資源簡介 微專題3 與圓有關(guān)的最值問題與圓有關(guān)的最值問題主要涉及斜率、截距、距離、弦長、面積等,常見的有以下幾種類型:(1)借助幾何性質(zhì)求最值①形如μ=的最值問題,可轉(zhuǎn)化為定點(diǎn)(a,b)與圓上的動點(diǎn)(x,y)的斜率的最值問題.②形如t=ax+by的最值問題,可轉(zhuǎn)化為動直線的截距的最值問題.③形如u=(x-a)2+(y-b)2的最值問題,可轉(zhuǎn)化為動點(diǎn)到定點(diǎn)的距離的平方的最值問題.(2)建立函數(shù)關(guān)系式求最值根據(jù)題目條件列出關(guān)于所求目標(biāo)式子的函數(shù)關(guān)系式,然后根據(jù)關(guān)系式的特征選用參數(shù)法、配方法、判別式法等求解,其中利用基本不等式求最值是比較常用的方法.求解策略一般是根據(jù)所求最值的幾何意義找圓心和半徑,將數(shù)與形結(jié)合起來,用平面幾何的性質(zhì)求解;求解過程中可增強(qiáng)運(yùn)用圖形的意識,提升數(shù)形結(jié)合的能力,體現(xiàn)了直觀想象的學(xué)科素養(yǎng).類型1 與距離有關(guān)的最值問題【例1】 (1)(2023·全國乙卷)已知實(shí)數(shù)x,y滿足x2+y2-4x-2y-4=0,則x-y的最大值是( )A.1+ B.4 C.1+3 D.7(2)已知圓C1:x2+y2=1與圓C2:(x-4)2+(y-2)2=1,過動點(diǎn)M(a,b)分別作圓C1,圓C2的切線MA,MB(A,B分別為切點(diǎn)),若|MA|=的最小值為( )A. B. C. D.[嘗試解答]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________類型2 與面積有關(guān)的最值問題【例2】 (1)已知A(0,-2),B(2,0),點(diǎn)P為圓x2+y2-2x-8y+13=0上任意一點(diǎn),則△PAB面積的最大值為( )A.5 B.5-2C. D.5+2(2)過直線4x+3y+10=0上一點(diǎn)P作圓C:x2+y2-2x=0的切線,切點(diǎn)為A,B,則四邊形PACB的面積的最小值為( )A. B. C. D.2[嘗試解答]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________類型3 利用數(shù)學(xué)式的幾何意義求解最值問題【例3】 (多選)已知實(shí)數(shù)x,y滿足曲線C的方程x2+y2-2x-2=0,則下列選項(xiàng)正確的是( )A.x2+y2的最大值是4+2B.的最大值是2+C.D.x2+y2+4y+5的最大值與最小值之和為18[嘗試解答]_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2/2微專題強(qiáng)化練(三) 與圓有關(guān)的最值問題一、選擇題1.已知動直線l:(m+3)x-(m+2)y+m=0與圓C:(x-3)2+(y-4)2=9,則直線l被圓C所截得的弦長的最小值是( )A. B. C.2 D.22.點(diǎn)P(x,y)在圓x2+y2=1上運(yùn)動,則|4x-3y+4|的取值范圍是( )A.[0,1] B.[0,9] C.[1,8] D.[1,9]3.已知實(shí)數(shù)x,y滿足x2+y2-4x-2y+4=0,則x2+y2的最大值為( )A. B.+1 C.5 D.6+24.實(shí)數(shù)x,y滿足x2+y2+2x=0,則的取值范圍是( )A. B.(-∞,0]∪C. D.(-∞,-1]∪5.如圖,已知A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(2,0),(0,2),⊙C的圓心坐標(biāo)為(-1,0),半徑為1.若D是⊙C上的一個動點(diǎn),線段DA與y軸交于點(diǎn)E,則△ABE面積的最小值是( )A.2 B.1 C.2- D.2-二、填空題6.直線l:λx-y-λ+1=0和圓x2+y2-4y=0交于A,B兩點(diǎn),則|AB|的最小值為________.7.若點(diǎn)P(x,y)在圓x2+y2=1上運(yùn)動,則x-2y的取值范圍為________.8.已知圓C1:x2+y2+4y+3=0,圓C2:x2+y2-6x+2y+6=0,M,N分別為圓C1和圓C2上的動點(diǎn),P為直線l:y=x+1上的動點(diǎn),則|MP|+|NP|的最小值為________.三、解答題9.已知直線l:(2λ+1)x+(λ+1)y-7λ-4=0(λ∈R)和以點(diǎn)C為圓心的圓(x-4)2+y2=4.(1)求證:直線l恒過定點(diǎn);(2)當(dāng)直線l被圓C截得的弦長最短時,求λ的值以及最短弦長;(3)設(shè)l恒過定點(diǎn)A,點(diǎn)P滿足,記以點(diǎn)P,O(坐標(biāo)原點(diǎn)),A,C為頂點(diǎn)的四邊形為Γ,求四邊形Γ面積的最大值,并求取得最大值時點(diǎn)P的坐標(biāo).2/2(共14張PPT)微專題3 與圓有關(guān)的最值問題第二章 直線和圓的方程與圓有關(guān)的最值問題主要涉及斜率、截距、距離、弦長、面積等,常見的有以下幾種類型:(1)借助幾何性質(zhì)求最值①形如μ=的最值問題,可轉(zhuǎn)化為定點(diǎn)(a,b)與圓上的動點(diǎn)(x,y)的斜率的最值問題.②形如t=ax+by的最值問題,可轉(zhuǎn)化為動直線的截距的最值問題.③形如u=(x-a)2+(y-b)2的最值問題,可轉(zhuǎn)化為動點(diǎn)到定點(diǎn)的距離的平方的最值問題.(2)建立函數(shù)關(guān)系式求最值根據(jù)題目條件列出關(guān)于所求目標(biāo)式子的函數(shù)關(guān)系式,然后根據(jù)關(guān)系式的特征選用參數(shù)法、配方法、判別式法等求解,其中利用基本不等式求最值是比較常用的方法.求解策略一般是根據(jù)所求最值的幾何意義找圓心和半徑,將數(shù)與形結(jié)合起來,用平面幾何的性質(zhì)求解;求解過程中可增強(qiáng)運(yùn)用圖形的意識,提升數(shù)形結(jié)合的能力,體現(xiàn)了直觀想象的學(xué)科素養(yǎng).【例1】 (1)(2023·全國乙卷)已知實(shí)數(shù)x,y滿足x2+y2-4x-2y-4=0,則x-y的最大值是( )A.1+ B.4 C.1+3 D.7(2)已知圓C1:x2+y2=1與圓C2:(x-4)2+(y-2)2=1,過動點(diǎn)M(a,b)分別作圓C1,圓C2的切線MA,MB(A,B分別為切點(diǎn)),若|MA|=的最小值為( )A. B. C. D.類型1 與距離有關(guān)的最值問題√√(1)C (2)A [(1)將方程x2+y2-4x-2y-4=0化為(x-2)2+(y-1)2=9,其表示圓心為(2,1),半徑為3的圓.設(shè)z=x-y,數(shù)形結(jié)合知,只有當(dāng)直線x-y-z=0與圓相切時,z才能取到最大值,此時=3,解得z=1±3,故z=x-y的最大值為1+3,故選C.(2)∵過動點(diǎn)M(a,b)分別作圓C1,圓C2的切線MA,MB(A,B分別為切點(diǎn)),若|MA|=|MB|,∴|MC1|2-1=|MC2|2-1,即a2+b2-1=(a-4)2+(b-2)2-1,即2a+b-5=0,即動點(diǎn)M(a,b)在直線2x+y-5=0上,的幾何意義為點(diǎn)M到定點(diǎn)(3,-2)的距離,則點(diǎn)(3,-2)到直線2x+y-5=0的距離為=,故的最小值為.故選A.]【例2】 (1)已知A(0,-2),B(2,0),點(diǎn)P為圓x2+y2-2x-8y+13=0上任意一點(diǎn),則△PAB面積的最大值為( )A.5 B.5-2 C. D.5+2(2)過直線4x+3y+10=0上一點(diǎn)P作圓C:x2+y2-2x=0的切線,切點(diǎn)為A,B,則四邊形PACB的面積的最小值為( )A. B. C. D.2類型2 與面積有關(guān)的最值問題√√(1)D (2)C [(1)圓x2+y2-2x-8y+13=0的圓心C(1,4),半徑r=2,直線AB的方程為y=x-2,于是點(diǎn)C到直線AB:x-y-2=0的距離d==,而點(diǎn)P在圓C上,因此點(diǎn)P到直線AB距離的最大值為+2,又|AB|==2,所以△PAB面積的最大值為S=×2×=5+2.故選D.(2)如圖,由切線性質(zhì)可知,PA⊥AC,PB⊥BC,△PAC≌△PBC,所以S四邊形PACB=··,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-1)2+y2=1,圓心為C(1,0),半徑為r=1,則點(diǎn)C到直線的距離d====,要使S四邊形PACB=min=d,故(S四邊形PACB)min=·2··1=.故選C.]【例3】 (多選)已知實(shí)數(shù)x,y滿足曲線C的方程x2+y2-2x-2=0,則下列選項(xiàng)正確的是( )A.x2+y2的最大值是4+2B.的最大值是2+C.-D.x2+y2+4y+5的最大值與最小值之和為18類型3 利用數(shù)學(xué)式的幾何意義求解最值問題√√√ABD [曲線C的方程x2+y2-2x-2=0可化為(x-1)2+y2=3,它表示圓心(1,0),半徑為的圓.對選項(xiàng)A:x2+y2表示圓C上的點(diǎn)到定點(diǎn)O(0,0)的距離的平方,故它的最大值為[+]2=(+1)2=4+2,A正確;對選項(xiàng)B:表示圓上的點(diǎn)與點(diǎn)P(-1,-1)的連線的斜率k,則圓心(1,0)到直線y+1=k(x+1)的距離d=≤,可得2-≤k≤2+,B正確;對選項(xiàng)C:|x-y+3|表示圓上任意一點(diǎn)到直線x-y+3=0的距離的倍,圓心到直線的距離d==2,所以其最小值為(2-)=4-,故C錯誤;對于選項(xiàng)D:x2+y2+4y+5=x2+(y+2)2+1,它表示圓上的點(diǎn)到點(diǎn)P(0,-2)的距離的平方再加1,所以x2+y2+4y+5的最值,就是圓上的點(diǎn)與P(0,-2)距離的平方的最值再加1,結(jié)合圖象(圖略)易知,最大值為2+1=(+)2+1=9+2,最小值為2+1=(-)2+1=9-2.所以x2+y2+4y+5的最大值與最小值之和為18,故D正確.故選ABD.]微專題強(qiáng)化練(三)點(diǎn)擊頁面進(jìn)入…與圓有關(guān)的最值問題(WORD版)鞏固課堂所學(xué) · 激發(fā)學(xué)習(xí)思維夯實(shí)基礎(chǔ)知識 · 熟悉命題方式自我檢測提能 · 及時矯正不足本節(jié)課掌握了哪些考點(diǎn)?本節(jié)課還有什么疑問點(diǎn)?課后訓(xùn)練學(xué)習(xí)反思課時小結(jié)THANKS微專題3 與圓有關(guān)的最值問題與圓有關(guān)的最值問題主要涉及斜率、截距、距離、弦長、面積等,常見的有以下幾種類型:(1)借助幾何性質(zhì)求最值①形如μ=的最值問題,可轉(zhuǎn)化為定點(diǎn)(a,b)與圓上的動點(diǎn)(x,y)的斜率的最值問題.②形如t=ax+by的最值問題,可轉(zhuǎn)化為動直線的截距的最值問題.③形如u=(x-a)2+(y-b)2的最值問題,可轉(zhuǎn)化為動點(diǎn)到定點(diǎn)的距離的平方的最值問題.(2)建立函數(shù)關(guān)系式求最值根據(jù)題目條件列出關(guān)于所求目標(biāo)式子的函數(shù)關(guān)系式,然后根據(jù)關(guān)系式的特征選用參數(shù)法、配方法、判別式法等求解,其中利用基本不等式求最值是比較常用的方法.求解策略一般是根據(jù)所求最值的幾何意義找圓心和半徑,將數(shù)與形結(jié)合起來,用平面幾何的性質(zhì)求解;求解過程中可增強(qiáng)運(yùn)用圖形的意識,提升數(shù)形結(jié)合的能力,體現(xiàn)了直觀想象的學(xué)科素養(yǎng).類型1 與距離有關(guān)的最值問題【例1】 (1)(2023·全國乙卷)已知實(shí)數(shù)x,y滿足x2+y2-4x-2y-4=0,則x-y的最大值是( )A.1+ B.4 C.1+3 D.7(2)已知圓C1:x2+y2=1與圓C2:(x-4)2+(y-2)2=1,過動點(diǎn)M(a,b)分別作圓C1,圓C2的切線MA,MB(A,B分別為切點(diǎn)),若|MA|=的最小值為( )A. B. C. D.(1)C (2)A [(1)將方程x2+y2-4x-2y-4=0化為(x-2)2+(y-1)2=9,其表示圓心為(2,1),半徑為3的圓.設(shè)z=x-y,數(shù)形結(jié)合知,只有當(dāng)直線x-y-z=0與圓相切時,z才能取到最大值,此時=3,解得z=1±3,故z=x-y的最大值為1+3,故選C.(2)∵過動點(diǎn)M(a,b)分別作圓C1,圓C2的切線MA,MB(A,B分別為切點(diǎn)),若|MA|=|MB|,∴|MC1|2-1=|MC2|2-1,即a2+b2-1=(a-4)2+(b-2)2-1,即2a+b-5=0,即動點(diǎn)M(a,b)在直線2x+y-5=0上,的幾何意義為點(diǎn)M到定點(diǎn)(3,-2)的距離,則點(diǎn)(3,-2)到直線2x+y-5=0的距離為=,故的最小值為.故選A.]類型2 與面積有關(guān)的最值問題【例2】 (1)已知A(0,-2),B(2,0),點(diǎn)P為圓x2+y2-2x-8y+13=0上任意一點(diǎn),則△PAB面積的最大值為( )A.5 B.5-2 C. D.5+2(2)過直線4x+3y+10=0上一點(diǎn)P作圓C:x2+y2-2x=0的切線,切點(diǎn)為A,B,則四邊形PACB的面積的最小值為( )A. B. C. D.2(1)D (2)C [(1)圓x2+y2-2x-8y+13=0的圓心C(1,4),半徑r=2,直線AB的方程為y=x-2,于是點(diǎn)C到直線AB:x-y-2=0的距離d==,而點(diǎn)P在圓C上,因此點(diǎn)P到直線AB距離的最大值為+2,又|AB|==2,所以△PAB面積的最大值為S=×2×=5+2.故選D.(2)如圖,由切線性質(zhì)可知,PA⊥AC,PB⊥BC,△PAC≌△PBC,所以S四邊形PACB=··,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-1)2+y2=1,圓心為C(1,0),半徑為r=1,則點(diǎn)C到直線的距離d====,要使S四邊形PACB=min=d,故(S四邊形PACB)min=·2··1=.故選C.]類型3 利用數(shù)學(xué)式的幾何意義求解最值問題【例3】 (多選)已知實(shí)數(shù)x,y滿足曲線C的方程x2+y2-2x-2=0,則下列選項(xiàng)正確的是( )A.x2+y2的最大值是4+2B.的最大值是2+C.-D.x2+y2+4y+5的最大值與最小值之和為18ABD [曲線C的方程x2+y2-2x-2=0可化為(x-1)2+y2=3,它表示圓心(1,0),半徑為的圓.對選項(xiàng)A:x2+y2表示圓C上的點(diǎn)到定點(diǎn)O(0,0)的距離的平方,故它的最大值為[+]2=(+1)2=4+2,A正確;對選項(xiàng)B:表示圓上的點(diǎn)與點(diǎn)P(-1,-1)的連線的斜率k,則圓心(1,0)到直線y+1=k(x+1)的距離d=≤,可得2-≤k≤2+,B正確;對選項(xiàng)C:|x-y+3|表示圓上任意一點(diǎn)到直線x-y+3=0的距離的倍,圓心到直線的距離d==2,所以其最小值為(2-)=4-,故C錯誤;對于選項(xiàng)D:x2+y2+4y+5=x2+(y+2)2+1,它表示圓上的點(diǎn)到點(diǎn)P(0,-2)的距離的平方再加1,所以x2+y2+4y+5的最值,就是圓上的點(diǎn)與P(0,-2)距離的平方的最值再加1,結(jié)合圖象(圖略)易知,最大值為2+1=(+)2+1=9+2,最小值為2+1=(-)2+1=9-2.所以x2+y2+4y+5的最大值與最小值之和為18,故D正確.故選ABD.]微專題強(qiáng)化練(三) 與圓有關(guān)的最值問題一、選擇題1.已知動直線l:(m+3)x-(m+2)y+m=0與圓C:(x-3)2+(y-4)2=9,則直線l被圓C所截得的弦長的最小值是( )A. B.C.2 D.2C [∵直線l:(m+3)x-(m+2)y+m=0可化為m(x-y+1)+(3x-2y)=0,令可得∴直線l過定點(diǎn)P(2,3),又圓C:(x-3)2+(y-4)2=9的圓心C為(3,4),半徑r=3,∴直線l被圓C所截得的弦長的最小值是2=2=2.故選C.]2.點(diǎn)P(x,y)在圓x2+y2=1上運(yùn)動,則|4x-3y+4|的取值范圍是( )A.[0,1] B.[0,9]C.[1,8] D.[1,9]B [令|4x-3y+4|=z,則z≥0,可得該直線方程為:l1:4x-3y+4-z=0或l2:-4x+3y-4-z=0,設(shè)(0,0)到直線l1和l2的距離為d1和d2,得d1=≤1或d2=≤1,解得-1≤z≤9或-9≤z≤1,又因?yàn)閦≥0,所以z∈[0,9].故選B.]3.已知實(shí)數(shù)x,y滿足x2+y2-4x-2y+4=0,則x2+y2的最大值為( )A. B.+1C.5 D.6+2D [根據(jù)題意,方程x2+y2-4x-2y+4=0,即(x-2)2+(y-1)2=1,表示以(2,1)為圓心,半徑為1的圓,設(shè)t=,其幾何意義為圓(x-2)2+(y-1)2=1上任意一點(diǎn),與點(diǎn)(0,0)之間的距離,故t≤+1=+1,變形可得t2≤(+1)2=6+2,故選D.]4.實(shí)數(shù)x,y滿足x2+y2+2x=0,則的取值范圍是( )A. B.(-∞,0]∪C. D.(-∞,-1]∪C [由x2+y2+2x=0,可得(x+1)2+y2=1,又==-1,令=t,化簡得tx-y+1-t=0,則tx-y+1-t=0與圓(x+1)2+y2=1有交點(diǎn),即圓心(-1,0)到直線的距離小于等于半徑,即≤1,解得0≤t≤,故-1≤-1≤,即的取值范圍是.故選C.]5.如圖,已知A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(2,0),(0,2),⊙C的圓心坐標(biāo)為(-1,0),半徑為1.若D是⊙C上的一個動點(diǎn),線段DA與y軸交于點(diǎn)E,則△ABE面積的最小值是( )A.2 B.1 C.2- D.2-C [如圖所示,當(dāng)AD與⊙C相切時,線段BE最短,此時△ABE的面積最小,則連接CD.∵A(2,0),C(-1,0),⊙C半徑為1,∴AO=2,AC=2+1=3,CD=1,在Rt△ACD 中,AD===2,∵CD⊥AD,∴∠D=90°,∴∠D=∠AOE,在△AOE 與△ADC 中,∴△AOE∽△ADC,=,即=,解得EO=,∵點(diǎn)B(0,2),∴OB=2,∴BE=OB-OE=2-,∴△ABE面積的最小值為×BE×AO=×2=2-.故選C.]二、填空題6.直線l:λx-y-λ+1=0和圓x2+y2-4y=0交于A,B兩點(diǎn),則|AB|的最小值為________.2 [l:λ(x-1)-y+1=0,令x=1,則y=1,所以直線l過定點(diǎn)(1,1),當(dāng)x=1,y=1得12+12-4×1=-2<0,則(1,1)在圓內(nèi),則直線l與圓必有兩交點(diǎn),因?yàn)閳A心(0,2)到直線l的距離d≤=,所以|AB|=2≥2.]7.若點(diǎn)P(x,y)在圓x2+y2=1上運(yùn)動,則x-2y的取值范圍為________.[-] [令c=x-2y,則x-2y-c=0與圓x2+y2=1有公共點(diǎn),可得≤1,即-≤c≤,所以x-2y的取值范圍為[-,].]8.已知圓C1:x2+y2+4y+3=0,圓C2:x2+y2-6x+2y+6=0,M,N分別為圓C1和圓C2上的動點(diǎn),P為直線l:y=x+1上的動點(diǎn),則|MP|+|NP|的最小值為________.2-3 [由題意圓心坐標(biāo)C1(0,-2),半徑為1,圓心坐標(biāo)C2(3,-1),半徑為2,圓C1(0,-2)關(guān)于y=x+1對稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為圓C3,且C3(-3,1),半徑為1,由對稱性知問題轉(zhuǎn)化為P到D,N的距離之和的最小值,由圖象知當(dāng)C3,C2,P三點(diǎn)共線時,|MP|+|NP|的距離最小,此時最小值為|C2C3|-1-2=-3=2-3.]三、解答題9.已知直線l:(2λ+1)x+(λ+1)y-7λ-4=0(λ∈R)和以點(diǎn)C為圓心的圓(x-4)2+y2=4.(1)求證:直線l恒過定點(diǎn);(2)當(dāng)直線l被圓C截得的弦長最短時,求λ的值以及最短弦長;(3)設(shè)l恒過定點(diǎn)A,點(diǎn)P滿足=,記以點(diǎn)P,O(坐標(biāo)原點(diǎn)),A,C為頂點(diǎn)的四邊形為Γ,求四邊形Γ面積的最大值,并求取得最大值時點(diǎn)P的坐標(biāo).[解] (1)證明:將直線l的方程化為λ(2x+y-7)+x+y-4=0,由可得故直線l恒過定點(diǎn)A(3,1).(2)當(dāng)AC⊥l時,圓心C(4,0)到直線l的距離達(dá)到最大值,此時,直線l被圓C截得的弦長最短,此時kAC==-1,所以直線l的斜率為-=1,解得λ=-==,此時,直線l被圓C截得的弦長最小,且其最小值為2=2.(3)由(1)可知,點(diǎn)A(3,1),設(shè)點(diǎn)P(x,y),則==,整理可得(x+3)2+(y+1)2=20,由(x+3)2+(y+1)2=20,可得(y+1)2≤20,解得-1-2≤y≤2-1,又因?yàn)辄c(diǎn)C(4,0),由圖可知,當(dāng)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-3,-2-1)時,點(diǎn)P到x軸的距離最大,此時,△OPC的面積最大,此時,四邊形Γ的面積取最大值,即四邊形Γ的面積S=S△POC+S△OAC=··≤×4×(2+1+1)=4+4,故當(dāng)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-3,-2-1) 時,四邊形Γ的面積取最大值,且最大值為4+4.7/8 展開更多...... 收起↑ 資源列表 30 第二章 微專題3 與圓有關(guān)的最值問題 原卷版.docx 30 第二章 微專題3 與圓有關(guān)的最值問題 解析版.docx 30 第二章 微專題3 與圓有關(guān)的最值問題.pptx 微專題強(qiáng)化練3 與圓有關(guān)的最值問題.docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫