1. 若直线$ l $与半径为$ r $的$ \odot O $相交,且点$ O $到直线$ l $的距离为5,则$ r $的取值范围是 (
A.$ 0<r<5 $
B.$ r=5 $
C.$ r>5 $
D.$ r≥5 $
C
)A.$ 0<r<5 $
B.$ r=5 $
C.$ r>5 $
D.$ r≥5 $
答案:1. C
解析:
【分析】
拿到本题首先定位考点为直线与圆的位置关系判定,解题思路如下:第一步先回忆直线与圆位置关系的核心判定规则:通过圆心到直线的距离d与圆半径r的大小关系判断位置关系;第二步提取题干已知条件:直线与圆相交,圆心O到直线l的距离d=5;第三步对应相交的判定条件列不等式,即可求出r的取值范围,匹配选项得到答案。
【解析】
设圆心到直线的距离为d,圆的半径为r,直线与圆的位置关系判定规则为:
1. 直线与圆相交 ⇨ d < r;
2. 直线与圆相切 ⇨ d = r;
3. 直线与圆相离 ⇨ d > r。
本题中直线l与⊙O相交,且圆心O到直线l的距离d=5,结合相交的判定规则可得:5 < r,即r > 5,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
直线与圆的位置关系判定
【点评】
本题属于基础题型,核心考查直线与圆位置关系的判定规则,只要熟记不同位置关系对应的d与r的大小关系,即可快速解题,不易出错。
【难度系数】
0.9
拿到本题首先定位考点为直线与圆的位置关系判定,解题思路如下:第一步先回忆直线与圆位置关系的核心判定规则:通过圆心到直线的距离d与圆半径r的大小关系判断位置关系;第二步提取题干已知条件:直线与圆相交,圆心O到直线l的距离d=5;第三步对应相交的判定条件列不等式,即可求出r的取值范围,匹配选项得到答案。
【解析】
设圆心到直线的距离为d,圆的半径为r,直线与圆的位置关系判定规则为:
1. 直线与圆相交 ⇨ d < r;
2. 直线与圆相切 ⇨ d = r;
3. 直线与圆相离 ⇨ d > r。
本题中直线l与⊙O相交,且圆心O到直线l的距离d=5,结合相交的判定规则可得:5 < r,即r > 5,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
直线与圆的位置关系判定
【点评】
本题属于基础题型,核心考查直线与圆位置关系的判定规则,只要熟记不同位置关系对应的d与r的大小关系,即可快速解题,不易出错。
【难度系数】
0.9
2. 已知$\odot O$的半径是5,圆心O到直线AB的距离为2,则$\odot O$上有且只有
3
个点到直线AB的距离为3.答案:2. 3
解析:
【分析】
要解决这个问题,我们可以分两步思考:第一步,先确定所有到直线AB距离为3的点的位置,这些点的轨迹是两条和AB平行的直线,分别在AB的两侧,与AB的距离都是3;第二步,判断这两条平行线和圆O的交点个数,交点的总数就是圆上满足条件的点的个数。我们只需要分别算出圆心O到这两条平行线的距离,再结合圆的半径,根据直线与圆的位置关系判断交点数即可。
【解析】
1. 确定到直线AB距离为3的点的集合:所有到直线AB的距离为3的点,分布在两条与AB平行的直线上,记为$l_1$、$l_2$,两条直线分别在AB的两侧,且与AB的距离均为3。
2. 计算圆心O到两条平行线的距离:已知圆心O到AB的距离为2,若$l_1$在圆心O与AB之间,则圆心O到$l_1$的距离$d_1=3-2=1$;若$l_2$在AB远离圆心O的一侧,则圆心O到$l_2$的距离$d_2=2+3=5$。
3. 根据直线与圆的位置关系判断交点数:已知$\odot O$的半径$r=5$,因为$d_1=1<r$,所以直线$l_1$与$\odot O$相交,有2个交点;因为$d_2=5=r$,所以直线$l_2$与$\odot O$相切,有1个交点。
4. 总交点数为$2+1=3$,即$\odot O$上有3个点到直线AB的距离为3。
【答案】
3
【知识点】
点到直线的距离;平行线的性质;直线与圆的位置关系
【点评】
本题将圆上点到定直线的距离问题转化为平行直线与圆的交点问题,考查了直线与圆位置关系的应用,体现了转化与数形结合的数学思想,解题时注意不要漏掉任意一侧的平行直线。
【难度系数】
0.7
要解决这个问题,我们可以分两步思考:第一步,先确定所有到直线AB距离为3的点的位置,这些点的轨迹是两条和AB平行的直线,分别在AB的两侧,与AB的距离都是3;第二步,判断这两条平行线和圆O的交点个数,交点的总数就是圆上满足条件的点的个数。我们只需要分别算出圆心O到这两条平行线的距离,再结合圆的半径,根据直线与圆的位置关系判断交点数即可。
【解析】
1. 确定到直线AB距离为3的点的集合:所有到直线AB的距离为3的点,分布在两条与AB平行的直线上,记为$l_1$、$l_2$,两条直线分别在AB的两侧,且与AB的距离均为3。
2. 计算圆心O到两条平行线的距离:已知圆心O到AB的距离为2,若$l_1$在圆心O与AB之间,则圆心O到$l_1$的距离$d_1=3-2=1$;若$l_2$在AB远离圆心O的一侧,则圆心O到$l_2$的距离$d_2=2+3=5$。
3. 根据直线与圆的位置关系判断交点数:已知$\odot O$的半径$r=5$,因为$d_1=1<r$,所以直线$l_1$与$\odot O$相交,有2个交点;因为$d_2=5=r$,所以直线$l_2$与$\odot O$相切,有1个交点。
4. 总交点数为$2+1=3$,即$\odot O$上有3个点到直线AB的距离为3。
【答案】
3
【知识点】
点到直线的距离;平行线的性质;直线与圆的位置关系
【点评】
本题将圆上点到定直线的距离问题转化为平行直线与圆的交点问题,考查了直线与圆位置关系的应用,体现了转化与数形结合的数学思想,解题时注意不要漏掉任意一侧的平行直线。
【难度系数】
0.7
3. 在平面直角坐标系中,以点(3,5)为圆心,r为半径的圆上有且只有两个点到x轴的距离为1,则半径r的取值范围是
$4<r<6$
。答案:3. $4<r<6$
解析:
【分析】首先明确到x轴距离为1的点的轨迹是两条平行于x轴的直线y=1和y=-1,题目要求圆上有且仅有2个点满足到x轴距离为1,即圆与这两条直线的交点总数为2。先计算圆心到两条直线的距离,再结合直线与圆的位置关系(相离、相切、相交对应的交点个数分别为0、1、2)分析半径r的取值范围即可。
【解析】
解:到x轴的距离为1的点的集合是直线y=1和直线y=-1。
圆心(3,5)到直线y=1的距离$d_1=|5-1|=4$,
圆心(3,5)到直线y=-1的距离$d_2=|5-(-1)|=6$。
分情况讨论:
①当$r<4$时,圆与y=1、y=-1均相离,无满足条件的点,不符合要求;
②当$r=4$时,圆与y=1相切(1个交点),与y=-1相离,共1个满足条件的点,不符合要求;
③当$4<r<6$时,圆与y=1相交(2个交点),与y=-1相离,共2个满足条件的点,符合要求;
④当$r=6$时,圆与y=1相交(2个交点),与y=-1相切(1个交点),共3个满足条件的点,不符合要求;
⑤当$r>6$时,圆与y=1、y=-1均相交,共4个满足条件的点,不符合要求。
综上,r的取值范围是$4<r<6$。
【答案】$4<r<6$
【知识点】直线与圆的位置关系、点到直线的距离
【点评】本题解题关键是将“到x轴距离为1的点”转化为对应的两条平行直线,再结合直线与圆的位置关系分情况讨论半径的取值范围,注意端点处的取值要单独验证是否符合题意,避免漏判或多判。
【难度系数】0.7
【解析】
解:到x轴的距离为1的点的集合是直线y=1和直线y=-1。
圆心(3,5)到直线y=1的距离$d_1=|5-1|=4$,
圆心(3,5)到直线y=-1的距离$d_2=|5-(-1)|=6$。
分情况讨论:
①当$r<4$时,圆与y=1、y=-1均相离,无满足条件的点,不符合要求;
②当$r=4$时,圆与y=1相切(1个交点),与y=-1相离,共1个满足条件的点,不符合要求;
③当$4<r<6$时,圆与y=1相交(2个交点),与y=-1相离,共2个满足条件的点,符合要求;
④当$r=6$时,圆与y=1相交(2个交点),与y=-1相切(1个交点),共3个满足条件的点,不符合要求;
⑤当$r>6$时,圆与y=1、y=-1均相交,共4个满足条件的点,不符合要求。
综上,r的取值范围是$4<r<6$。
【答案】$4<r<6$
【知识点】直线与圆的位置关系、点到直线的距离
【点评】本题解题关键是将“到x轴距离为1的点”转化为对应的两条平行直线,再结合直线与圆的位置关系分情况讨论半径的取值范围,注意端点处的取值要单独验证是否符合题意,避免漏判或多判。
【难度系数】0.7
4. 如图,在△ABC中,AB=5 cm,BC=4 cm,AC=3 cm.
(1)若以点C为圆心,2 cm为半径画⊙C,则直线AB与⊙C的位置关系如何?
(2)若直线AB与半径为r的⊙C相切,求r的值.
(3)若线段AB与半径为r的⊙C只有一个公共点,求r的取值范围.

(1)若以点C为圆心,2 cm为半径画⊙C,则直线AB与⊙C的位置关系如何?
(2)若直线AB与半径为r的⊙C相切,求r的值.
(3)若线段AB与半径为r的⊙C只有一个公共点,求r的取值范围.
答案:4. (1)相离 (2)$r=2.4\ \mathrm{cm}$ (3)$r=2.4\ \mathrm{cm}$或$3\ \mathrm{cm}<r≤4\ \mathrm{cm}$
解析:
【分析】
首先根据△ABC的三边长,利用勾股定理逆定理判断出△ABC是直角三角形,∠C为直角。判断直线与圆的位置关系的核心是求圆心C到直线AB的距离d(即AB边上的高),通过面积法计算出d的值,再结合d与半径r的大小关系求解前两问;第三问针对线段AB与圆只有一个公共点的情况,需分两种情况讨论:一是直线AB与圆相切,二是圆与线段AB相交仅一个交点,结合点A、B与圆的位置关系确定r的范围。
【解析】
∵AC=3 cm,BC=4 cm,AB=5 cm,
∴$AC^2+BC^2=3^2+4^2=25=AB^2$,
∴△ABC是直角三角形,∠C=90°。
过点C作CD⊥AB于点D,由三角形面积公式得:
$S_{△ ABC}=\frac{1}{2}AC· BC=\frac{1}{2}AB· CD$,
代入数值:$\frac{1}{2}×3×4=\frac{1}{2}×5× CD$,
解得$CD=\frac{12}{5}=2.4\ \mathrm{cm}$,即圆心C到直线AB的距离$d=2.4\ \mathrm{cm}$。
(1)当$r=2\ \mathrm{cm}$时,
∵$d=2.4\ \mathrm{cm}>r=2\ \mathrm{cm}$,
∴直线AB与⊙C相离。
(2)若直线AB与⊙C相切,则$d=r$,
∴$r=2.4\ \mathrm{cm}$。
(3)分两种情况讨论:
①当⊙C与AB相切时,$r=2.4\ \mathrm{cm}$,此时圆与线段AB仅1个公共点(切点);
②当点A在圆内,点B在圆上或圆外时,线段AB与圆仅1个公共点,此时半径满足$AC<r≤BC$,即$3\ \mathrm{cm}<r≤4\ \mathrm{cm}$。
综上,r的取值范围为$r=2.4\ \mathrm{cm}$或$3\ \mathrm{cm}<r≤4\ \mathrm{cm}$。
【答案】
(1)相离;(2)$r=2.4\ \mathrm{cm}$;(3)$r=2.4\ \mathrm{cm}$或$3\ \mathrm{cm}<r≤4\ \mathrm{cm}$
【知识点】
勾股定理逆定理,直线与圆的位置关系,切线的性质
【点评】
本题重点考查直线与圆位置关系的判断,解题关键是先求出圆心到直线的距离,需要注意第三问的研究对象是线段AB,不要和直线AB的情况混淆,要分情况讨论避免漏解。
【难度系数】
0.65
首先根据△ABC的三边长,利用勾股定理逆定理判断出△ABC是直角三角形,∠C为直角。判断直线与圆的位置关系的核心是求圆心C到直线AB的距离d(即AB边上的高),通过面积法计算出d的值,再结合d与半径r的大小关系求解前两问;第三问针对线段AB与圆只有一个公共点的情况,需分两种情况讨论:一是直线AB与圆相切,二是圆与线段AB相交仅一个交点,结合点A、B与圆的位置关系确定r的范围。
【解析】
∵AC=3 cm,BC=4 cm,AB=5 cm,
∴$AC^2+BC^2=3^2+4^2=25=AB^2$,
∴△ABC是直角三角形,∠C=90°。
过点C作CD⊥AB于点D,由三角形面积公式得:
$S_{△ ABC}=\frac{1}{2}AC· BC=\frac{1}{2}AB· CD$,
代入数值:$\frac{1}{2}×3×4=\frac{1}{2}×5× CD$,
解得$CD=\frac{12}{5}=2.4\ \mathrm{cm}$,即圆心C到直线AB的距离$d=2.4\ \mathrm{cm}$。
(1)当$r=2\ \mathrm{cm}$时,
∵$d=2.4\ \mathrm{cm}>r=2\ \mathrm{cm}$,
∴直线AB与⊙C相离。
(2)若直线AB与⊙C相切,则$d=r$,
∴$r=2.4\ \mathrm{cm}$。
(3)分两种情况讨论:
①当⊙C与AB相切时,$r=2.4\ \mathrm{cm}$,此时圆与线段AB仅1个公共点(切点);
②当点A在圆内,点B在圆上或圆外时,线段AB与圆仅1个公共点,此时半径满足$AC<r≤BC$,即$3\ \mathrm{cm}<r≤4\ \mathrm{cm}$。
综上,r的取值范围为$r=2.4\ \mathrm{cm}$或$3\ \mathrm{cm}<r≤4\ \mathrm{cm}$。
【答案】
(1)相离;(2)$r=2.4\ \mathrm{cm}$;(3)$r=2.4\ \mathrm{cm}$或$3\ \mathrm{cm}<r≤4\ \mathrm{cm}$
【知识点】
勾股定理逆定理,直线与圆的位置关系,切线的性质
【点评】
本题重点考查直线与圆位置关系的判断,解题关键是先求出圆心到直线的距离,需要注意第三问的研究对象是线段AB,不要和直线AB的情况混淆,要分情况讨论避免漏解。
【难度系数】
0.65
5. 如图,已知∠APB=30°, OP=3 cm,⊙O的半径为1 cm. 若圆心O沿BP方向在直线BP上移动.
(1)当圆心O移动的距离为1 cm时,⊙O与直线PA的位置关系是什么?
(2)设圆心O移动的距离是d,当⊙O与直线PA相交时,d的取值范围是什么?

(1)当圆心O移动的距离为1 cm时,⊙O与直线PA的位置关系是什么?
(2)设圆心O移动的距离是d,当⊙O与直线PA相交时,d的取值范围是什么?
答案:
5. (1)如图①,当点O移动1 cm时,可求得圆心到PA的距离为1 cm,故⊙O与直线PA相切 (2)如图②,当点O移动的距离d满足$1\ \mathrm{cm}<d<5\ \mathrm{cm}$时相交
5. (1)如图①,当点O移动1 cm时,可求得圆心到PA的距离为1 cm,故⊙O与直线PA相切 (2)如图②,当点O移动的距离d满足$1\ \mathrm{cm}<d<5\ \mathrm{cm}$时相交
解析:
【分析】
要判断直线和圆的位置关系,核心是比较圆心到直线的距离与圆半径的大小关系:距离等于半径时相切,距离小于半径时相交。本题可先结合∠APB=30°的直角三角形性质,求出圆心到直线PA的距离,再结合半径判断位置关系;第二问先找到圆与PA相切的两个临界位置对应的移动距离,即可得到相交时d的取值范围。
【解析】
(1)当圆心O沿BP向左移动1cm时,此时圆心记为$O'$,$PO' = OP - 1 = 3 - 1 = 2\ \mathrm{cm}$。
过$O'$作$O'C ⊥ PA$于点C,在$\mathrm{Rt}△ PCO'$中,$∠ APB=30°$,根据30°角所对直角边等于斜边的一半,可得:
$O'C = \frac{1}{2}PO' = \frac{1}{2} × 2 = 1\ \mathrm{cm}$,
已知$\odot O$的半径$r=1\ \mathrm{cm}$,即$O'C = r$,因此此时$\odot O$与直线PA相切。
(2)当$\odot O$与直线PA相切时,有两种情况:
① 圆心在点P右侧:即(1)中的情况,此时圆心移动距离$d_1=1\ \mathrm{cm}$;
② 圆心移动到点P左侧:设此时圆心为$O''$,过$O''$作$O''C' ⊥ PA$于点$C'$,当$\odot O$与PA相切时$O''C'=1\ \mathrm{cm}$,在$\mathrm{Rt}△ PO''C'$中,$∠ APB=30°$,因此$PO'' = 2O''C' = 2\ \mathrm{cm}$,此时圆心移动的总距离$d_2 = OP + PO'' = 3 + 2 = 5\ \mathrm{cm}$。
因为当圆心到PA的距离小于半径时,$\odot O$与直线PA相交,所以d的取值范围是$1\ \mathrm{cm} < d < 5\ \mathrm{cm}$。
【答案】
(1)$\odot O$与直线PA相切;(2)$1\ \mathrm{cm}<d<5\ \mathrm{cm}$
【知识点】
直线与圆的位置关系判定、含30°角的直角三角形性质
【点评】
本题结合动点情境考察直线与圆的位置关系,解题关键是抓住“相切”这一临界状态,利用直角三角形性质求出临界移动距离,解题时需注意圆心可移动到点P的另一侧,避免漏解,同时渗透了分类讨论和数形结合的思想。
【难度系数】
0.7
要判断直线和圆的位置关系,核心是比较圆心到直线的距离与圆半径的大小关系:距离等于半径时相切,距离小于半径时相交。本题可先结合∠APB=30°的直角三角形性质,求出圆心到直线PA的距离,再结合半径判断位置关系;第二问先找到圆与PA相切的两个临界位置对应的移动距离,即可得到相交时d的取值范围。
【解析】
(1)当圆心O沿BP向左移动1cm时,此时圆心记为$O'$,$PO' = OP - 1 = 3 - 1 = 2\ \mathrm{cm}$。
过$O'$作$O'C ⊥ PA$于点C,在$\mathrm{Rt}△ PCO'$中,$∠ APB=30°$,根据30°角所对直角边等于斜边的一半,可得:
$O'C = \frac{1}{2}PO' = \frac{1}{2} × 2 = 1\ \mathrm{cm}$,
已知$\odot O$的半径$r=1\ \mathrm{cm}$,即$O'C = r$,因此此时$\odot O$与直线PA相切。
(2)当$\odot O$与直线PA相切时,有两种情况:
① 圆心在点P右侧:即(1)中的情况,此时圆心移动距离$d_1=1\ \mathrm{cm}$;
② 圆心移动到点P左侧:设此时圆心为$O''$,过$O''$作$O''C' ⊥ PA$于点$C'$,当$\odot O$与PA相切时$O''C'=1\ \mathrm{cm}$,在$\mathrm{Rt}△ PO''C'$中,$∠ APB=30°$,因此$PO'' = 2O''C' = 2\ \mathrm{cm}$,此时圆心移动的总距离$d_2 = OP + PO'' = 3 + 2 = 5\ \mathrm{cm}$。
因为当圆心到PA的距离小于半径时,$\odot O$与直线PA相交,所以d的取值范围是$1\ \mathrm{cm} < d < 5\ \mathrm{cm}$。
【答案】
(1)$\odot O$与直线PA相切;(2)$1\ \mathrm{cm}<d<5\ \mathrm{cm}$
【知识点】
直线与圆的位置关系判定、含30°角的直角三角形性质
【点评】
本题结合动点情境考察直线与圆的位置关系,解题关键是抓住“相切”这一临界状态,利用直角三角形性质求出临界移动距离,解题时需注意圆心可移动到点P的另一侧,避免漏解,同时渗透了分类讨论和数形结合的思想。
【难度系数】
0.7