考点56 圆中的最值问题
要点阐述
与圆有关的最值问题,往往知识面广、综合性强、应用性强,而且情境新颖,能很好的考查学生的创新能力和潜在的数学素养.
典型例题
【例】已知两点A(–2,0),B(0,2),点C是圆x+y–2x=0上任意一点,则△ABC的面积最小值是( ) A. C.3– 【答案】A
B. D.
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小试牛刀
1.若实数x,y满足(x+5)+(y-12)=14,则x+y的最小值为( )
A.2 C.3 【答案】B
B.1 D.2
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【解析】由几何意义可知最小值为14-5+12=1.
2.由直线y=x+1上的点向圆C:x+y-6x+8=0引切线,则切线长的最小值为________.
【答案】7
【解析】直线y=x+1上点P(x0,y0)到圆心C的距离|PC|与切线长d满足d=|PC|-1=(x0-3)+y0-1=2x0-4x0+9=2(x0-1)+7≥7.
【易错易混】容易理解为圆上的点到直线的距离,本质是d=|PC|-1.
3.已知点A(8,-6)与圆C:x+y=25,P是圆C上任意一点,则|AP|的最小值是________.
【答案】5
【解析】由于8+(-6)=100>25,故点A在圆外,从而|AP|的最小值为=10-5=5. 【解题策略】利用数形结合思想解题能有效地找到解题的捷径,即过圆心作已知直线的垂线,便于求解此题.
4.如果圆的方程为x+y+kx+2y+k=0,那么当圆面积最大时,圆心为__________.
【答案】(0,-1)
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5.已知点在圆上,点在圆上,则的最小值是_____________.
【答案】
【解析】两圆的圆心和半径分别为C1(4,2),r1=3,C2(–2,–1),r2=2,
?PQmin?C1C2?r1?r2?(4?2)2?(2?1)2?3?2?35?5 6.如果实数x、y满足方程(x–3)十(y–3) =6.求:
(1)的最大值与最小值; (2)x+y的最大值与最小值
【思路分析】需考虑代数式及x+y的几何意义,运用数形结合法求解. 【解析】(1)设P(x,y),且P点的轨迹是已知圆C:(x–3)+(y–3)=6. 而的几何意义就是直线OP的斜率(O为坐标原点). 设=k,则直线OP的方程为y= kx.
由图可知,当直线OP与圆相切时,斜率取最值.
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∵点C到直线y=kx的距离d= ∴当=,即k=3时,直线OP与圆相切. ∴上的最大值与最小值分别是 3和3–.
【解题技巧】有关圆的最值问题,常借助于图形性质,利用数形结合求解.一般地,①形如的最值问题可转化为求动直线斜率的最值问题;②形如t= ax+by的最值问题常转化为动直线截距的最值问题.
考题速递
1.圆上的点到直线的最大距离与最小距离的差是( ) A.36 C. 【答案】C
【解析】圆的圆心为(2,2),半径为,圆心到直线的距离为,圆上的点到直线的最大距离与最小距离的差是,故选C.
2.过点P(1,1)的直线,将圆形区域{(x,y)|x+y≤4}分为两部分,使得这两部分的面积之
差最大,则该直线的方程为( )
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B.18 D.
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