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直线与圆的位置关系公式d怎么算

2025-10-05 08:42:28

问题描述:

直线与圆的位置关系公式d怎么算,蹲一个热心人,求不嫌弃我笨!

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直线与圆的位置关系公式d怎么算】在学习解析几何的过程中,我们经常需要判断一条直线与一个圆之间的位置关系。这种关系可以是相离、相切或相交。而判断的关键在于计算直线到圆心的距离 $ d $,并将其与圆的半径 $ r $ 进行比较。

为了更清晰地展示这一过程,以下是对“直线与圆的位置关系公式 $ d $ 怎么算”的总结,并通过表格形式直观呈现相关知识点。

一、直线与圆的位置关系判定方法

判断直线与圆的位置关系,通常采用以下步骤:

1. 确定圆的方程:一般形式为 $ (x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2 $,其中 $ (a, b) $ 是圆心,$ r $ 是半径。

2. 写出直线的方程:一般形式为 $ Ax + By + C = 0 $。

3. 计算直线到圆心的距离 $ d $:使用点到直线的距离公式:

$$

d = \frac{Aa + Bb + C}{\sqrt{A^2 + B^2}}

$$

4. 比较 $ d $ 与 $ r $ 的大小,从而判断直线与圆的位置关系。

二、直线与圆的位置关系判定表

关系类型 距离 $ d $ 与半径 $ r $ 的关系 几何意义
相离 $ d > r $ 直线与圆没有交点
相切 $ d = r $ 直线与圆有一个公共点
相交 $ d < r $ 直线与圆有两个不同的交点

三、举例说明

例题:已知圆的方程为 $ x^2 + y^2 = 9 $(即圆心在原点,半径 $ r = 3 $),直线方程为 $ x + y - 5 = 0 $,求直线与圆的位置关系。

解法:

1. 圆心 $ (0, 0) $,半径 $ r = 3 $

2. 直线方程 $ x + y - 5 = 0 $,即 $ A = 1, B = 1, C = -5 $

3. 计算距离 $ d $:

$$

d = \frac{1 \cdot 0 + 1 \cdot 0 - 5}{\sqrt{1^2 + 1^2}} = \frac{5}{\sqrt{2}} \approx 3.54

$$

4. 比较 $ d \approx 3.54 $ 与 $ r = 3 $,因为 $ d > r $,所以直线与圆相离。

四、小结

- 判断直线与圆的位置关系,关键是计算直线到圆心的距离 $ d $;

- 公式为 $ d = \frac{Ax_0 + By_0 + C}{\sqrt{A^2 + B^2}} $,其中 $ (x_0, y_0) $ 是圆心坐标;

- 根据 $ d $ 与 $ r $ 的大小关系,可判断直线与圆是相离、相切还是相交。

通过以上方法和表格总结,可以帮助你快速掌握“直线与圆的位置关系公式 $ d $ 怎么算”的核心内容,提升解题效率。

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