
0
b
r
2
2
三、弦长问题
1.
几何法
直线
l
与圆
C
交于
A
,<
/p>
B
两点,圆心
C
到直线
l
的距离为
d
< br>,则圆的半径
r
,
d
与弦长
AB
的一半
AB<
/p>
AB
2
p>
构成直角三角形的三边,即
d
2
,故求出
后再求
p>
AB
.
r
2
2
2.
代数法——弦长
公式
设
圆
x
a<
/p>
y
b
r
2
,
直线
l
:
y
< br>kx
b
,
则
l
被圆截得的弦长
L
1
k
g
x
1
x
2
4
x
1
x<
/p>
2
2
2
2
2
2
或
L
1
1
2
g
y
y
4
y
1
y
2
<
/p>
1
2
2
k
1
典型例题
2
2
例
1
:已
知圆
C
:
x
+
(
y
-
1)<
/p>
=
5
,直线
l<
/p>
:
mx
-
y
p>
+
1
-
m
=
0.
(1)
求证:
对
m
∈
R
,直
线
l
与圆
C
总
有两个不同的交点;
(2)
若直线<
/p>
l
与圆
C
交于<
/p>
A
、
B
两点,当
|
AB
|
=<
/p>
17
时,求
m
的
值.
解析:本题主要考查直线与圆的相交及弦长问题.
(1)
问可考虑直线过定点,通过定点在圆内证明,
< br>(2)
问可利用弦长公式求解.
x
+
y
-
1
=
5
p>
答案:
(1)
解法一:由
< br>
mx
-
y
+
1
-
m
=
0
2<
/p>
2
2
2
2
2
,消去
y
整理,得
(
m
+
p>
1)
x
-
2
m
x
+
m
-
5
=
0.
2
2
2
2
2
∵Δ=
(
-
2
m
)
-
4(
m
+
1)(
< br>m
-
5)
=
16
m
+
20>0
,对一切
m
∈
R
成立,∴直线
l
与圆
C
p>
总有两个
不同交点.
解法二:由已知
l
:
y
-
1
=
m
(
x
-
1)
< br>,
故直线恒过定点
P
(1,1)
.
2
p>
2
∵
1
+
(1
-
1)
<5
,∴
P
(1,1)
在
圆
C
内.
∴
直线
l
与圆
C
总有两个不同的交点.
(2)
解法一
:圆半径
r
=
5
,
圆心
(0,1)
到直线
l
的距离为
d
,
d
=
r
2
-
< br>
|
AB
|
2
=
3
.
2
2
|
-
m
p>
|
由点到直线的距离公式,得
m
2
+
-
1
=
2
3
,
2
解得
m
=±
3.
解法二:设
A
(
x
1
,
y
1
)
,
B
(
x
2
,
y
2
)
,<
/p>
|
AB
|
p>
=
x
1
-
x
2
2
+
y
< br>1
-
y
2
2
=
1
+
k
2
p>
x
1
-
x
2
2
=
1
+
k
2
[
x
1
+
x
2
2<
/p>
-
4
x
1
x
2
]
=
1
+
k
2
100
k
2
1
-
k
2
-
4·
25
k
k
-
2<
/p>
k
2
+
1
2
k
2
+
1
2
2
∴
m
=±
3.
练习
1
:直线
l
经过点
P
(5,5)
,且和圆
p>
C
:
x
+
y
=
25
相交,截得的
弦长为
4
5
,求
l
的方程.
答案:解法一:设直线
l
的方程为
y
-
5
=
k
(<
/p>
x
-
5)
且与圆
C
相交于
A
(
x
1
,
y
p>
1
)
、
B
(
x
2
,
y
2
)
,
< br>
y
-
5
=
k
x
-
5
2
2
p>
x
+
y
=
25
2
2
消去
y
,
<
/p>
得
(
k
+
1)
x
+
10
k
(1
-
k
)
x
+
25
k
(
k
-
2)
=
0.
2
2
∴Δ=
[10
k
(1
-
k
)]
-
4(
k
+1)·25
k
(
k
-
p>
2)>0.
解得
k
>0.
10
k
1
-
k
25
k
k
-
2
x
1
+
p>
x
2
=-
,
x
1
x
2
=
.
2
k
+
1
k
2
< br>+
1
由斜率公式,得
y
1
-
y
2
=
k
(
x
< br>1
-
x
2
)
.
∴
|
AB
|
=
<
/p>
x
1
-
x
2
2
+
y
1
-
y
2
2
=
1
+
k
2
x
1
-
x
2
p>
2
2