高三数学直线与圆的方程复习题1
高考数学直线与圆的方程复习题及答案
高考数学直线与圆的方程复习题及参考答案:一、选择题(每小题只有一个选项是正确的,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
)1.(2009•重庆市高三联合诊断性考试)将直线l1:y=2x绕原点逆时针旋转60°得直线l2,则直线l2到直线l3:x+2y-3=0的角为 ( )A.30°B.60°C.120°D.150°答案:A解析:记直线l1的斜率为k1,直线l3的斜率为k3,注意到k1k3=-1,l1⊥l3,依题意画出示意图,结合图形分析可知,直线l2到直线l3的角是30°,选A.2.(2009•湖北荆州质检二)过点P(1,2),且方向向量v=(-1,1)的直线的方程为( )A.x-y-3=0B.x+y+3=0C.x+y-3=0D.x-y+3=0答案:C解析:方向向量为v=(-1,1),则直线的斜率为-1,直线方程为y-2=-(x-1)即x+y-3=0,故选C.3.(2009•东城3月)设A、B为x轴上两点,点P的横坐标为2,且|PA|=|PB|,若直线PA的方程x-y+1=0,则直线PB的方程为 ( )A.2x+y-7=0B.2x-y-1=0C.x-2y+4=0D.x+y-5=0答案:D解析:因kPA=1,则kPB=-1,又A(-1,0),点P的横坐标为2,则B(5,0),直线PB的方程为x+y-5=0,故选D.4.过两点(-1,1)和(0,3)的直线在x轴上的截距为 ( )A.-32B.32C.3D.-3答案:A解析:由两点式,得y-31-3=x-0-1-0,即2x-y+3=0,令y=0,得x=-32,即在x轴上的截距为-32.5.直线x+a2y+6=0和(a-2)x+3ay+2a=0无公共点,则a的值是 ( )A.3B.0C.-1D.0或-1答案:D解析:当a=0时,两直线方程分别为x+6=0和x=0,显然无公共点;当a≠0时,-1a2=-a-23a,∴a=-1或a=3.而当a=3时,两直线重合,∴a=0或-1.6.两直线2x-my+4=0和2mx+3y-6=0的交点在第二象限,则m的取值范围是( )A.-32≤m≤2B.-32C.-32≤m<2D.-32答案:B解析:由2x-my+4=0,2mx+3y-6=0,解得两直线的交点坐标为(3m-6m2+3,4m+6m2+3),由交点在第二象限知横坐标为负、纵坐标为正,故3m-6m2+3<0且4m+6m2+3>0⇒-327.(2009•福建,9)在平面直角坐标系中,若不等式组x+y-1≥0,x-1≤0,ax-y+1≥0,(a为常数)所表示的平面区域的面积等于2,则a的值为 ( )A.-5B.1C.2D.3答案:D解析:不等式组x+y-1≥0,x-1≤0,ax-y+1≥0所围成的区域如图所示.∵其面积为2,∴|AC|=4,∴C的坐标为(1,4),代入ax-y+1=0,得a=3.故选D.8.(2009•陕西,4)过原点且倾斜角为60°的直线被圆x2+y2-4y=0所截得的弦长为( )A.3B.2C.6D.23答案:D解析:∵直线的方程为y=3x,圆心为(0,2),半径r=2.由点到直线的距离公式得弦心距等于1,从而所求弦长等于222-12=23.故选D.9.(2009•西城4月,6)与直线x-y-4=0和圆x2+y2+2x-2y=0都相切的半径最小的圆的方程是 ( )A.(x+1)2+(y+1)2=2B.(x+1)2+(y+1)2=4C.(x-1)2+(y+1)2=2D.(x-1)2+(y+1)=4答案:C解析:圆x2+y2+2x-2y=0的圆心为(-1,1),半径为2,过圆心(-1,1)与直线x-y-4=0垂直的直线方程为x+y=0,所求的圆的圆心在此直线上,排除A、B,圆心(-1,1)到直线x-y-4=0的距离为62=32,则所求的圆的半径为2,故选C.10.(2009•安阳,6)已知直线x+y=a与圆x2+y2=4交于A、B两点,且|OA→+OB→|=|OA→-OB→|,其中O为原点,则实数a的值为 ( )A.2B.-2C.2或-2D.6或-6答案:C解析:由|OA→+OB→|=|OA→-OB→|得|OA→+OB→|2=|OA→-OB→|2,OA→•OB→=0,OA→⊥OB→,三角形AOB为等腰直角三角形,圆心到直线的距离为2,即|a|2=2,a=±2,故选C.11.(2009•河南实验中学3月)若直线l:ax+by=1与圆C:x2+y2=1有两个不同交点,则点P(a,b)与圆C的位置关系是 ( )A.点在圆上B.点在圆内C.点在圆外D.不能确定答案:C解析:直线l:ax+by=1与圆C:x2+y2=1有两个不同交点,则1a2+b2<1,a2+b2>1,点P(a,b)在圆C外部,故选C.12.(2010•保定市高三摸底考试)从原点向圆x2+(y-6)2=4作两条切线,则这两条切线夹角的大小为 ( )A.π6B.π2C.arccos79D.arcsin229答案:C解析:如图,sin∠AOB=26=13,cos∠BOC=cos2∠AOB=1-2sin2∠AOB=1-29=79,∴∠BOC=arccos79,故选C.第Ⅱ卷(非选择题共90分)二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,请将答案填在题中的横线上。
高考数学复习圆的方程专项练习(附解析)
高考数学复习圆的方程专项练习(附解析)圆的标准方程(x-a)+(y-b)=r中,有三个参数a、b、r,只要求出a、b、r,这时圆的方程就被确定。
以下是圆的方程专题练习,请考生查缺补漏。
一、填空题1.若圆C的半径为1,圆心在第一象限,且与直线4x-3y=0和x轴都相切,则该圆的标准方程是________.[解析] 设圆心C(a,b)(a0,b0),由题意得b=1.又圆心C到直线4x-3y=0的距离d==1,解得a=2或a=-(舍).因此该圆的标准方程为(x-2)2+(y-1)2=1.[答案] (x-2)2+(y-1)2=12.(2021南京质检)已知点P(2,1)在圆C:x2+y2+ax-2y+b=0上,点P关于直线x+y-1=0的对称点也在圆C上,则圆C的圆心坐标为________.[解析] 因为点P关于直线x+y-1=0的对称点也在圆上,该直线过圆心,即圆心满足方程x+y-1=0,因此-+1-1=0,解得a=0,因此圆心坐标为(0,1).[答案] (0,1)3.已知圆心在直线y=-4x上,且圆与直线l:x+y-1=0相切于点P(3,-2),则该圆的方程是________.[解析] 过切点且与x+y-1=0垂直的直线为y+2=x-3,与y=-4x联立可求得圆心为(1,-4).半径r=2,所求圆的方程为(x-1)2+(y+4)2=8.[答案] (x-1)2+(y+4)2=84.(2021江苏常州模拟)已知实数x,y满足x2+y2-4x+6y+12=0,则|2x-y |的最小值为________.[解析] x2+y2-4x+6y+12=0配方得(x-2)2+(y+3)2=1,令x=2+cos ,y=-3+sin ,则|2x-y|=|4+2cos +3-sin |=|7-sin (-7-(tan =2).[答案] 7-5.已知圆x2+y2+4x-8y+1=0关于直线2ax-by+8=0(a0,b0)对称,则+的最小值是________.[解析] 由圆的对称性可得,直线2ax-by+8=0必过圆心(-2,4),因此a+b =2.因此+=+=++52+5=9,由=,则a2=4b2,又由a+b=2,故当且仅当a=,b =时取等号.[答案] 96.(2021南京市、盐都市高三模拟)在平面直角坐标系xOy中,若圆x2 +(y-1)2=4上存在A,B两点关于点P(1,2)成中心对称,则直线AB的方程为________.[解析] 由题意得圆心与P点连线垂直于AB,因此kOP==1,kAB=-1,而直线AB过P点,因此直线AB的方程为y-2=-(x-1),即x+y-3=0.[答案] x+y-3=07.(2021泰州质检)若a,且方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圆,则a =________.[解析] 要使方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圆,则a2+(2a)2-4(2a2 +a-1)0,解得-20)关于直线x+y+2=0对称.(1)求圆C的方程;(2)设Q为圆C上的一个动点,求的最小值.[解] (1)设圆心C(a,b),由题意得解得则圆C的方程为x2+y2=r2,将点P的坐标代入得r2=2,故圆C的方程为x2+y2=2.(2)设Q(x,y),则x2+y2=2,=(x-1,y-1)(x+2,y+2)=x2+y2+x+y-4=x+y-2.令x=cos ,y=sin ,=x+y-2=(sin +cos )-2=2sin-2,因此的最小值为-4.10.已知圆的圆心为坐标原点,且通过点(-1,).(1)求圆的方程;(2)若直线l1:x-y+b=0与此圆有且只有一个公共点,求b的值;(3)求直线l2:x-y+2=0被此圆截得的弦长.[解] (1)已知圆心为(0,0),半径r==2,因此圆的方程为x2+y2=4.(2)由已知得l1与圆相切,则圆心(0,0)到l1的距离等于半径2,即=2,解得b=4.(3)l2与圆x2+y2=4相交,圆心(0,0)到l2的距离d==,所截弦长l=2=2= 2.一样说来,“教师”概念之形成经历了十分漫长的历史。
高三数学一轮复习高考总复习测评卷 直线和圆的方程 章末质量检测 文 试题
·创 作人:历恰面 日 期: 2020年1月1日金版新学案?高考总复习配套测评卷——高三一轮数学『文科』卷(七)直线和圆的方程————————————————————————————————————— 【说明】 本套试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两局部,请将第一卷选择题之答案填入答题格内,第二卷可在各题后直接答题,一共150分,考试时间是是120分钟.第一卷 (选择题 一共60分)题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案个选项里面,只有一项是哪一项符合题目要求的)1.下面各组方程中,表示一样曲线的是( )A .y =x 与yx=1 B .|y |=|x |与y 2=x 2C .|y |=2x +4与y =2|x |+4D.⎩⎪⎨⎪⎧x =sin θ(θ为参数)y =cos 2θ与y =-x 2+12.直线2x -y -2=0绕它与y 轴的交点逆时针旋转π2所得的直线方程是( )A .-x +2y -4=0B .x +2y -4=0C .-x +2y +4=0D .x +2y +4=03.“a =1”是“直线x +y =0和直线x -ay =0互相垂直〞的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件4.过点P (5,-2),且与直线x -y +5=0相交成45°角的直线l 的方程是( )A .y =-2B .y =2,x =5C .x =5D .y =-2,x =55.假设PQ 是圆x 2+y 2=9的弦,PQ 的中点是(1,2),那么直线PQ 的方程是( )A .x +2y -3=0B .x +2y -5=0C .2x -y +4=0D .2x -y =06.假设k ,-1,b 三个数成等差数列,那么直线y =kx +b 必经过定点( )A .(1,-2)B .(1,2)C .(-1,2)D .(-1,-2)7.D 是由不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -2y ≥0x +3y ≥0,所确定的平面区域,那么圆x 2+y 2=4在区域D 内的弧长为( )A.π4B.π2C.3π4D.3π28.A (-3,8)和B (2,2),在x 轴上有一点M ,使得|AM |+|BM |为最短,那么点M 的坐标为( )A .(-1,0)B .(1,0)C.⎝⎛⎭⎪⎫225,0D.⎝⎛⎭⎪⎫0,2259.设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -6≤0,x -y +2≥0,x ≥0,y ≥0,假设目的函数z =ax +by (a >0,b >0)的最大值为12,那么2a +3b的最小值为( )A.256B.83C.113D .410.在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,A (3,1),B (-1,3),假设点C 满足|+|=|-|,那么C 点的轨迹方程是( )A .x +2y -5=0B .2x -y =0C .(x -1)2+(y -2)2=5 D .3x -2y -11=011.过点M (1,2)的直线l 将圆(x -2)2+y 2=9分成两段弧,当其中的劣弧最短时,直线l 的方程是( )A .x =1B .y =1C .x -y +1=0D .x -2y +3=012.台风中心从A 地以每小时20千米的速度向东北方向挪动,离台风中心30千米内的地区为危险区,城B 在A 的正东40千米处,那么B 城处于危险区内的时间是为( )A .小时B .1小时C .小时D .2小时第二卷 (非选择题 一共90分)二、填空题(本大题一一共4小题,每一小题5分,一共20分.把答案填在题中横线上) 13.将直线y =x +3-1绕它上面一点(1,3)沿逆时针方向旋转15°,那么所得直线的方程为________.14.在坐标平面内,与点A (1,3)的间隔 为2,且与点B (3,1)的间隔 为32的直线一共有__________条.15.直线x -2y -3=0与圆(x -2)2+(y +3)2=9交于E ,F 两点,那么△EOF (O 为坐标原点)的面积等于________.16.在直角坐标平面上,不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-4x -6y +4≤0,|x -2|+|y -3|≥3表示的平面区域的面积是________.三、解答题(本大题一一共6小题,一共70分.解容许写出文字说明,证明过程或者演算步骤)17.(本小题满分是10分)△ABC 的两条高所在直线的方程为2x -3y +1=0和x +y =0,顶点A 的坐标为(1,2),求BC 边所在直线的方程.18.(本小题满分是12分)如图,直角三角形ABC 的顶点A 的坐标为(-2,0),直角顶点B 的坐标为(0,-22),顶点C 在x 轴上.(1)求BC 边所在直线的方程.(2)圆M 是△ABC 的外接圆,求圆M 的方程.19.(本小题满分是12分)△ABC 的顶点A (5,1),AB 边上的中线CM 所在直线方程为2x -y -5=0.AC 边上的高BH 所在直线为x -2y -5=0.求:(1)顶点C 的坐标; (2)直线BC 的方程.20.(本小题满分是12分)甲、乙两煤矿每年的产量分别为200万吨和300万吨,需经过东车站和西车站两个车站运往外地,东车站每年最多能运280万吨煤,西车站每年最多能运360万吨煤,甲煤矿运往东车站和西车站的运费价格分别为1元/吨和元/吨,乙煤矿运往东车站和西车站的运费价格分别为元/吨和元/吨.要使总运费最少,煤矿应怎样编制调运方案?21.(本小题满分是12分)圆C :x 2+y 2=r 2(r >0)经过点(1,3). (1)求圆C 的方程;(2)是否存在经过点(-1,1)的直线l ,它与圆C 相交于A ,B 两个不同点,且满足=12+32(O 为坐标原点)关系的点M 也在圆C 上?假如存在,求出直线l 的方程;假如不存在,请说明理由.22.(本小题满分是12分)圆M 的方程为:x 2+y 2-2x -2y -6=0,以坐标原点为圆心的圆N 与圆M 相切.(1)求圆N 的方程;(2)圆N 与x 轴交于E 、F 两点,圆内的动点D 使得|DE |、|DO |、|DF |成等比数列,求·的取值范围;(3)过点M 作两条直线分别与圆N 相交于A 、B 两点,且直线MA 和直线MB 的倾斜角互补,试判断直线MN 和AB 是否平行?请说明理由. 答案:卷(七)一、选择题1.B 用排除法做.A 、C 易排除,∵点坐标范围明显不一致.D 中前者x ∈[-1,1],y ∈[0,1],后者x ∈R ,y ∈(-∞,1],故排除D.2.D 选D.由题意知所求直线与2x -y -2=0垂直. 又2x -y -2=0与y 轴交点为(0,-2). 故所求直线方程为y +2=-12(x -0),即x +2y +4=0.3.C 当a =1时,直线x +y =0与直线x -y =0垂直成立;当直线x +y =0与直线x -ay =0垂直时,a =1.所以“a =1〞是“直线x +y =0与直线x -ay =0互相垂直〞的充要条件. 4.D (1)假设直线l 的斜率存在,设为k ,由题意,tan 45°=⎪⎪⎪⎪⎪⎪k -11+k ,得k =0,所求l 的直线方程为y =-2.(2)假设直线l 的斜率不存在,那么直线l 的方程为x =5,且与直线x -y +5=0相交成45°角.应选D.5.B 结合圆的几何性质易知直线PQ 过点A (1,2),且和直线OA 垂直,故其方程为:y -2=-12(x -1),整理得x +2y -5=0.6.A ∵k ,-1,b 成等差数列, ∴k +b =-2.∴当x =1时,y =k +b =-2. 即直线过定点(1,-2).7.B 如图阴影局部表示⎩⎪⎨⎪⎧x -2y ≥0x +3y ≥0,确定的平面区域,所以劣弧AB 的弧长即为所求.∵k OB =-13,k OA =12,∴tan ∠BOA =12-⎝ ⎛⎭⎪⎫-131+12×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=1,∴∠BOA =π4.∴劣弧A B 的长度为2×π4=π2.8.B 点B (2,2)关于x 轴的对称点为B ′(2,-2),连接AB ′,易求得直线AB ′的方程为2x +y -2=0,它与x 轴交点M (1,0)即为所求.9.A 不等式组表示的平面区域如下图阴影局部,当直线ax +by =z (a >0,b >0)过直线x -y +2=0与直线3x -y -6=0的交点(4,6)时,目的函数z =ax +by (a >0,b >0)获得最大值12,即4a +6b =12,即2a +3b =6,而2a +3b=⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +3b ·2a +3b 6 =136+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a +a b ≥136+2 =256, 应选A10.C 由|+|=|-|知⊥,所以C 点的轨迹是以两个端点A 、B 为直径的圆,圆心坐标为线段AB 的中点(1,2),半径等于5,所以C 点的轨迹方程是(x -1)2+(y -2)2=5.11.D 由条件知M 点在圆内,故当劣弧最短时,l 应与圆心与M 点的连线垂直, 设圆心为O ,那么O (2,0), ∴K OM =2-01-2=-2.∴直线l 的斜率k =12,∴l 的方程为y -2=12(x -1).即x -2y +3=0.12.B 如图,以A 为坐标原点,建立平面直角坐标系,那么B (40,0),台风中心挪动的轨迹为射线y =x (x ≥0),而点B 到射线y =x 的间隔 d =402=202<30,故l =2302-(202)2=20,故B 城处于危险区内的时间是为1小时. 二、填空题13.【解析】 直线y =x +3-1的斜率为1,故倾斜角为45°,旋转后的直线的倾斜角为60°,斜率为3,故所求直线方程为y -3=3(x -1),即3x -y =0.【答案】3x -y =014.【解析】 以A (1,3)为圆心,以2为半径作圆A ,以B (3,1)为圆心,以32为半径作圆B .∵|AB |=(1-3)2+(3-1)2=22=32-2, ∴两圆内切, 公切线只有一条. 【答案】 1 15.【解析】 如图圆心O 1(2,-3)到直线l :x -2y -3=0的间隔 为5,那么|EF |=29-5=4,O 到l 的间隔 d =35,故S △OEF =12d |EF |=655.【答案】65516.【解析】 区域为圆面(x -2)2+(y -3)2=9内挖去了一个内接正方形. 【答案】 9π-18三、解答题17.【解析】 可以判断A 不在所给的两条高所在的直线上,那么可设AB ,AC 边上的高所在的直线方程分别为2x -3y +1=0,x +y =0,那么可求得AB ,AC 所在的直线方程为y-2=-32(x -1),y -2=x -1,即3x +2y -7=0,y -x -1=0.由⎩⎪⎨⎪⎧3x +2y -7=0x +y =0得B (7,-7),由⎩⎪⎨⎪⎧y -x -1=02x -3y +1=0得C (-2,-1),所以直线BC 的方程为2x +3y +7=0. 18.【解析】 (1)设C (x 0,0), 那么k AB =-220-(-2)=- 2.k BC =0+22x 0-0=22x 0. ∵AB ⊥BC ,∴k AB ·k BC =-1, 即-2×22x 0=-1,∴x 0=4,∴C (4,0),∴k BC =22, ∴直线BC 的方程为y -0=22(x -4),即y =22x -2 2. (2)圆M 以线段AC 为直径,AC 的中点M 的坐标为(1,0),半径为3, ∴圆M 的方程为x 2+y 2-2x -8=0. 19.【解析】 直线AC 的方程为:y -1=-2(x -5),即2x +y -11=0,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y -11=0,2x -y -5=0,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =4,y =3,那么C 点坐标为(4,3).设B (m ,n ),那么M (m +52,n +12),⎩⎪⎨⎪⎧ 2m +52-n +12-5=0m -2n -5=0, 整理得⎩⎪⎨⎪⎧ 2m -n -1=0m -2n -5=0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ m =-1n =-3那么B 点坐标为(-1,-3)直线BC 的方程为y -3=65(x -4),即6x -5y -9=0.20.【解析】 设甲煤矿向东车站运x 万吨煤,乙煤矿向东车站运y 万吨煤,那么总运费z =x +1.5(200-x )+y +1.6(300-y )(万元),即z =780-x -y . x 、y 应满足⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,200-x ≥0,300-y ≥0,x +y ≤280,200-x +(300-y )≤360, 作出上面的不等式组所表示的平面区域如下图.设直线x +y =280与y 轴的交点为M ,那么M (0,280),把直线l :x +y =0向上平移至经过点M 时,z 的值最小. ∵点M 的坐标为(0,280),∴甲煤矿消费的煤全部运往西车站,乙煤矿向东车站运280万吨、向西车站运20万吨时,总运费最少. 21.【解析】 (1)由圆C :x 2+y 2=r 2,再由点(1,3)在圆C 上,得r 2=12+(3)2=4所以圆C 的方程为 x 2+y 2=4;(2)假设直线l 存在,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x 0,y 0)①假设直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为:y -1=k (x +1),联立⎩⎪⎨⎪⎧ y =k (x +1)+1x 2+y 2-4=0消去y 得,(1+k 2)x 2+2k (k +1)x +k 2+2k -3=0,由韦达定理得x 1+x 2=-2k (k +1)1+k 2=-2+2-2k 1+k 2,x 1x 2=k 2+2k -31+k 2=1+2k -41+k 2, y 1y 2=k 2x 1x 2+k (k +1)(x 1+x 2)+(k +1)2=2k +41+k 2-3, 因为点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)在圆C 上,因此,得x 21+y 21=4,x 22+y 22=4, 由=12+32得x 0 =x 1+3x 22,y 0=y 1+3y 22,由于点M 也在圆C 上,那么⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+3x 222+⎝ ⎛⎭⎪⎫y 1+3y 222 =4,整理得,x 21+y 214+3x 22+y 224+32x 1x 2+123y 1y 2=4, 即x 1x 2+y 1y 2=0,所以1+2k -41+k 2+(2k +41+k2-3)=0, 从而得,k 2-2k +1=0,即k =1,因此,直线l 的方程为 y -1=x +1,即x -y +2=0,②假设直线l 的斜率不存在,那么A (-1,3),B (-1,-3),M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1-32,3-32 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1-322+⎝ ⎛⎭⎪⎫3-322 =4-3≠4,故点M 不在圆上与题设矛盾综上所知:k =1,直线方程为x -y +2=022.【解析】 圆M 的方程可整理为:(x -1)2+(y -1)2=8,故圆心M (1,1),半径R =2 2.(1)圆N 的圆心为(0,0),因为|MN |=2<22,所以点N 在圆M 内,故圆N 只能内切于圆M .设其半径为r .因为圆N 内切于圆M ,所以有:|MN |=R -r , 即2=22-r ,解得r = 2.所以圆N 的方程为x 2+y 2=2.(2)由题意可知:E (-2,0),F (2,0).设D (x ,y ),由|DE |、|DO |、|DF |成等比数列,得|DO |2=|DE |×|DF |, 即:(x +2)2+y 2×(x -2)2+y 2=x 2+y 2,整理得:x 2-y 2=1.而=(-2-x ,-y ),=(2-x ,-y ),·=(-2-x )(2-x )+(-y )(-y )=x 2+y 2-2=2y 2-1,由于点D 在圆N 内,故有⎩⎪⎨⎪⎧ x 2+y 2<2x 2-y 2=1,由此得y 2<12,所以·∈[-1,0). (3)因为直线MA 和直线MB 的倾斜角互补,故直线MA 和直线MB 的斜率存在,且互为相反数,设直线MA 的斜率为k ,那么直线MB 的斜率为-k .故直线MA 的方程为y -1=k (x -1),直线MB 的方程为 y -1=-k (x -1),由⎩⎪⎨⎪⎧ y -1=k (x -1)x 2+y 2=2, 得(1+k 2)x 2+2k (1-k )x +(1-k )2-2=0.因为点M 在圆N 上,故其横坐标x =1一定是该方程的解,可得x A =k 2-2k -11+k 2, 同理可得:x B =k 2+2k -11+k 2, 所以k AB =y B -y A x B -x A= -k (x B -1)-k (x A -1)x B -x A= 2k -k (x B +x A )x B -x A=1=k MN . 所以,直线AB 和MN 一定平行.。
高中数学选修一第二章 直线和圆的方程 章末测试(解析版)
第二章 直线和圆的方程章末测试注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上第I 卷(选择题)一、单选题(每题只有一个选项为正确答案,每题5分,共40分)1.(2020·福建高二学业考试)已知直线1l :2y x =-,2l :y kx =,若12//l l ,则实数k =( ) A .-2 B .-1C .0D .1【答案】D【解析】已知直线1l :2y x =-,2l :y kx =,因为12//l l ,所以1k =故选:D2.(2020·洮南市第一中学高一月考)直线()()1:2140l a x a y -+++=与()2:190l a x ay ++-=互相垂直,则a 的值是( ). A .-0.25 B .1C .-1D .1或-1【答案】D【解析】当10a +=时,1a =-,此时14:3l x =,2:9l y =-,显然两直线垂直, 当0a =时,此时1:240l x y -++=,2:9l x =,显然两直线不垂直, 当10a +≠且0a ≠时,因为12l l ⊥,所以()()()2110a a a a -+++=,解得:1a =,综上可知:1a =或1-.故选D.3.(2020·江苏省海头高级中学高一月考)直线:l (1)230m x my m ---+=(m R ∈)过定点A ,则点A 的坐标为( )A .(3,1)-B .(3,1)C .(3,1)-D .(3,1)--【答案】B【解析】根据直线(1)230m x my m ---+=得()230m x y x ---+=,故直线过定点为直线20x y --=和30x -+=的交点,联立方程得2030x y x --=⎧⎨-+=⎩,解得31x y =⎧⎨=⎩ ,所以定点A 的坐标为()3,1A .故选:B. 4.(2020·广东高二期末)设a R ∈,则“a =1”是“直线ax+y-1=0与直线x+ay+1=0平行”的 A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件,【答案】C【解析】若直线ax+y-1=0与直线x+ay+1=0平行,则21a =,且11a-≠解得1a =故选C5.(2020·黑龙江高一期末)若曲线y y =k (x ﹣2)+4有两个交点,则实数k 的取值范围是( )A .3,14⎛⎤⎥⎝⎦B .3,4⎛⎫+∞⎪⎝⎭C .(1,+∞)D .(1,3]【答案】A【解析】作出曲线y 的图像,直线y =k (x ﹣2)+4恒过定点()2,4,当直线与曲线相切时,原点到直线240kx y k --+=的距离等于22=,解得34k =,由图可知, ()3401422k -<≤=--,故选:A 6.(2020·浙江柯城。
高三数学二轮专题复习第1讲 直线与圆
∴切线方程为
y=±
3x-2,和直线 y=2
的交点坐标分别为-4
3
3,2,4
3
3,2.
故要使视线不被⊙O
挡住,则实数
的取值范围是-∞,-4
3
3∪4
3
3,+∞.
答案 (1)-53 (2)B
考法2 圆的弦长相关计算 【例3-2】 (2017·全国Ⅲ卷)在直角坐标系xOy中,曲线y=x2+mx-2与x轴交于A,B
归纳总结 思维升华
探究提高 1.求解两条直线平行的问题时,在利用A1B2-A2B1=0建立方程求出参数 的值后,要注意代入检验,排除两条直线重合的可能性. 2.求直线方程时应根据条件选择合适的方程形式利用待定系数法求解,同时要考虑 直线斜率不存在的情况是否符合题意.
【训练1】 (1)(2018·贵阳质检)已知直线l1:mx+y+1=0,l2:(m-3)x+2y-1=0,
但m=-1时,直线l1与l2重合.
当m=-7时,l1的方程为2x-2y=-13,直线l2:2x-2y=8,此时l1∥l2.
∴“m=-7或m=-1”是“l1∥l2”的必要不充分条件. (2)设 l 的方程为ax+by=1(a>0,b>0),则1a+2b=1. ∵a>0,b>0,∴1a+2b≥2 a2b.则 1≥2 a2b, ∴ab≥8(当且仅当1a=2b=12,即 a=2,b=4 时,取“=”). ∴当a=2,b=4时,△OAB的面积最小. 此时 l 的方程为2x+4y=1,即 2x+y-4=0. 答案 (1)B (2)A
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
(2)过点(1,2)的直线l与两坐标轴的正半轴分别交于A、B两点,O为坐标原点,当
高三数学直线与圆的位置关系试题答案及解析
高三数学直线与圆的位置关系试题答案及解析1.已知圆C:x2+(y-3)2=4,过A(-1,0)的直线l与圆C相交于P,Q两点,若|PQ|=2,则直线l的方程为()A.x=-1或4x+3y-4=0B.x=-1或4x-3y+4=0C.x=1或4x-3y+4=0D.x=1或4x+3y-4=0【答案】B【解析】当直线l与x轴垂直时,易知x=-1符合题意;当直线l与x轴不垂直时,设直线l的方程为y=k(x+1),过圆C作CM⊥PQ,垂足为M,由于|PQ|=2,可求得|CM|=1.由|CM|==1,解得k=,此时直线l的方程为y= (x+1).故所求直线l的方程为x=-1或4x-3y+4=0.故选B.2.已知两点A(0,-3),B(4,0),若点P是圆x2+y2-2y=0上的动点,则△ABP面积的最小值为()A.6B.C.8D.【答案】B【解析】如图,过圆心C向直线AB做垂线交圆于点P,这时△ABP的面积最小.直线AB的方程为+=1,即3x-4y-12=0,圆心C到直线AB的距离为d==,∴△ABP的面积的最小值为×5×(-1)=.3.如图,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,以BD为直径的圆与BC交于点E,则()A.CE·CB=AD·DB B.CE·CB=AD·ABC.AD·AB=CD2D.CE·EB=CD2【答案】A【解析】由切割线定理可知CE·CB=CD2.又由平面几何知识知△ADC∽△CDB,得相似比=,即AD·DB=CD2,∴CE·CB=AD·DB.故选A.4.如图,⊙O中弦AB、CD相交于点F,AB=10,AF=2.若CF∶DF=1∶4,则CF的长等于()A. B.2 C.3 D.2【答案】B【解析】∵CF∶DF=1∶4,∴DF=4CF.∵AB=10,AF=2,∴BF=8.∵CF·DF=AF·BF,∴CF·4CF=2×8,∴CF=2.5.如图,半径为2的⊙O中,∠AOB=90°,D为OB的中点,AD的延长线交⊙O于点E,则线段DE的长为()A.B.C.D.【答案】C【解析】延长BO交圆O于点F,由D为OB的中点,知DF=3,DB=1,又∠AOB=90°,所以AD=,由相交弦定理知AD·DE=DF·DB,即3×1=×DE,解得DE=.6.如图所示,AD,AE,BC分别与圆O切于点D,E,F,延长AF与圆O交于另一点G.给出下列三个结论:①AD+AE=AB+BC+CA;②AF·AG=AD·AE;③△AFB∽△ADG.其中正确结论的序号是()A.①②B.②③C.①③D.①②③【答案】A【解析】逐个判断:由切线定理得CE=CF,BD=BF,所以AD+AE=AB+BD+AC+CE=AB+AC+BC,即①正确;由切割线定理得AF·AG=AD2=AD·AE,即②正确;因为△ADF∽△AGD,所以③错误.故选A.7.如图,已知圆中两条弦AB与CD相交于点F,E是AB延长线上一点,且DF=CF=,AF∶FB∶BE=4∶2∶1,若CE与圆相切,则线段CE的长为________.【答案】【解析】因为AF∶FB∶BE=4∶2∶1,所以可设AF=4x,FB=2x,BE=x.由割线定理,得AF·FB=DF·FC,即4x×2x=×,解得x=.所以AF=2,FB=1,BE=.由切割线定理,得EC2=BE·EA,即EC2=×(+3),解得EC=.8.如图,△ABO三边上的点C、D、E都在⊙O上,已知AB∥DE,AC=CB.(1)求证:直线AB是⊙O的切线;(2)若AD=2,且tan∠ACD=,求⊙O的半径r的长.【答案】(1)见解析(2)3【解析】解:(1)证明:∵AB∥DE,∴=,又OD=OE,∴OA=OB.如图,连接OC,∵AC=CB,∴OC⊥AB.又点C在⊙O上,∴直线AB是⊙O的切线.(2)如图,延长DO交⊙O于点F,连接FC.由(1)知AB是⊙O的切线,∴弦切角∠ACD=∠F,∴△ACD∽△AFC.∴tan∠ACD=tan∠F=,又∠DCF=90°,∴=.∴==,而AD=2,得AC=4.又AC2=AD·AF,∴2·(2+2r)=42,于是r=3.9.若圆O:x2+y2=4与圆C:x2+y2+4x-4y+4=0关于直线l对称,则直线l的方程是() A.x+y=0B.x-y=0C.x-y+2=0D.x+y+2=0【答案】C【解析】圆x2+y2+4x-4y+4=0,即(x+2)2+(y-2)2=4,圆心C的坐标为(-2,2).直线l过OC的中点(-1,1),且垂直于直线OC,易知k=-1,故直线l的斜率为1,直线l的方程为yOC-1=x+1,即x-y+2=0.故选C.10.(5分)(2011•重庆)过原点的直线与圆x2+y2﹣2x﹣4y+4=0相交所得的弦长为2,则该直线的方程为.【答案】2x﹣y=0【解析】用配方法将圆的方程转化为标准方程,求出圆心坐标和半径,设直线方程为y=kx,求出圆心到直线的距离,利用直线和圆相交所成的直角三角形知识求解即可.解:直线方程为y=kx,圆x2+y2﹣2x﹣4y+4=0即(x﹣1)2+(y﹣2)2=1即圆心坐标为(1,2),半径为r=1因为弦长为2,为直径,故y=kx过圆心,所以k=2所以该直线的方程为:y=2x故答案为:2x﹣y=0点评:本题考查直线和圆的相交弦长问题,属基础知识的考查.注意弦长和半径的关系.11.如图,是圆的直径,点在圆上,延长到使,过作圆的切线交于. 若,,求的长.【答案】【解析】由题中所给是圆的直径且,根据等腰三角形的性质可得:,再由直线为圆的切线,易得,可引入辅助线使得:,运用三角形知识即可求出:,进而得到:.是圆的直径且,,连,为圆的切线,,记是圆的交点,连,,,,,. 10分【考点】1.圆的几何性质;2.三角形的知识12.已知圆C的方程为:x2+y2-2mx-2y+4m-4=0(m∈R).(1)试求m的值,使圆C的面积最小;(2)求与满足(1)中条件的圆C相切,且过点(1,-2)的直线方程.【答案】(1)当m=2时,圆的半径有最小值1,此时圆的面积最小.(2)x=1或4x-3y-10=0.【解析】圆C的方程:(x-m)2+(y-1)2=(m-2)2+1.(1)当m=2时,圆的半径有最小值1,此时圆的面积最小.(2)当m=2时,圆的方程为(x-2)2+(y-1)2=1,设所求的直线方程为y+2=k(x-1),即kx-y-k-2=0,由直线与圆相切,得=1,k=,所以切线方程为y+2=(x-1),即4x-3y-10=0,又因为过点(1,-2)且与x轴垂直的直线x=1与圆也相切,所以所求的切线方程为x=1或4x-3y-10=0.13.圆x2+y2+2x=0和x2+y2﹣4y=0的公共弦的长度为()A.B.C.D.【答案】C【解析】联立,解得或.∴两圆的交点P(0,0),Q.∴|PQ|==.故选C.14.过点(-1,2)的直线l被圆截得的弦长为,则直线l的斜率为.【答案】或【解析】设过点的直线方程为,即.即,由已知得,,解得,直线的斜率为或.【考点】直线与圆的位置关系,点到直线的距离公式.15.设圆的一条切线与轴、轴分别交于点, 则的最小值为( )A.4B.C.6D.8【答案】【解析】设切线方程为,即,由圆心到直线的距离等于半径得所以令,即,则,得即最小值为4故选.【考点】点到直线的距离;基本不等式.16.已知圆,点在直线上,若过点存在直线与圆交于、两点,且点为的中点,则点横坐标的取值范围是.【答案】【解析】法一:数形结合法:设,由题意可得,即,解之得.法二:设点,,则由条件得A点坐标为,,从而,整理得,化归为,从而,于是由得。
高三数学圆的方程试题
高三数学圆的方程试题1.已知圆,圆与圆关于直线对称,则圆的方程为( ) A.B.C.D.【答案】B【解析】因为两圆关于直线对称后半径不变,只需设圆的圆心坐标为,利用点与圆圆心关于直线对称得解得,故选B.【考点】圆的标准方程,曲线关于直线的对称问题.2.(本小题满分14分)关于的方程(1)若方程C表示圆,求实数m的取值范围;(2)在方程C表示圆时,若该圆与直线且,求实数m的值;(3)在(2)的条件下,若定点A的坐标为(1,0),点P是线段MN上的动点,求直线AP的斜率的取值范围。
【答案】(1);(2)m=4;(3)。
【解析】(1)方程C可化为:要使该方程表示圆,只需5-m>0.即m<5 所以方程C表示圆时,实数m的取值范围是。
(2)由(1)知,当方程C表示圆时,圆心为C(1,2),半径为。
过圆心C作直线L的垂线CD,D为垂足。
则又由因为。
所以,解得m=4.(3)由(2)得C圆的方程为:再由得和所以,由图象可知,,所以直线AP的斜率的取值范围是。
【考点】圆的一般式方程;直线与圆的位置关系;直线的斜率公式。
点评:方程x2+y2+Dx+Ey+F=0,当时,表示圆的方程;当时,表示点;当时,不表示任何图形。
3.(本小题满分12分)如图,圆与轴相切于点,与轴正半轴相交于两点(点在点的左侧),且.(Ⅰ)求圆的方程;(Ⅱ)过点任作一条直线与椭圆相交于两点,连接,求证:.【答案】(Ⅰ).(Ⅱ)见解析。
【解析】(I)由于圆与轴相切于点, 所以圆心坐标为,然后根据建立关于r的方程求出r值,圆的标准确定.(2)将y=0代入圆的方程求出M,N的坐标,然后再分两种情况证明.(i) 当轴时,由椭圆对称性可知.当与轴不垂直时,可设直线的方程为.证明,然后直线方程与椭圆方程联立借助韦达定理来解决即可.(Ⅰ)设圆的半径为(),依题意,圆心坐标为.································ 1分∵∴,解得.····································································· 3分∴圆的方程为.······················································· 5分(Ⅱ)把代入方程,解得,或,即点,.····················································································· 6分(1)当轴时,由椭圆对称性可知.······························· 7分(2)当与轴不垂直时,可设直线的方程为.联立方程,消去得,.······················ 8分设直线交椭圆于两点,则,.······································································· 9分∵,∴.······························································· 10分∵,11分∴,.····························································· 12分综上所述,. 13分4.已知圆经过两点,圆心在轴上,则的方程为_____________;【答案】【解析】设圆,将坐标代入可得。
高三数学《直线与圆》专题测试题含答案
高三数学《直线与圆》专题测试题含答案第Ⅰ卷(选择题 共60分)一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.“C =5”是“点(2,1)到直线3x +4y +C =0的距离为3”的( )A .充要条件B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件2.直线l 过点(2,2),且点(5,1)到直线l 的距离为10,则直线l 的方程是( ) A .3x +y +4=0 B .3x -y +4=0 C .3x -y -4=0 D .x -3y -4=03.圆x 2+y 2-2x -8y +13=0的圆心到直线ax +y -1=0的距离为1,则a =( ) A .-43B .-34C.3D .24.过点P (-2,2)作直线l ,使直线l 与两坐标轴在第二象限内围成的三角形面积为8,这样的直线l 一共有( )A .3条B .2条C .1条D .0条5.已知圆(x -2)2+(y +1)2=16的一条直径通过直线x -2y +3=0被圆所截弦的中点,则该直径所在的直线方程为( )A .3x +y -5=0B .x -2y =0C .x -2y +4=0D .2x +y -3=0 6.已知点P (3,2)与点Q (1,4)关于直线l 对称,则直线l 的方程为( ) A .x -y +1=0 B .x -y =0C .x +y +1=0 D .x +y =07.已知三点A (1,0),B (0,3),C (2,3),则△ABC 外接圆的圆心到原点的距离为( ) A.53B.213 C.253 D.438.圆心在曲线y =2x (x >0)上,与直线2x +y +1=0相切,且面积最小的圆的方程为( )A .(x -2)2+(y -1)2=25B .(x -2)2+(y -1)2=5C .(x -1)2+(y -2)2=25D .(x -1)2+(y -2)2=59.已知圆O :x 2+y 2=4上到直线l :x +y =a 的距离等于1的点至少有2个,则a 的取值范围为( )A .(-32,32)B .(-∞,-32)∪(32,+∞)C .(-22,22)D .[-32,3 2 ]10.已知点P 的坐标(x ,y )满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤4,y ≥x ,x ≥1,过点P 的直线l 与圆C :x 2+y 2=14相交于A ,B 两点,则|AB |的最小值是( )A .26B .4 C.6D .211.已知圆M :x 2+y 2-2ay =0(a >0)截直线x +y =0所得线段的长度是22,则圆M 与圆N :(x -1)2+(y -1)2=1的位置关系是( )A .内切B .相交C .外切D .相离12.已知两圆x 2+y 2+2ax +a 2-4=0和x 2+y 2-4by -1+4b 2=0恰有三条公切线,若a ∈R ,b ∈R 且ab ≠0,则1a 2+1b2的最小值为( )A .1B .3 C.19D.49第Ⅱ卷(非选择题 共90分)二、填空题:本大题共四小题,每小题5分。
历年高三数学高考考点之直线与圆必会题型及答案
历年高三数学高考考点之<直线与圆>必会题型及答案体验高考1.平行于直线2x +y +1=0且与圆x 2+y 2=5相切的直线的方程是( ) A.2x +y +5=0或2x +y -5=0 B.2x +y +5=0或2x +y -5=0 C.2x -y +5=0或2x -y -5=0 D.2x -y +5=0或2x -y -5=0 答案 A解析 设所求直线方程为2x +y +c =0,依题意有|0+0+c |22+12=5,解得c =±5,所以所求直线方程为2x +y +5=0或2x +y -5=0,故选A.2.过三点A (1,3),B (4,2),C (1,-7)的圆交y 轴于M 、N 两点,则|MN |等于( ) A.26B.8C.46D.10 答案 C解析 由已知,得AB →=(3,-1),BC →=(-3,-9),则AB →·BC →=3×(-3)+(-1)×(-9)=0,所以AB →⊥BC →,即AB ⊥BC ,故过三点A ,B ,C 的圆以AC 为直径,得其方程为(x -1)2+(y +2)2=25,令x =0得(y +2)2=24,解得y 1=-2-26,y 2=-2+26,所以|MN |=|y 1-y 2|=46,选C.3.一条光线从点(-2,-3)射出,经y 轴反射后与圆(x +3)2+(y -2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为( )A.-53或-35B.-32或-23C.-54或-45D.-43或-34答案 D解析 由已知,得点(-2,-3)关于y 轴的对称点为(2,-3),由入射光线与反射光线的对称性,知反射光线一定过点(2,-3).设反射光线所在直线的斜率为k , 则反射光线所在直线的方程为y +3=k (x -2), 即kx -y -2k -3=0.由反射光线与圆相切,则有d =|-3k -2-2k -3|k 2+1=1,解得k =-43或k =-34,故选D.4.已知平行直线l 1:2x +y -1=0,l 2:2x +y +1=0,则l 1,l 2的距离为______. 答案255解析 d =|1+1|22+12=255. 5.已知直线l :mx +y +3m -3=0与圆x 2+y 2=12交于A ,B 两点,过A ,B 分别做l 的垂线与x 轴交于C ,D 两点,若|AB |=23,则|CD |=________. 答案 4解析 设AB 的中点为M ,由题意知, 圆的半径R =23,|AB |=23, 所以|OM |=3,解得m =-33, 由⎩⎨⎧x -3y +6=0,x 2+y 2=12解得A (-3,3),B (0,23),则AC 的直线方程为y -3=-3(x +3),BD 的直线方程为y -23=-3x ,令y =0,解得C (-2,0),D (2,0), 所以|CD |=4.高考必会题型题型一 直线方程的求法与应用例1 (1)若点P (1,1)为圆(x -3)2+y 2=9的弦MN 的中点,则弦MN 所在直线的方程为( ) A.2x +y -3=0 B.x -2y +1=0 C.x +2y -3=0 D.2x -y -1=0答案 D解析 由题意知圆心C (3,0),k CP =-12.由k CP ·k MN =-1,得k MN =2,所以弦MN 所在直线的方程是2x -y -1=0.(2)已知△ABC 的顶点A (3,-1),AB 边上的中线所在直线方程为6x +10y -59=0,∠B 的平分线所在直线方程为x -4y +10=0,求BC 边所在直线的方程. 解 设B (4y 1-10,y 1),由AB 中点在6x +10y -59=0上,可得:6·4y 1-72+10·y 1-12-59=0,y 1=5,∴B (10,5).设A 点关于x -4y +10=0的对称点为A ′(x ′,y ′),则有⎩⎪⎨⎪⎧x ′+32-4·y ′-12+10=0,y ′+1x ′-3·14=-1⇒A ′(1,7),∵点A ′(1,7),B (10,5)在直线BC 上,∴y -57-5=x -101-10,故BC 边所在直线的方程是2x +9y -65=0. 点评 (1)两条直线平行与垂直的判定①若两条不重合的直线l 1,l 2的斜率k 1,k 2存在,则l 1∥l 2⇔k 1=k 2,l 1⊥l 2⇔k 1k 2=-1; ②判定两直线平行与垂直的关系时,如果给出的直线方程中存在字母系数,不仅要考虑斜率存在的情况,还要考虑斜率不存在的情况. (2)求直线方程的常用方法①直接法:直接选用恰当的直线方程的形式,写出结果;②待定系数法:先由直线满足的一个条件设出直线方程,使方程中含有一个待定系数,再由题给的另一条件求出待定系数.变式训练1 已知直线l 经过直线3x +4y -2=0与直线2x +y +2=0的交点P ,且垂直于直线x -2y -1=0. (1)求直线l 的方程;(2)求直线l 关于原点O 对称的直线方程.解 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧3x +4y -2=0,2x +y +2=0解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =2.所以点P 的坐标是(-2,2),又因为直线x -2y -1=0, 即y =12x -12的斜率为k ′=12,由直线l 与x -2y -1=0垂直可得k l =-1k ′=-2, 故直线l 的方程为:y -2=-2(x +2),即2x +y +2=0.(2)直线l 的方程2x +y +2=0在x 轴、y 轴上的截距分别是-1与-2,则直线l 关于原点对称的直线在x 轴、y 轴上的截距分别是1与2, 所求直线方程为x 1+y2=1,即2x +y -2=0.题型二 圆的方程例2 (1)如图,已知圆C 与x 轴相切于点T (1,0),与y 轴正半轴交于两点A ,B (B 在A 的上方),且|AB |=2.①圆C 的标准方程为________________.②圆C 在点B 处的切线在x 轴上的截距为________.答案 ①(x -1)2+(y -2)2=2 ②-2-1解析 ①由题意,设圆心C (1,r )(r 为圆C 的半径),则r 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫|AB |22+12=2,解得r = 2.所以圆C 的方程为(x -1)2+(y -2)2=2.②方法一 令x =0,得y =2±1,所以点B (0,2+1).又点C (1,2),所以直线BC 的斜率为k BC =-1,所以过点B 的切线方程为y -(2+1)=x -0,即y =x +(2+1). 令y =0,得切线在x 轴上的截距为-2-1.方法二 令x =0,得y =2±1,所以点B (0,2+1).又点C (1,2),设过点B 的切线方程为y -(2+1)=kx ,即kx -y +(2+1)=0.由题意,得圆心C (1,2)到直线kx -y +(2+1)=0的距离d =|k -2+2+1|k 2+1=r =2,解得k =1.故切线方程为x -y +(2+1)=0.令y =0,得切线在x 轴上的截距为-2-1.(2)已知圆C 经过点A (2,-1),并且圆心在直线l 1:y =-2x 上,且该圆与直线l 2:y =-x +1相切. ①求圆C 的方程;②求以圆C 内一点B ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,-52为中点的弦所在直线l 3的方程. 解 ①设圆的标准方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2,则⎩⎪⎨⎪⎧(2-a )2+(-1-b )2=r 2,b =-2a ,|a +b -1|2=r ,解得⎩⎨⎧a =1,b =-2,r = 2.故圆C 的方程为(x -1)2+(y +2)2=2. ②由①知圆心C 的坐标为(1,-2), 则k CB =-52-(-2)2-1=-12.设直线l 3的斜率为k 3,由k 3·k CB =-1,可得k 3=2. 故直线l 3的方程为y +52=2(x -2),即4x -2y -13=0.点评 求圆的方程的两种方法(1)几何法:通过研究圆的性质、直线和圆、圆与圆的位置关系,进而求得圆的基本量和方程.(2)代数法:用待定系数法先设出圆的方程,再由条件求得各系数.变式训练2 已知圆x 2+y 2=4上一定点A (2,0),B (1,1)为圆内一点,P ,Q 为圆上的动点. (1)求线段AP 中点的轨迹方程;(2)若∠PBQ =90°,求线段PQ 中点的轨迹方程.解 (1)设AP 的中点为M (x ,y ),由中点坐标公式可知,P 点坐标为(2x -2,2y ). 因为P 点在圆x 2+y 2=4上, 所以(2x -2)2+(2y )2=4,故线段AP 中点的轨迹方程为(x -1)2+y 2=1. (2)设PQ 的中点为N (x ,y ),连接BN . 在Rt △PBQ 中,|PN |=|BN |.设O 为坐标原点,连接ON ,则ON ⊥PQ , 所以|OP |2=|ON |2+|PN |2=|ON |2+|BN |2, 所以x 2+y 2+(x -1)2+(y -1)2=4.故线段PQ 中点的轨迹方程为x 2+y 2-x -y -1=0. 题型三 直线与圆的位置关系、弦长问题例3 (1)(2015·重庆)已知直线l :x +ay -1=0(a ∈R )是圆C :x 2+y 2-4x -2y +1=0的对称轴,过点A (-4,a )作圆C 的一条切线,切点为B ,则|AB |等于( ) A.2B.42C.6D.210 答案 C解析 根据直线与圆的位置关系求解.由于直线x +ay -1=0是圆C :x 2+y 2-4x -2y +1=0的对称轴,∴圆心C (2,1)在直线x +ay -1=0上,∴2+a -1=0,∴a =-1,∴A (-4,-1). ∴|AC |2=36+4=40.又r =2,∴|AB |2=40-4=36. ∴|AB |=6.(2)已知圆C :x 2+y 2-2x +4y -4=0.①写出圆C 的标准方程,并指出圆心坐标和半径大小;②是否存在斜率为1的直线m ,使m 被圆C 截得的弦为AB ,且OA ⊥OB (O 为坐标原点).若存在,求出直线m 的方程;若不存在,请说明理由. 解 ①圆C 的标准方程为(x -1)2+(y +2)2=9, 则圆心C 的坐标为(1,-2),半径为3. ②假设存在这样的直线m , 根据题意可设直线m :y =x +b .联立直线与圆的方程⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-2x +4y -4=0,y =x +b得2x 2+2(b +1)x +b 2+4b -4=0, 因为直线与圆相交,所以Δ>0, 即b 2+6b -9<0,且满足x 1+x 2=-b -1,x 1x 2=b 2+4b -42,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则y 1=x 1+b ,y 2=x 2+b ,由OA ⊥OB 得OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0,所以x 1x 2+(x 1+b )(x 2+b )=2x 1x 2+b (x 1+x 2)+b 2=0, 即b 2+3b -4=0得b =-4或b =1, 且均满足b 2+6b -9<0,故所求的直线m 存在,方程为y =x -4或y =x +1. 点评 研究直线与圆位置关系的方法(1)研究直线与圆的位置关系的最基本的解题方法为代数法,将几何问题代数化,利用函数与方程思想解题.(2)与弦长有关的问题常用几何法,即利用圆的半径r ,圆心到直线的距离d 及半弦长l2,构成直角三角形的三边,利用其关系来处理.变式训练3 已知以点C (t ,2t)(t ∈R ,t ≠0)为圆心的圆与x 轴交于点O ,A ,与y 轴交于点O ,B ,其中O 为原点.(1)求证:△OAB 的面积为定值;(2)设直线y =-2x +4与圆C 交于点M ,N ,若|OM |=|ON |,求圆C 的方程. (1)证明 ∵圆C 过原点O ,且|OC |2=t 2+4t2.∴圆C 的方程是(x -t )2+(y -2t )2=t 2+4t2,令x =0,得y 1=0,y 2=4t;令y =0,得x 1=0,x 2=2t ,∴S △OAB =12|OA |·|OB |=12×|4t |×|2t |=4,即△OAB 的面积为定值.(2)解 ∵|OM |=|ON |,|CM |=|CN |, ∴OC 垂直平分线段MN . ∵k MN =-2,∴k OC =12.∴2t =12t ,解得t =2或t =-2. 当t =2时,圆心C 的坐标为(2,1),|OC |=5, 此时C 到直线y =-2x +4的距离d =15<5,圆C 与直线y =-2x +4相交于两点.当t =-2时,圆心C 的坐标为(-2,-1),|OC |=5, 此时C 到直线y =-2x +4的距离d =95> 5.圆C 与直线y =-2x +4不相交, ∴t =-2不符合题意,舍去. ∴圆C 的方程为(x -2)2+(y -1)2=5.高考题型精练1.已知x ,y 满足x +2y -5=0,则(x -1)2+(y -1)2的最小值为( ) A.45B.25C.255 D.105 答案 A解析 (x -1)2+(y -1)2表示点P (x ,y )到点Q (1,1)的距离的平方.由已知可得点P 在直线l :x +2y -5=0上,所以|PQ |的最小值为点Q 到直线l 的距离,即d =|1+2×1-5|1+22=255, 所以(x -1)2+(y -1)2的最小值为d 2=45.故选A.2.“m =3”是“直线l 1:2(m +1)x +(m -3)y +7-5m =0与直线l 2:(m -3)x +2y -5=0垂直”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件答案 A解析 由l 1⊥l 2得2(m +1)(m -3)+2(m -3)=0, ∴m =3或m =-2.∴m =3是l 1⊥l 2的充分不必要条件.3.若动点A ,B 分别在直线l 1:x +y -7=0和l 2:x +y -5=0上移动,则AB 的中点M 到原点的距离的最小值为( ) A.32B.22C.33D.4 2 答案 A解析 依题意知AB 的中点M 的集合是与直线l 1:x +y -7=0和l 2:x +y -5=0的距离都相等的直线,则M 到原点的距离的最小值为原点到该直线的距离, 设点M 所在直线的方程为l :x +y +m =0, 根据平行线间的距离公式得|m +7|2=|m +5|2⇒|m +7|=|m +5|⇒m =-6,即l :x +y -6=0,根据点到直线的距离公式,得M 到原点的距离的最小值为|-6|2=3 2.4.(2016·山东)已知圆M :x 2+y 2-2ay =0(a >0)截直线x +y =0所得线段的长度是22,则圆M 与圆N :(x -1)2+(y -1)2=1的位置关系是( ) A.内切B.相交C.外切D.相离 答案 B解析 ∵圆M :x 2+(y -a )2=a 2, ∴圆心坐标为M (0,a ),半径r 1=a , 圆心M 到直线x +y =0的距离d =|a |2,由几何知识得⎝⎛⎭⎪⎫|a |22+(2)2=a 2,解得a =2. ∴M (0,2),r 1=2.又圆N 的圆心坐标N (1,1),半径r 2=1,∴|MN |=(1-0)2+(1-2)2=2,r 1+r 2=3,r 1-r 2=1.∴r 1-r 2<|MN |<r 1+r 2,∴两圆相交,故选B.5.与圆x 2+y 2=1和圆x 2+y 2-8x +7=0都相切的圆的圆心轨迹是( ) A.椭圆B.椭圆和双曲线的一支C.双曲线和一条直线(去掉几个点)D.双曲线的一支和一条直线(去掉几个点) 答案 D解析 设所求圆圆心为M (x ,y ),半径为r , 圆x 2+y 2-8x +7=0⇒(x -4)2+y 2=9,圆心设为C (4,0),由题意得当动圆与两定圆外切时, 即|MO |=r +1,|MC |=r +3,从而|MC |-|MO |=2<|OC |, 因此为双曲线的一支,当动圆与两定圆一个外切一个内切时, 必切于两定圆切点,即M 必在x 轴上, 但需去掉O ,C 及两定圆切点,因此选D.6.(2015·课标全国Ⅱ)已知三点A (1,0),B (0,3),C (2,3),则△ABC 外接圆的圆心到原点的距离为( ) A.53B.213 C.253 D.43 答案 B解析 由点B (0,3),C (2,3),得线段BC 的垂直平分线方程为x =1,① 由点A (1,0),B (0,3),得线段AB 的垂直平分线方程为y -32=33⎝⎛⎭⎪⎫x -12,②联立①②,解得△ABC 外接圆的圆心坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1,233,其到原点的距离为12+⎝ ⎛⎭⎪⎫2332=213.故选B.7.(2016·山东)在[-1,1]上随机地取一个数k ,则事件“直线y =kx 与圆(x -5)2+y 2=9相交”发生的概率为________. 答案 34解析 由已知得,圆心(5,0)到直线y =kx 的距离小于半径,∴|5k |k 2+1<3,解得-34<k <34,由几何概型得P =34-⎝ ⎛⎭⎪⎫-341-(-1)=34.8.在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为x 2+y 2-8x +15=0,若直线y =kx -2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,则k 的最大值是________. 答案 43解析 圆C 的标准方程为(x -4)2+y 2=1,圆心为(4,0). 由题意知(4,0)到kx -y -2=0的距离应不大于2, 即|4k -2|k 2+1≤2.整理,得3k 2-4k ≤0.解得0≤k ≤43.故k 的最大值是43.9.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆x 2+y 2=4上有且仅有三个点到直线12x -5y +c =0的距离为1,则实数c 的值为________. 答案 ±13解析 因为圆心到直线12x -5y +c =0的距离为|c |13,所以由题意得|c |13=1,c =±13.10.已知直线l 过点(-2,0),当直线l 与圆x 2+y 2=2x 有两个交点时,其斜率k 的取值范围是________________. 答案 (-24,24) 解析 因为已知直线过点(-2,0),那么圆的方程x 2+y 2=2x 配方为(x -1)2+y 2=1,表示的是圆心为(1,0),半径为1的圆, 设过点(-2,0)的直线的斜率为k , 则直线方程为y =k (x +2), 则点到直线距离等于圆的半径1, 有d =|k -0+2k |k 2+1=1,化简得8k 2=1, 所以k =±24, 然后可知此时有一个交点,那么当满足题意的时候, 可知斜率的取值范围是(-24,24),故答案为(-24,24). 11.已知过点A (0,1),且方向向量为a =(1,k )的直线l 与圆C :(x -2)2+(y -3)2=1相交于M ,N 两点.(1)求实数k 的取值范围;(2)若O 为坐标原点,且OM →·ON →=12,求k 的值.解 (1)∵直线l 过点A (0,1)且方向向量为a =(1,k ),∴直线l 的方程为y =kx +1. 由|2k -3+1|k 2+1<1,得4-73<k <4+73.(2)设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),将y =kx +1代入方程(x -2)2+(y -3)2=1,得(1+k 2)x 2-4(1+k )x +7=0,∴x 1+x 2=4(1+k )1+k 2,x 1x 2=71+k 2,∴OM →·ON →=x 1x 2+y 1y 2=(1+k 2)x 1x 2+k (x 1+x 2)+1=4k (1+k )1+k 2+8=12,∴4k (1+k )1+k 2=4,解得k =1.12.已知圆M ∶x 2+(y -2)2=1,Q 是x 轴上的动点,QA ,QB 分别切圆M 于A ,B 两点.(1)若Q (1,0),求切线QA ,QB 的方程;(2)求四边形QAMB 面积的最小值;(3)若|AB |=423,求直线MQ 的方程.解 (1)设过点Q 的圆M 的切线方程为x =my +1,则圆心M 到切线的距离为1,∴|2m +1|m 2+1=1,∴m =-43或0,∴切线QA ,QB 的方程分别为3x +4y -3=0和x =1.(2)∵MA ⊥AQ ,∴S 四边形MAQB =|MA |·|QA |=|QA | =|MQ |2-|MA |2=|MQ |2-1 ≥|MO |2-1= 3.∴四边形QAMB 面积的最小值为 3.(3)设AB 与MQ 交于点P ,则MP ⊥AB .∵MB ⊥BQ ,∴|MP |=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫2232=13.在Rt △MBQ 中,|MB |2=|MP |·|MQ |,即1=13|MQ |,∴|MQ |=3.设Q (x ,0),则x 2+22=9,∴x =±5,∴Q (±5,0),∴直线MQ 的方程为2x +5y -25=0或2x -5y +25=0.。
高三数学解析几何压轴题训练——直线与圆
高三数学解析几何压轴题训练——直线与圆一、选择题1.与直线x +y -2=0和曲线x 2+y 2-12x -12y +54=0都相切的半径最小的圆的标准方程是( )A .(x +2)2+(y -2)2=2B .(x -2)2+(y +2)2=2C .(x +2)2+(y +2)2=2D .(x -2)2+(y -2)2=2解析:选D 由题意知,曲线方程为(x -6)2+(y -6)2=18,过圆心(6,6)作直线x +y -2=0的垂线,垂线所在直线方程为y =x ,则所求的最小圆的圆心必在直线y =x 上.又(6,6)到直线x +y -2=0的距离d =|6+6-2|2=52,故最小圆的半径为2,圆心坐标为(2,2),所以半径最小的圆的标准方程为(x -2)2+(y -2)2=2.2.已知直线l :x +ay -1=0(a ∈R)是圆C :x 2+y 2-4x -2y +1=0的对称轴.过点A (-4,a )作圆C 的一条切线,切点为B ,则|AB |=( )A .2B .4 2C .6D .210解析:选C 圆C 的标准方程为(x -2)2+(y -1)2=4,圆心为C (2,1),半径r =2,因此2+a -1=0,a =-1,即A (-4,-1),|AB |=|AC |2-r 2=(2+4)2+(1+1)2-4=6.3.若曲线y =1+4-x 2与直线kx -y -2k +4=0有两个不同的交点,则实数k 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫0,512 B.⎝⎛⎦⎤13,34 C.⎝⎛⎦⎤512,34D.⎝⎛⎭⎫512,+∞ 解析:选C 注意到y ≥1,曲线y =1+4-x 2是圆x 2+(y -1)2=4在直线y =1的上方部分的半圆.又直线kx -y -2k +4=0⇒y -4=k (x -2)知恒过定点A (2,4).如图,由B (-2,1),知k AB =4-12-(-2)=34,当直线与圆相切时,|-1-2k +4|k 2+(-1)2=2,解得k =512,故实数k 的取值范围是⎝⎛⎦⎤512,34.4.已知点P 的坐标(x ,y )满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤4,y ≥x ,x ≥1,过点P 的直线l 与圆C :x 2+y 2=14相交于A ,B 两点,则|AB |的最小值是( )A .2 6B .4 C. 6D .2解析:选B 根据约束条件画出可行域如图中阴影部分所示.设点P 到圆心的距离为d ,求|AB |的最小值等价于求d 的最大值,易知d max =12+32=10,所以|AB |min =214-10=4.5.已知P 是过三点O (0,0),A (1,1),B (4,2)的圆M 上一点,圆M 与x 轴、y 轴的交点(非原点)分别为S ,T ,则|PS |·|PT |的最大值为( )A .25B .50C .75D .100解析:选B 设圆M 的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F >0). 则⎩⎪⎨⎪⎧F =0,D +E +F +2=0,4D +2E +F +20=0,解得D =-8,E =6,F =0.所以圆M 的方程为x 2+y 2-8x +6y =0, 即(x -4)2+(y +3)2=25.令y=0,得x2-8x=0,解得x=0或x=8.令x=0,得y2+6y=0,解得y=0或y=-6.所以S(8,0),T(0,-6).而圆心(4,-3)在直线ST上,所以PS⊥PT.即|PS|2+|PT|2=(2r)2=100.所以|PS|·|PT|≤12(|PS|2+|PT|2)=50.所以(|PS|·|PT|)max=50.6.设圆x2+y2-2x-2y-2=0的圆心为C,直线l过(0,3)与圆C交于A,B两点,若|AB|=23,则直线l的方程为()A.3x+4y-12=0或4x-3y+9=0B.3x+4y-12=0或x=0C.4x-3y+9=0或x=0D.3x-4y+12=0或4x+3y+9=0解析:选B当直线l的斜率不存在时,直线l的方程为x=0,计算出弦长为23,符合题意;当直线l的斜率存在时,可设直线l的方程为y=kx+3,由弦长为23可知,圆心到该直线的距离为1,从而有|k+2|k2+1=1,解得k=-34,所以直线l的方程为3x+4y-12=0.综上,直线l的方程为x=0或3x+4y-12=0.7.若过点P(2,1)的直线l与圆C:x2+y2+2x-4y-7=0相交于两点A,B,且∠ACB =60°(其中C为圆心),则直线l的方程是()A.4x-3y-5=0 B.x=2或4x-3y-5=0C.4x-3y+5=0 D.x=2或4x-3y+5=0解析:选B由题意可得,圆C的圆心为C(-1,2),半径为23,因为∠ACB=60°,所以△ABC为正三角形,边长为23,所以圆心C到直线l的距离为3.若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为x=2,与圆相交且圆心C到直线l的距离为3,满足条件;若直线l的斜率存在,不妨设l:y-1=k(x-2),则圆心C到直线l的距离d=|3k+1|k2+1=3,解得k=43,所以此时直线l 的方程为4x -3y -5=0. 8.已知直线x +y -k =0(k >0)与圆x 2+y 2=4交于不同的两点A ,B ,O 是坐标原点,且有|OA ―→+OB ―→|≥33|AB ―→|,那么k 的取值范围是( )A .(3,+∞)B .[2,+∞)C .[2,22)D .[3,22)解析:选C 当|OA ―→+OB ―→|=33|AB ―→|时,O ,A ,B 三点为等腰三角形的三个顶点,其中OA =OB ,∠AOB =120°,从而圆心O 到直线x +y -k =0(k >0)的距离为1,此时k =2.当k >2时,|OA ―→+OB ―→|>33|AB ―→|.又直线与圆x 2+y 2=4有两个不同的交点,故k <22,综上,k 的取值范围为[2,22).9.若圆(x -3)2+(y +5)2=r 2上有且只有两个点到直线4x -3y -2=0的距离等于1,则半径r 的取值范围是( )A .(4,6)B .[4,6]C .(4,5)D .(4,5]解析:选A 设直线4x -3y +m =0与直线4x -3y -2=0间距等于1,则有|m +2|5=1,m =3或m =-7.圆心(3,-5)到直线4x -3y +3=0的距离等于6,圆心(3,-5)到直线4x -3y -7=0的距离等于4,因此所求的圆的半径的取值范围是(4,6).10.已知圆C 关于x 轴对称,经过点(0,1),且被y 轴分成两段弧,弧长之比为2∶1,则圆的方程为( )A .x 2+⎝⎛⎭⎫y ±332=43B .x 2+⎝⎛⎭⎫y ±332=13C.⎝⎛⎭⎫x ±332+y 2=43D.⎝⎛⎭⎫x ±332+y 2=13解析:选C 法一:(排除法)由圆心在x 轴上,可排除A 、B ,又圆过(0,1)点,故圆的半径大于1,排除D ,选C.法二:(待定系数法)设圆的方程为(x -a )2+y 2=r 2,圆C 与y 轴交于A (0,1),B (0,-1),由弧长之比为2∶1,易知∠OCA =12∠ACB =12×120°=60°,则tan 60°=|OA ||OC |=1|OC |,所以a =|OC |=33,即圆心坐标为⎝⎛⎭⎫±33,0,r 2=|AC |2=12+⎝⎛⎭⎫332=43.所以圆的方程为⎝⎛⎭⎫x ±332+y 2=43.11.已知圆O :x 2+y 2=1,圆M :(x -a )2+(y -a +4)2=1.若圆M 上存在点P ,过点P 作圆O 的两条切线,切点分别为A ,B ,使得∠APB =60°,则实数a 的取值范围为________.解析:如图,圆O 的半径为1,圆M 上存在点P ,过点P 作圆O 的两条切线,切点为A ,B ,使得∠APB =60°,则∠APO =30°,在Rt △PAO 中,|PO |=2,又圆M 的半径等于1,圆心坐标M (a ,a -4), ∴|PO |min =|MO |-1,|PO |max =|MO |+1, ∵|MO |=a 2+(a -4)2,∴由a 2+(a -4)2-1≤2≤a 2+(a -4)2+1,解得2-22≤a ≤2+22. 答案:⎣⎡⎦⎤2-22,2+22 12.已知圆O :x 2+y 2=9,过点C (2,1)的直线l 与圆O 交于P ,Q 两点,则当△OPQ 的面积最大时,直线l 的方程为( )A .x -y -3=0或7x -y -15=0B .x +y +3=0或7x +y -15=0C .x +y -3=0或7x -y +15=0D .x +y -3=0或7x +y -15=0解析:选D 当直线l 的斜率不存在时,则l 的方程为x =2,则P ,Q 的坐标为(2,5),(2,-5),所以S △OPQ =12×2×25=2 5.当直线l 的斜率存在时,设l 的方程为y -1=k (x -2)⎝⎛⎭⎫k ≠12,则圆心到直线PQ 的距离d =|1-2k |1+k 2,又|PQ |=29-d 2,所以S △OPQ =12×|PQ |×d =12×29-d 2×d =(9-d 2)d 2≤⎝ ⎛⎭⎪⎫9-d 2+d 222=92,当且仅当9-d 2=d 2,即d 2=92时,S △OPQ 取得最大值92.因为25<92,所以S △OPQ 的最大值为92,此时4k 2-4k +1k 2+1=92,解得k =-1或k =-7,此时直线l 的方程为x +y -3=0或7x +y -15=0.二、填空题13.在平面直角坐标系xOy 中,若圆(x -2)2+(y -2)2=1上存在点M ,使得点M 关于x 轴的对称点N 在直线kx +y +3=0上,则实数k 的最小值为________.解析:法一:由题意,设M (2+cos θ,2+sin θ),则N (2+cos θ,-2-sin θ),将N 的坐标代入kx +y +3=0,可得sin θ-k cos θ=2k +1.因为sin θ-k cos θ=k 2+1sin(θ-φ),其中tan φ=k ,所以|2k +1|≤k 2+1,即3k 2+4k ≤0,解得-43≤k ≤0,故k 的最小值为-43. 法二:圆(x -2)2+(y -2)2=1关于x 轴对称的圆的方程为(x -2)2+(y +2)2=1. 问题转化为直线kx +y +3=0与圆(x -2)2+(y +2)2=1有公共点N . 所以|2k -2+3|k 2+1≤1,即|2k +1|≤k 2+1,解得-43≤k ≤0,故k 的最小值为-43.答案:-4314.已知直线l :x -3y +6=0与圆x 2+y 2=12交于A ,B 两点,过A ,B 分别作l 的垂线与x 轴交于C ,D 两点,则|CD |=________.解析:如图所示,∵直线AB 的方程为x -3y +6=0, ∴k AB =33,∴∠BPD =30°, 从而∠BDP =60°. 在Rt △BOD 中, ∵|OB |=23,∴|OD |=2.取AB 的中点H ,连接OH ,则OH ⊥AB , ∴OH 为直角梯形ABDC 的中位线, ∴|OC |=|OD |,∴|CD |=2|OD |=2×2=4. 答案:415.已知A (-2,0),B (0,2),实数k 是常数,M ,N 是圆x 2+y 2+kx =0上不同的两点,P 是圆x 2+y 2+kx =0上的动点,如果M ,N 关于直线x -y -1=0对称,则△PAB 面积的最大值是________.解析:由题意知圆心⎝⎛⎭⎫-k 2,0在直线x -y -1=0上,所以-k2-1=0,解得k =-2,得圆心的坐标为(1,0),半径为1.又知直线AB 的方程为x -y +2=0,所以圆心(1,0)到直线AB 的距离为322,所以△PAB 面积的最大值为12×22×⎝⎛⎭⎫1+322=3+ 2.答案:3+ 216.两条平行直线和圆的位置关系定义为:若两条平行直线和圆有四个不同的公共点,则称两条平行线和圆“相交”;若两条平行直线和圆没有公共点,则称两条平行线和圆“相离”;若两条平行直线和圆有一个,两个或三个不同的公共点,则称两条平行线和圆“相切”,已知直线l 1:2x -y +a =0,l 2:2x -y +a 2+1=0和圆x 2+y 2+2x -4=0相切,则a 的取值范围是________.解析:圆的标准方程为(x +1)2+y 2=5, 圆心(-1,0),r =5,两直线分别与圆相切时对应的a 的边界值为:|-2+a 2+1|5=5时,a =±6; |a -2|5=5时,a =-3或a =7, 所以a 的边界值分别为-3,7,±6.由题意可知,两平行直线中必有一条与圆相切,另一条与圆相离,相切,相交三种情况都满足题意,故a ∈[]-3,-6∪[]6,7.答案:[]-3,-6∪[]6,7。
高三数学直线与圆的位置关系试题
高三数学直线与圆的位置关系试题1.如图,在圆上任取一点,过点作轴的垂线段,为垂足.设为线段的中点.(1)当点在圆上运动时,求点的轨迹的方程;(2)若圆在点处的切线与轴交于点,试判断直线与轨迹的位置关系.【答案】(1);(2)相切【解析】(1)由于点在圆上运动, 为线段的中点,根据两点坐标的关系,以及点P在圆上,即可得到结论.(2)由(1)得到轨迹的方程为椭圆方程.切线PE的斜率有两种情况:斜率不存在则可得直线与轨迹的位置关系为相切.直线斜率存在则假设点P的坐标,写出切线方程,以及点N的坐标,再写出直线MN的方程.联立椭圆方程,根据判别式的值即可得到结论.(1)设,则.点在圆上,,即点的轨迹的方程为. 4分(2)解法一:(i)当直线的斜率不存在时,直线的方程为或.显然与轨迹相切;(2)当直线的斜率存在时,设的方程为,因为直线与圆相切,所以,即. 7分又直线的斜率等于,点的坐标为.所以直线的方程为,即. 9分由得..故直线与轨迹相切.综上(i)(2)知,直线与轨迹相切. 13分解法二:设(),则. 5分(i)当时,直线的方程为或,此时,直线与轨迹相切;(2)当时,直线的方程为,即.令,则.,又点,所以直线的方程为,即. 9分由得即..所以,直线与轨迹相切.综上(i)(2)知,直线与轨迹相切. 13分【考点】1.待定系数法求椭圆的方程.2.直线与圆的位置关系.3.直线与椭圆的位置关系.2.在平面直角坐标系中,圆C的方程为.若直线上存在一点,使过所作的圆的两条切线相互垂直,则实数的取值范围是.【答案】【解析】圆C的方程为.解题中要体会转化思想的运用:先将“圆的两条切线相互垂直”转化为“点到圆心的距离为”,再将“直线上存在点到圆心的距离为”转化为“圆心到直线的距离小于等于”,再利用点到直线的距离公式求解.即【考点】圆的方程、圆和直线的位置关系、点到直线的距离公式3.在平面直角坐标系中,直线(为参数)与圆(为参数)相切,切点在第一象限,则实数的值为.【答案】.【解析】直线的一般式方程为,圆的圆心坐标为,半径长为,则有,解得或,由于切点在第一象限,则直线必过第一象限,则,因此.【考点】1.参数方程与普通方程间的转化;2.直线与圆的位置关系4.过直线x+y-2=0上点P作圆x2+y2=1的两条切线,若两条切线的夹角是60°,则点P 的坐标是__________.【答案】(,)【解析】本题主要考查数形结合的思想,设P(x,y),则由已知可得PO(O为原点)与切线的夹角为30°,则|PO|=2,由可得5.在平面直角坐标系xOy中,圆C的方程为x2+y2-8x+15=0,若直线y=kx-2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C有公共点,则k的最大值是____________.【答案】【解析】∵圆C的方程可化为(x-4)2+y2=1,∴圆C的圆心为(4,0),半径为1.由题意知,直线y=kx-2上至少存在一点A(x0,kx-2),以该点为圆心,1为半径的圆与圆C有公共点,∴存在x0∈R,使得AC≤1+1成立,即ACmin≤2.∵ACmin即为点C到直线y=kx-2的距离,∴≤2,解得0≤k≤.∴k的最大值是.6.已知方程x2+y2+kx+2y+k2=0所表示的圆有最大的面积,则直线y=(k-1)x+2的倾斜角α=.【答案】【解析】r=≤1,当有最大半径时有最大面积,此时k=0,r=1,∴直线方程为y=-x+2,设倾斜角为α,则由tanα=-1且α∈[0,π)得α=.7.已知点和曲线,若过点A的任意直线都与曲线至少有一个交点,则实数的取值范围是.【答案】.【解析】把曲线方程化为:,知它是以为圆心,为半径的圆.如图所示,点在直线上,任意过的直线与圆有交点,则.【考点】直线和圆的位置关系.8.在平面直角坐标系xOy中,设点P为圆C:(x-1)2+y2=4上的任意一点,点Q(2a,a-3)(a∈R),则线段PQ长度的最小值为________.【答案】-2【解析】点Q在直线x-2y-6=0上,圆心(1,0)到该直线的距离为d==,因此线段PQ长度的最小值为-2.9.动圆C经过点,并且与直线相切,若动圆C与直线总有公共点,则圆C的面积()A.有最大值B.有最小值C.有最小值D.有最小值【答案】D【解析】设圆心为,半径为,,即,即,∴圆心为,,圆心到直线的距离为,∴或,当时,,∴.【考点】1.点到直线的距离;2.圆与直线的位置关系.10.若圆C经过坐标原点和点(4,0),且与直线y=1相切,则圆C的方程是________.【答案】(x-2)2+2=【解析】∵圆C经过原点O(0,0)和点P(4,0),∴线段OP的垂直平分线x=2过圆C的圆心,设圆C的方程为(x-2)2+(y-b)2=r2,又圆C与直线y=1相切,∴b2+22=r2,且|1-b|=r,解之得b=-,r=,∴圆C的方程为(x-2)2+2=.11.直线x+y-2=0与圆x2+y2=4交于A,B两点,则=().A.4B.3C.2D.-2【答案】C【解析】由解得或,即A(,1),B(0,2),所以=212.已知以点C (t∈R,t≠0)为圆心的圆与x轴交于点O、A,与y轴交于点O、B,其中O为原点.(1)求证:△AOB的面积为定值;(2)设直线2x+y-4=0与圆C交于点M、N,若|OM|=|ON|,求圆C的方程;(3)在(2)的条件下,设P、Q分别是直线l:x+y+2=0和圆C的动点,求|PB|+|PQ|的最小值及此时点P的坐标.【答案】(1)见解析(2)(x-2)2+(y-1)2=5(3)2,坐标为【解析】(1)证明由题设知,圆C的方程为(x-t)2+2=t2+,化简得x2-2tx+y2-y=0,当y=0时,x=0或2t,则A(2t,0);当x=0时,y=0或,则B,∴S=|OA|·|OB|=|2t|·=4为定值.△AOB(2)解∵|OM|=|ON|,则原点O在MN的中垂线上,设MN的中点为H,则CH⊥MN,∴C、H、O三点共线,则直线OC的斜率k===,∴t=2或t=-2.∴圆心为C(2,1)或C(-2,-1),∴圆C的方程为(x-2)2+(y-1)2=5或(x+2)2+(y+1)2=5由于当圆方程为(x+2)2+(y+1)2=5时,直线2x+y-4=0到圆心的距离d>r,此时不满足直线与圆相交,故舍去,∴圆C的方程为(x-2)2+(y-1)2=5.(3)解点B(0,2)关于直线x+y+2=0的对称点B′(-4,-2),则|PB|+|PQ|=|PB′|+|PQ|≥|B′Q|,又B′到圆上点Q的最短距离为|B′C|-r==3-=2.所以|PB|+|PQ|的最小值为2,直线B′C的方程为y=x,则直线B′C与直线x+y+2=0的交点P的坐标为.13.已知圆的半径为,、为该圆的两条切线,、为两切点,那么的最小值为.【答案】-3+2【解析】.【考点】圆的切线长,向量数量积,基本不等式14.直线将圆分割成的两段圆孤长之比为( )A.B.C.D.【答案】B【解析】圆心到直线的距离为直线被圆所截得的弦长为,所以圆心角为,故分割成的两段圆孤长之比为.【考点】直线与圆的位置关系,弦长公式.15.过原点且倾斜角为的直线被圆所截得的弦长为()A.B.C.D.【答案】【解析】圆心到直线的距离为,所以弦长为.选A.【考点】直线与圆.16.已知双曲线的渐近线与圆有公共点,则该双曲线离心率的取值范围是__________.【答案】【解析】将圆的方程配方得:.双曲线的渐近线方程为.由于双曲线的渐近线与圆有公共点,所以,即,所以离心率的取值范围为.【考点】1、双曲线的离心率;2、直线与圆的位置关系.17.过点P(0,1)与圆相交的所有直线中,被圆截得的弦最长时的直线方程是()A.B.C.D.【答案】D【解析】配方得,依题意,被圆截得的弦最长时的直线过圆心,由因为过点,故所求的直线方程为.【考点】1、直线和圆的位置关系;2、直线和圆的方程.18.已知实数满足,则的最小值是()A.B.C.D.【答案】A【解析】将化为,,,从几何意义讲,表示在圆上的点到直线的距离的倍,要使其值最小,只需最小即可,由直线和圆的位置关系可知,所以的最小值为,选A.【考点】直线和圆的位置关系、点到线的距离公式.19.已知直线与直线平行且与圆相切,则直线的方程为()A.B.或C.D.或【答案】D【解析】设直线的方程为,将圆的方程化为标准式为,圆心坐标为,半径长为,由于直线与圆相切,则有,整理得,解得或,故直线的方程为或,故选D.【考点】1.两直线的位置关系;2.直线与圆的位置关系20.若直线始终平分圆的周长,则的最小值为()A.B.C.D.【答案】D【解析】直线平分圆周,则直线过圆心,则,.【考点】直线与圆的位置关系;基本不等式.21.若直线与圆相交于、两点,则的值为()A.B.C.D.与有关的数值【解析】对于直线,令,可得,,故直线过定点,而此定点恰为圆圆心,故为圆的一条直径,.【考点】直线过定点,直线与圆相交所形成的弦长的计算22.直线与圆相交于M,N两点,若,则k的取值范围是()A.B.C.D.【答案】A【解析】若,则根据圆心到直线的距离、圆半径和半弦长组成一个直角三角形可以得到,圆心到直线的距离等于1,若,则圆心到直线的距离小于等于1,根据点到直线的距离公式可知,解得k的取值范围是.【考点】本小题主要考查直线与圆的位置关系、点到直线的距离公式的应用.点评:遇到直线与圆相交的题目,常常用到圆心到直线的距离、圆半径和半弦长组成一个直角三角形,进而用点到直线的距离公式或数形结合解决问题.23.已知点P的坐标,过点P的直线l与圆相交于A、B两点,则的最小值为【答案】4【解析】画出可行域(如图),P在阴影处,为使弦长|AB|最小,须P到圆心即原点距离最大,即直线过P(1,3)时,取到最小值为=4.【考点】本题主要考查简单线性规划问题,直线与圆的位置关系。
高三数学高考复习:直线和圆的方程专项练习
高考数学复习:直线和圆的方程专项练习一.选择题1.已知直线l1:y=x+2,直线l2过点P(-2,1)且l2到l1的角为45°,则l2的方程是()A.y=x-1B.y=x+C.y=-3x+7 D .y=3x+72.a、b、c分别是△ABC中A、B、C所对边的边长,则直线sinA·x+ay+c=0与bx-sinB·y+ay+c=0的位置关系是( )A.平行B.重合C.垂直 D.相交但不垂直3.原点O和点P(1,1)在直线x+y-a=0的两侧,则a的取值范围是()A.a<0或a>2B.a=0或a=2C.0<a<2D.0≤a≤24.已知两条直线l1:y=x,l2:ax-y=0,其中a为实数,当这两条直线的夹角在(0,)内变动时,a的取值范围是( )A.(0,1)B.(,)C.(,1)∪(1,)D.(1,)5.点P在平面上作匀速直线运动,速度向量v=(4,-3)(即点P的运动方向与v相同,且每秒移动的距离为|v|个单位).设开始时,P的坐标为(-10,10),则5秒后,点P的坐标为()A.(-2,4)B.(-30,25)C.(10,-5)D.(5,-10)6.直线经过原点和点(-1,-1),则它的倾斜角是( )A.45°B.135°C.45°或135° D.0°7.已知点M(a,b)与N关于x轴对称,点P与点N关于y轴对称,点Q与点P关于直线x+y=0对称,则点Q的坐标为( )A.(a,b)B.(b,a)C.(-a,-b)D.(-b,-a)8.已知圆C与圆(x-1)2+y2=1关于直线y=-x对称,则圆C的方程为()A.(x+1)2+y2=1B.x2+y2=1C.x2+(y+1)2=1D.x2+(y-1)2=19.在直角坐标系中,满足不等式x2-y2≥0的点(x,y)的集合所对应的阴影部分是( )10.方程x2+y2-2(t+3)x+2(1-4t2)y+16t4+9=0(t∈R)表示圆方程,则t的取值范围是()A.-1<t<B.-1<t<C.-<t<1 D.1<t<211.集合M={(x,y)|y=,x、y∈R},N={(x,y)|x=1,y∈R},则M∩N等于( )A.{(1,0)}B.{y|0≤y≤1}C.{1,0}D.12.如果点P(x,y)在曲线x=(θ为参数)上,则x2+y2的最大值是( )A.10B.16C.25D.100二.填空题1.若实数x、y满足①则不等式组①表示的区域面积为_________,的取值范围是_________.2.圆心为(a,b),半径为r的圆的标准方程为_________.3.从点A(-1,3)所引圆x2+y2+4x+14y+49=0的两条切线所夹的劣弧对应的圆心角的余弦是_______________.4.不论m为何实数,直线(m-1)x-y+2m+1=0恒过定点___________________.三.解答题1.一圆经过A(2,1)点和直线x-y-1=0相切,且圆心在2x-y=0上.(1)求该圆的标准方程;(2)已知点B(,1),求过B点且有最短弦长的直线l的方程.2.某工厂家具车间造A、B两类型桌子,每张桌子需木工和漆工两道工序完成,已知木工做一张A型和B型的桌子分别需要1小时和2小时,漆工油漆一张A型和B型的桌子分别需要3小时和1小时;又知木工、漆工每天工作分别不得超过8小时和9小时,而工厂造一张A 型和B型桌子分别获得利润2千元和3千元,试问工厂每天应生产A型和B型的桌子各多少张时,才能获得利润最大?3.求与直线3x+4y+2=0平行,且与坐标轴构成的三角形的面积为24(平方单位)的直线l的方程.4.设直线l的方程是2x+By-1=0,倾斜角为α.(1)试将α表示为B的函数;(2)若<α<,试求B的取值范围;(3)若B∈(-∞,-2)∪(1,+∞),求α的取值范围.5.求通过直线l:2x+y+4=0及圆C:x2+y2+2x-4y+1=0的交点,并且有最小面积的圆的方程. 6.求直线a:2x+y-4=0关于直线l:3x+4y-1=0对称的直线b的方程.直线和圆的方程专项练习参考答案一.选择题1.解析:因=1,故k2=3.答案:D2.解析:因-·=-1,故两直线垂直.答案:C3.解析:(0+0-a)(1+1-a)<00<a<2.答案:C4.解析:已知k1=1,倾斜角α=45°,斜率k2=a,设l2的倾斜角为β,依题意0<|β-α|<,得:<β<且β≠α=45°,∴l2的斜率tan<a<tan且α≠tan45°=1,即<a<且a≠1.答案:C5.解析:经过t秒动点P的位移为t(4,-3),即经过t秒动点P(x,y)所在位置为(*)所以t=5时,P点坐标为(10,-5),应选C.答案:C6.解析:tanα=k==1,∴α=45°.选A.答案:A7.解析:N(a,-b),P(-a,-b),则Q(b,a)答案:B8.解析:由M(x,y)关于y=-x的对称点为(-y,-x),即得x2+(y+1)2=1.答案:C9.解析:x2-y2≥0(x+y)(x-y)≥0或答案:B10.解析:由D2+E2-4F>0,得7t2-6t-1<0,即-<t<1.答案:C11.解析:y=表示单位圆的上半圆,x=1与之有且仅有一个公共点(1,0). 答案:A12.解析:易知是圆(x-3)2+(y+4)2=25上的点到原点的距离.答案:D二.填空题1.解析:(1)如图,(x,y)在上图阴影区域内,则S=×1×3=.则z为区域内点与定点(1,-2)所在直线的斜率.则z∈[1,+∞)∪(-∞,-2].答案:(-∞,-2]∪[1,+∞)2.(x-a)2+(y-b)2=r23.解析:圆C:(x+2)2+(y+7)2=4,故|AC|=,∴cos=,cosα=2cos2-1=-.答案:-4.解析:(m-1)x-y+2m+1=0y-3=(m-1)(x+2),即过点(-2,3).答案:(-2,3)三.解答题1.解:(1)设圆心(a,2a),半径为r,则有r=,∴a2-2a+1=0,a=1,r=,∴圆的标准方程为(x-1)2+(y-2)2=2.(2)记圆心为M(1,2),当直线l与MB垂直时弦长最短,k MB=2,∴k l=-,∴l的方程为2x+4y-5=0.2.解:设工厂每天生产A型桌子x张、B型桌子y张,获利为z(千元).可行域为四边形ABCO内部及边界.∴即为动直线在y轴上的截距,将动直线在可行域内移动,可知:B点处直线截距最大,此时z有最大值.∴z max=2×2+3×3=13(千元).∴工厂每天应生产A型桌子2张、B型桌子3张,可获利最大,为1.3万元.3.解:设所求直线l的方程为3x+4y+m=0, ①因为直线交x轴于A(-,0),交y轴于B(0,-),故由得m=±24.代入①,得所求直线方程为3x+4y±24=0.4.解:(1)若B=0,则直线l的方程是2x-1=0,∴α=;若B≠0,则方程即为y=-x+,∴当B<0时,->0,α=arctan(-),而当B>0时,-<0,α=π+arctan(-),即α=f(B)=(2)若α=,则B=0,若α≠,则tanα<-或tanα>,即-<-(B>0)或->(B<0=,∴-2<B<0或0<B<.综上,知-2<B<.(3)若B<-2,则-<1,∴0<tanα<1,0<α<;若B>1,则->-2,∴0>tanα>-2,π-arctan2<α<π.综上,知π-arctan2<α<π或0<α<.5.解:法一:圆的方程为(x+1)2+(y-2)2=4.设直线l与圆C交于A、B两点,D为AB的中点,则直线CD的方程为x-2y+5=0,x-2y+5=0,2x+y+4=0.故D∴以D为圆心,AB为直径的圆是面积最小的圆.法二:设圆的方程是(x2+y2+2x-4y+1)+λ(2x+y+4)=0,即[x+(1+λ)2]+圆面积=πR2,而时,圆面积最小,此时圆的方程是5x2+5y2+26x-12y+37=0.法三:设A(x1,y1),B(x2,y2),则以AB为直径的圆方程可设为(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0,即x2+y2-(x1+x2)x-(y1+y2)y+x1x2+y1y2=0.然后用韦达定理求出圆的方程.6.剖析:由平面几何知识可知若直线a、b关于直线l对称,它们具有下列几何性质:(1)若a、b相交,则l是a、b交角的平分线;(2)若点A在直线a上,那么A关于直线l的对称点B 一定在直线b上,这时AB⊥l,并且AB的中点D在l上;(3)a以l为轴旋转180°,一定与b 重合.使用这些性质,可以找出直线b的方程.解此题的方法很多,总的来说有两类:一类是找出确定直线方程的两个条件,选择适当的直线方程的形式,求出直线方程;另一类是直接由轨迹求方程.解:由解得a与l的交点E(3,-2),E点也在b上.方法一:设直线b的斜率为k,又知直线a的斜率为-2,直线l的斜率为-.则=.解得k=-.代入点斜式得直线b的方程为y-(-2)=-(x-3),即2x+11y+16=0.方法二:在直线a:2x+y-4=0上找一点A(2,0),设点A关于直线l的对称点B的坐标为(x0,y0), 由解得B(,-).由两点式得直线b的方程为=,即2x+11y+16=0.方法三:设直线b上的动点P(x,y)关于l:3x+4y-1=0的对称点Q(x0,y0),则有解得x0=,y0=.Q(x0,y0)在直线a:2x+y-4=0上,则2×+-4=0,化简得2x+11y+16=0是所求直线b的方程.方法四:设直线b上的动点P(x,y),直线a上的点Q(x0,4-2x0),且P、Q两点关于直线l:3x+4y-1=0对称,则有消去x,得2x+11y+16=0或2x+y-4=0(舍).。
第2章 直线和圆的方程 章末测试(提升)(原卷版).
第2章直线和圆的方程章末测试(提升)一、单选题(每题5分,每题只有一个选项为正确答案,8题共40分)1.(2021·河南)不论k 为何实数,直线()()()213110k x k y k --+--=恒通过一个定点,这个定点的坐标是()A.()5,2B.()2,3C.()5,9D.1,32⎛⎫- ⎪⎝⎭2.(2022·全国·专题练习)已知过定点直线40kx y k -+-=在两坐标轴上的截距都是正值,且截距之和最小,则直线的方程为()A.270x y --=B.270x y -+=C.260x y +-=D.260x y +-=3.(2022·陕西汉中)直线l :y x =被圆C :()()22313x y -+-=截得的弦长为( )A.1B.2C.3D.44.(2023·全国·专题练习)若方程3x b +=-b 的取值范围为()A.(1-+B.(11]--C.[1,1-+D.(1-5.(2023·广东)若圆()()2221:10C x y r r +-=>上存在点P ,且点P 关于直线y =x 的对称点Q 在圆()()222:211C x y -+-=上,则r 的取值范围是()A.1⎤-⎦B.-C.⎡⎣D.(]0,16.(2022·全国·高二课时练习)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句为“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,其中隐含了一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军在白天观望烽火台之后黄昏时从山脚下某处出发,先到河边饮马再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,已知军营所在的位置为()2,0B -,若将军从山脚下的点1,03A ⎛⎫ ⎪⎝⎭处出发,河岸线所在直线方程为23x y +=,则“将军饮马”的最短总路程为()B.5D.1637.(2022·云南)如果圆22()()8x a y a -+-=则实数a 的取值范围是()A.()3,3-B.(1,1)-C.(3,1)-D.(3,1)(1,3)--8.(2022·安徽)已知直线:320l mx y m +--=与圆22:(5)(4)25M x y -+-=交于,A B 两点,则当弦AB 最短时,圆M 与圆22:(2)9N x m y ++=的位置关系是()A.内切B.外离C.外切D.相交二、多选题(每题至少有两个选项为正确答案,少选且正确得2分,每题5分。
高三数学第二轮复习(直线与圆的方程)
直线和圆的方程★★★高考在考什么 【考题回放】1.(208全国Ⅱ卷文科3)原点到直线052=-+y x 的距离为( D ) A .1B .3C .2D .5 2.(2008福建文科2)“a =1”是“直线x +y =0和直线x -ay =0互相垂直”的 ( C )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件3.(2008四川理科4文科6)将直线3y x =绕原点逆时针旋转90︒,再向右平移1个单位,所得到的直线 为( A )A .1133y x =-+ B .113y x =-+ C .33y x =-D .113y x =+ 解析:本题有新意,审题是关键.旋转90︒则与原直线垂直,故旋转后斜率为13-.再右移1得1(1)3y x =--.选A .本题一考两直线垂直的充要条件,二考平移法则.辅以平几背景之旋转变换. 4、(2008安徽理科8文科10)若过点(4,0)A 的直线l 与曲线22(2)1x y -+=有公共点,则直线l 的斜率的取值范围为 ( C )A .[B .(C .[33-D .(33-5.(2008辽宁文、理科3)圆221x y +=与直线2y kx =+没有..公共点的充要条件是 ( C )A .(k ∈B .(,)k ∈-∞⋃+∞C .(k ∈D .(,)k ∈-∞⋃+∞6.(2008陕西文、理科5)0y m -+=与圆22220x y x +--=相切,则实数m 等于( C )AB .C .-D .-7、(2008山东文科11)若圆C 的半径为1,圆心在第一象限,且与直线430x y -=和x 轴相切,则该圆的标准方程是( B )A .227(3)13x y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭B .22(2)(1)1x y -+-=C .22(1)(3)1x y -+-=D .223(1)12x y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭8、(2008广东文科6)经过圆2220x x y ++=的圆心C ,且与直线0x y +=垂直的直线方程是( C )A .x +y +1=0B .x +y -1=0C .x -y +1=0D .x -y -1=0 9.(2008重庆理科3)圆O 1:x 2+y 2-2x =0和圆O 2:x 2+y 2-4y =0的位置关系是 ( B )A .相离B .相交C .外切D .内切10、(2008广东理科11)经过圆2220x x y ++=的圆心C ,且与直线0x y +=垂直的直线方程是________________.【解析】易知点C 为(1,0)-,而直线与0x y +=垂直,我们设待求的直线的方程为y x b =+,将点C 的坐标代入马上就能求出参数b 的值为1b =,故待求的直线的方程为10x y -+=. 11.(2008重庆理科15)直线l 与圆x 2+y 2+2x -4y +a =0(a <3)相交于两点A ,B ,弦AB 的中点为(0,1),则直线l 的方程为 . 答案:x -y +1=012、(2008宁夏海南文科第20题)已知,m ∈R 直线m y m mx l 4)1(:2=+-和圆01648:22=++-+y x y x C . (Ⅰ)求直线l 斜率的取值范围;(Ⅱ)直线l 能否将圆C 分割成弧长的比值为21的两段圆弧?为什么? 解:(Ⅰ)22,0()1mk km m k m =∴-+=*+, ,m ∈R ∴当k ≠0时0∆≥,解得1122k -≤≤且k ≠0又当k =0时,m =0,方程()*有解,所以,综上所述1122k -≤≤(Ⅱ)假设直线l 能否将圆C 分割成弧长的比值为21的两段圆弧.设直线l 与圆C 交于A ,B 两点则∠ACB =120°.∵圆22:(4)(2)4C x y -++=,∴圆心C (4,-2)到l 的距离为1.1=,整理得423530m m ++=.∵254330∆=-⨯⨯<,∴423530m m ++=无实数解. 因此直线l 不可能将圆C 分割成弧长的比值为21的两段圆弧.★ ★★热点透析直线与圆在高考中主要考查三类问题:一.基本概念题和求在不同条件下的直线方程,基本概念重点考查: 1)与直线方程特征值(主要指斜率,截距)有关的问题; 2)直线的平行和垂直的条件; 3)与距离有关的问题等。
高考数学专题重组卷第1部分专题15直线与圆的方程 含解析 (2)
专题十五 直线与圆的方程本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分100分,考试时间60分钟.第Ⅰ卷 (选择题,共60分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(2019·广东七校联考)若过点P(1-a,1+a)和Q(3,2a)的直线的倾斜角为钝角,则实数a 的取值范围是( )A .(-2,1)B .(-1,2)C .(-∞,0)D .(-∞,-2)∪(1,+∞)答案 A解析 解法一:∵过点P(1-a,1+a)和Q(3,2a)的直线的倾斜角为钝角,∴直线的斜率小于0,即2a -a -13-1+a <0,即a -12+a<0,解得-2<a<1,故选A.解法二:当a =0时,P(1,1),Q(3,0),因为k PQ =0-13-1=-12<0,此时过点P(1,1),Q(3,0)的直线的倾斜角为钝角,排除C,D ;当a =1时,P(0,2),Q(3,2),因为k PQ =0,不符合题意,排除B,故选A.2.(2019·河南天一大联考)以(a,1)为圆心,且与两条直线2x -y +4=0与2x -y -6=0同时相切的圆的标准方程为( )A .(x -1)2+(y -1)2=5 B .(x +1)2+(y +1)2=5 C .(x -1)2+y 2=5 D .x 2+(y -1)2=5答案 A解析 由题意,得圆心在直线2x -y -1=0上,将点(a,1)代入可得a =1,即圆心为(1,1),半径为r =|2-1+4|5=5,∴圆的标准方程为(x -1)2+(y -1)2=5,故选A. 3.(2019·大庆质检)已知⊙O 1:(x +3)2+y 2=4,⊙O 2:x 2+(y -4)2=r 2(r>0),则“r=3”是“⊙O 1与⊙O 2相切”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件答案 A解析 由题意知,⊙O 1的圆心为O 1(-3,0),半径为2,⊙O 2的圆心为O 2(0,4),半径为r.若⊙O 1与⊙O 2相切,则|O 1O 2|=r +2或|O 1O 2|=|r -2|,解得r =3或7,所以“r=3”是“⊙O 1与⊙O 2相切”的充分不必要条件.故选A.4.(2019·景德镇二模)一条光线从点A(-2,-3)射出,经y 轴反射后与圆(x +3)2+(y -2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为( )A .-53或-35B .-32或-23C .-54或-45D .-43或-34答案 D解析 点A(-2,-3)关于y 轴的对称点为A(2,-3),故可设反射光线所在直线的方程为y +3=k(x -2),即kx -y -2k -3=0.∵反射光线与圆(x +3)2+(y -2)2=1相切,∴圆心(-3,2)到直线的距离d =|-3k -2-2k -3|k 2+1=1,化简得24k 2+50k +24=0,解得k =-43或-34.故选D. 5.(2019·凌源联考)已知直线l :x +y -1=0截圆Ω:x 2+y 2=r 2(r>0)所得的弦长为14,点M,N 在圆Ω上,且直线l′:(1+2m)x +(m -1)y -3m =0过定点P,若PM ⊥PN,则|MN|的取值范围为( )A .[2-2,2+3]B .[2-2,2+2]C .[6-2,6+3]D .[6-2,6+2]答案 D 解析 依题意得2r 2-12=14,解得r =2.因为直线l′:(1+2m)x +(m -1)y -3m =0过定点P,所以P(1,1),设MN 的中点为Q(x,y),则OM 2=OQ 2+MQ 2=OQ 2+PQ 2,即4=x 2+y 2+(x -1)2+(y -1)2,化简可得⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -122=32,所以点Q 的轨迹是以⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12为圆心,62为半径的圆,所以|PQ|的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤6-22,6+22,|MN|的取值范围为[6-2,6+2].故选D.6.(2019·济宁市高三期末)圆C 1:x 2+(y -1)2=1与圆C 2:(x +4)2+(y -1)2=4的公切线的条数为( )A .4B .3C .2D .1 答案 A 解析 ∵|C 1C 2|=0+42+1-12=4,r 1=1,r 2=2,r 1+r 2=1+2=3,∴|C 1C 2|>r 1+r 2,所以圆C 1与圆C 2相离,有4条公切线.故选A.7.(2019·广州市三校联考)已知点P(a,b)(ab≠0)是圆x 2+y 2=r 2内的一点,直线m 是以P 为中点的弦所在直线,直线l 的方程为ax +by =r 2,那么( )A .m ∥l,且l 与圆相交B .m ⊥l,且l 与圆相切C .m ∥l,且l 与圆相离D .m ⊥l,且l 与圆相离 答案 C解析 ∵点P(a,b)(ab≠0)在圆内,∴a 2+b 2<r 2,∵k OP =b a ,直线OP ⊥直线m,∴k m =-ab ,∵直线l 的斜率k l =-ab =k m ,∴m ∥l,∵圆心O 到直线l 的距离d =r2a 2+b 2>r2r =r, ∴l 与圆相离.故选C.8.(2019·惠州市高三第三次调研)已知直线l 过点P(-2,0),当直线l 与圆x 2+y 2=2x 有两个交点时,其斜率k 的取值范围为( )A .(-22,22) B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-24,24 C .(-2,2) D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-18,18 答案 B解析 直线l 为kx -y +2k =0,又直线l 与圆x 2+y 2=2x 有两个交点,故|k +2k|k 2+1<1,得-24<k<24.故选B.9.(2019·宝鸡中学高三一模)平面直角坐标系xOy 中,动点P 到圆(x -2)2+y 2=1上的点的最小距离与其到直线x =-1的距离相等,则P 点的轨迹方程是( )A .y 2=8x B .x 2=8y C .y 2=4x D .x 2=4y 答案 A解析 设动点P(x,y),∵动点P 到直线x =-1的距离等于它到圆:(x -2)2+y 2=1的点的最小距离, ∴|x +1|=x -22+y -02-1,化简得6x -2+2|x +1|=y 2, 当x≥-1时,y 2=8x,当x<-1时,y 2=4x -4<-8,不符合题意. ∴点P 的轨迹方程为y 2=8x.故选A.10.(2019·广州市高三调研)若点P(1,1)为圆x 2+y 2-6x =0的弦MN 的中点,则弦MN 所在直线方程为( )A .2x +y -3=0B .x -2y +1=0C .x +2y -3=0D .2x -y -1=0 答案 D解析 圆方程为(x -3)2+y 2=9,圆心O(3,0), 因为P 为弦MN 的中点,所以OP ⊥MN, 又k OP =1-01-3=-12,所以k MN =2,所以直线MN 的方程为y -1=2(x -1),化简, 得2x -y -1=0.故选D.11.(2019·陕西四校联考)直线ax -by =0与圆x 2+y 2-ax +by =0的位置关系是( ) A .相交 B .相切 C .相离 D .不能确定 答案 B解析 将圆的方程化为标准方程得⎝ ⎛⎭⎪⎫x -a 22+⎝ ⎛⎭⎪⎫y +b 22=a 2+b 24,∴圆心坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2,-b 2,半径r =a 2+b 22,∵圆心到直线ax -by =0的距离d =a 2+b22a 2+b 2=a 2+b22=r,∴圆与直线的位置关系是相切.故选B. 12.(2019·黄冈市高三元月调研)已知圆x 2+y 2+2k 2x +2y +4k =0关于直线y =x 对称,则k 的值为( )A .-1B .1C .±1 D.0 答案 A解析 化圆x 2+y 2+2k 2x +2y +4k =0为(x +k 2)2+(y +1)2=k 4-4k +1.则圆心坐标为(-k 2,-1),∵圆x 2+y 2+2k 2x +2y +4k =0关于直线y =x 对称,∴-k 2=-1,得k =±1.当k =1时,k 4-4k +1<0,不符合题意,∴k =-1.故选A.第Ⅱ卷 (非选择题,共40分)二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.(2019·汉中市高三第一次检测)在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为x 2+y 2-8x +15=0,若直线y =kx -2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,则实数k 的最大值是________.答案 43解析 圆C :x 2+y 2-8x +15=0化为标准式为(x -4)2+y 2=1.问题“若直线y =kx -2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点”可转化为“直线y =kx -2到点(4,0)的距离小于等于2”,则根据点到直线距离公式有d =|4k -2|1+k2≤2,解得0≤k≤43,则k 的最大值为43.14.(2019·安徽淮北、宿迁一模)已知圆O :x 2+y 2=1,定点M(3,0),过点M 的直线l 与圆O 交于P,Q 两点,P,Q 两点均在x 轴的上方,如图,若OP 平分∠MOQ,则直线l 的方程为________.答案 y =-57(x -3) 解析 设∠MOQ =2θ,由S △MOQ =S △POQ +S △POM 得32sin2θ=12sinθ+32sinθ,得cosθ=23,进而得直线的斜率k =-57,故直线方程为y =-57(x -3). 15.(2019·浙江高考)已知圆C 的圆心坐标是(0,m),半径长是r.若直线2x -y +3=0与圆C 相切于点A(-2,-1),则m =________,r =________.答案 -25解析 根据题意画出图形,可知A(-2,-1),C(0,m),B(0,3),则AB =-2-02+-1-32=25, AC =-2-02+-1-m2=4+m +12,BC =|m -3|.∵直线2x -y +3=0与圆C 相切于点A, ∴∠BAC =90°,∴AB 2+AC 2=BC 2. 即20+4+(m +1)2=(m -3)2, 解得m =-2.因此r =AC =4+-2+12= 5.16.(2019·河北联考)在平面直角坐标系xOy 中,已知A(0,a),B(3,a +4),若圆x 2+y 2=9上有且仅有四个不同的点C,使得△ABC 的面积为5,则实数a 的取值范围是________.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-53,53 解析 如图,AB 的斜率k =a +4-a 3-0=43,|AB|=3-02+a +4-a2=32+42=5,设△ABC 的高为h,∵△ABC 的面积为5, ∴S =12|AB|h =12×5h=5,即h =2,直线AB 的方程为y -a =43x,即4x -3y +3a =0.若圆x 2+y 2=9上有且仅有四个不同的点C,则圆心O 到直线4x -3y +3a =0的距离d =|3a|42+-32=|3a|5,则应该满足d <R -h =3-2=1, 即|3a|5<1,得|3a|<5,得-53<a<53. 三、解答题(本大题共2小题,共20分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.(本小题满分10分)(2019·绵阳二模)已知两圆C 1:x 2+y 2-2x -6y -1=0和C 2:x 2+y 2-10x -12y +45=0.(1)求证:圆C 1和圆C 2相交;(2)求圆C 1和圆C 2的公共弦所在直线的方程和公共弦长.解 (1)证明:圆C 1的圆心C 1(1,3),半径r 1=11,圆C 2的圆心C 2(5,6),半径r 2=4,两圆圆心距d =|C 1C 2|=5,r 1+r 2=11+4,|r 1-r 2|=4-11,∴|r 1-r 2|<d<r 1+r 2,∴圆C 1和圆C 2相交.(2)圆C 1和圆C 2的方程左、右分别相减,得4x +3y -23=0,∴两圆的公共弦所在直线的方程为4x +3y -23=0.圆心C 2(5,6)到直线4x +3y -23=0的距离d =|20+18-23|16+9=3,故公共弦长为216-9=27.18.(本小题满分10分)(2019·湖北稳派教育联考)已知圆C 的圆心在x 轴的正半轴上,且y 轴和直线x -3y +2=0均与圆C 相切.(1)求圆C 的标准方程;(2)设点P(0,1),若直线y =x +m 与圆C 相交于M,N 两点,且∠MPN 为锐角,求实数m 的取值范围.解 (1)设圆C 的标准方程为(x -a)2+(y -b)2=r 2(r>0),由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a >0,b =0,|a|=r ,|a -3b +2|2=r ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =0,r =2,∴圆C 的标准方程为(x -2)2+y 2=4.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +m ,x -22+y 2=4,消去y 整理,得2x 2+2(m -2)x +m 2=0.∵直线y =x +m 与圆C 相交于M,N 两点, ∴Δ=4(m -2)2-8m 2>0, 解得-2-22<m<-2+22, 设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2), 则x 1+x 2=2-m,x 1x 2=m 22.∴PM →=(x 1,y 1-1),PN →=(x 2,y 2-1),依题意,得PM →·PN →=x 1x 2+(y 1-1)(y 2-1)=x 1x 2+(x 1+m -1)(x 2+m -1)=2x 1x 2+(m -1)(x 1+x 2)+(m -1)2>0,∴m 2+(m -1)(2-m)+(m -1)2>0, 整理,得m 2+m -1>0,解得m<-1-52或m>-1+52.又-2-22<m<-2+22,∴-2-22<m<-1-52或-1+52<m<-2+2 2.故实数m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-2-22,-1-52∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-1+52,-2+22.。
圆的方程项训练—— 高三数学一轮复习
高考数学一轮复习-圆的方程-专项训练基 础 巩固练1.已知圆C 的一条直径的两个端点的坐标分别是O (1,1)和A (3,3),则圆的标准方程是( )A.(x-2)2+(y-2)2=1B.(x-2)2+(y+2)2=2C.(x-2)2+(y-2)2=2D.(x+2)2+(y+2)2=22.“方程x 2+y 2-4x+6y+a=0表示的图形是圆”是“a 2-144≤0”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件3.(2023扬州月考)若直线2x+y-1=0是圆x 2+(y+a )2=1的一条对称轴,则a=( )A.-1B.1C.12D.-124.设P (x ,y )是圆C :(x-2)2+y 2=1上任意一点,则(x-5)2+(y+4)2的最大值为( )A.6B.25C.26D.365.(多选题)过四点(0,0),(4,0),(-1,1),(4,2)中的三点的圆的方程为( )A.(x-2)2+(y-1)2=5B.(x-2)2+(y-3)2=13C.(x -43)2+(y -73)2=22D.(x -85)2+(y-1)2=95 6.(多选题)已知曲线C :Ax 2+By 2+Dx+Ey+F=0,下列说法正确的是( )A.若A=B=1,则C 是圆B.若A=B ≠0,D 2+E 2-4AF>0,则C 是圆C.若A=B=0,D 2+E 2>0,则C 是直线D.若A ≠0,B=0,则C 是直线7.(2023连云港期中)已知圆C 的圆心在y 轴上,半径长为1,且过点(1,2),则圆C 的标准方程为 .8.点P (4,-2)与圆x 2+y 2=4上任意一点连线的中点的轨迹方程是 .9.已知圆过P (4,-2),Q (-1,3)两点,且在y 轴上截得的线段长为4√3,求圆的方程.综合提升练10.(多选题)已知点A(-1,0),B(0,2),P是圆(x-1)2+y2=1上任意一点,若△P AB面积的最大值为a,最小值为b,则()A.a=2B.a=2+√52C.b=2-√52D.b=√52-111.过点M(2,2)的直线l与坐标轴的正半轴分别相交于A,B两点,O为坐标原点,若△OAB的面积为8,则△OAB外接圆的标准方程是()A.(x-2)2+(y-2)2=8B.(x-1)2+(y-2)2=8C.(x+2)2+(y-2)2=8D.(x-1)2+(y+2)2=812.若点C到A(-1,0),B(1,0)的距离之比为√3,则点C到直线x-2y+8=0的距离的最小值为()A.2√5−√3B.√5−√3C.2√5D.√313.对任意实数m,圆x2+y2-3mx-6my+9m-2=0过定点,则定点坐标为.14.如图,已知圆O:x2+y2=16,A,B是圆O上的两个动点,点P(2,0),则矩形P ACB的顶点C的轨迹方程是.15.在平面直角坐标系xOy中,曲线Γ:y=x2-mx+2m(m∈R)与x轴交于不同的两点A,B,曲线Γ与y轴交于点C.(1)是否存在以AB为直径的圆过点C?若存在,求出该圆的方程;若不存在,请说明理由.(2)求证:过A,B,C三点的圆过定点.创 新 应用练16.在平面几何中,将完全覆盖某平面图形且直径最小的圆,称为该平面图形的最小覆盖圆.如线段的最小覆盖圆就是以该线段为直径的圆,锐角三角形的最小覆盖圆就是该三角形的外接圆.若A (-2,0),B (2,0),C (0,4),则△ABC 的最小覆盖圆的半径为( )A.32B.2C.52D.3参考答案1.C2.B3.A4.D5.AB6.BC7.x 2+(y-2)2=1 8.(x-2)2+(y+1)2=19.解 方法一:设圆的方程为x 2+y 2+Dx+Ey+F=0(D 2+E 2-4F>0),①将P ,Q 的坐标分别代入①,得{4D -2E +F =-20,②D -3E -F =10.③令x=0,由①得y 2+Ey+F=0.④由已知得|y 1-y 2|=4√3,其中y 1,y 2是方程④的两根.∴(y 1-y 2)2=(y 1+y 2)2-4y 1y 2=E 2-4F=48.⑤解②③⑤联立成的方程组,得{D =-2,E =0,F =-12或{D =-10,E =-8,F =4.故所求圆的方程为x 2+y 2-2x-12=0或x 2+y 2-10x-8y+4=0.方法二:求得PQ 的中垂线方程为x-y-1=0.①∴所求圆的圆心C 在直线x-y-1=0上,∴设其坐标为C (a ,a-1),圆C 的半径r=|CP|=√(a -4)2+(a +1)2.②又圆C 截y 轴所得的线段长为4√3,而圆心C 到y 轴的距离为|a|,∴r 2=a 2+(4√32)2,代入②并将两端平方,并整理得a 2-6a+5=0,解得a 1=1,a 2=5.∴当圆心为(1,0)时,半径r 1=√13;当圆心为(5,4)时,半径r 2=√37.故所求圆的方程为(x-1)2+y 2=13或(x-5)2+(y-4)2=37.10.BC 11.A 12.A13.(1,1)或(15,75) 14.x 2+y 2=2815.解 由曲线Γ:y=x 2-mx+2m (m ∈R ),令y=0,得x 2-mx+2m=0.设A (x 1,0),B (x 2,0),可得Δ=m 2-8m>0,则m<0或m>8,x 1+x 2=m ,x 1x 2=2m.令x=0,得y=2m ,即C (0,2m ).(1)若存在以AB 为直径的圆过点C ,则AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ·BC⃗⃗⃗⃗⃗ =0,得x 1x 2+4m 2=0,即2m+4m 2=0,所以m=0(舍去)或m=-12.此时C (0,-1),AB 的中点,即圆心为M (-14,0),半径r=|CM|=√174,故所求圆的方程为(x +14)2+y 2=1716. (2)设过A ,B 两点的圆的方程为x 2+y 2-mx+Ey+2m=0,将点C (0,2m )代入可得E=-1-2m , 所以过A ,B ,C 三点的圆的方程为x 2+y 2-mx-(1+2m )y+2m=0.整理得x 2+y 2-y-m (x+2y-2)=0.令{x 2+y 2-y =0,x +2y -2=0,可得{x =0,y =1或{x =25,y =45,故过A ,B ,C 三点的圆过定点(0,1)和(25,45). 16.C。
九种直线和圆的方程的解题方法高考数学一轮复习(新高考专用原卷版)
九种直线和圆的方程的解题方法题型一:直接法求直线方程 一、单选题 1.(2022·全国·高三专题练习)直线l 经过两条直线10x y -+=和2320x y ++=的交点,且平行于直线240x y -+=,则直线l 的方程为( ) A .210x y --= B .210x y -+= C .220x y -+=D .220x y +-=2.(2022·全国·高三专题练习(文))若经过点(1,2)P --的直线与圆225x y +=相切,则该直线在y 轴上的截距为( ) A .52B .5C .52-D .5-3.(2022·浙江·高三专题练习)如图,圆1C 、2C 在第一象限,且与x 轴,直线:l y =均相切,则圆心1C 、2C 所在直线的方程为( )A .y =B .y x =C .y =D .y x =4.(2022·重庆·高三开学考试)若直线l 交圆22:420C x y x y +-+=于A 、B 两点,且弦AB 的中点为()1,0M ,则l 方程为( ) A .10x y --= B .10x y -+=C .10x y +-=D .10x y ++=二、多选题5.(2022·全国·高三专题练习)过点()2,3A 且在两坐标轴上截距相等的直线方程为( ) A .320x y -=B .230x y -=C .5x y +=D .1x y -=-6.(2022·全国·高三专题练习)已知(1,2)A ,(3,4)B -,(2,0)C -,则( ) A .直线0x y -=与线段AB 有公共点 B .直线AB 的倾斜角大于135︒C .ABC 的边BC 上的中线所在直线的方程为2y =D .ABC 的边BC 上的高所在直线的方程为470x y -+=7.(2022·全国·高三专题练习)已知直线l 过点P (-1,1),且与直线1:230l x y -+=以及x 轴围成一个底边在x 轴上的等腰三角形,则下列结论正确的是( ) A .直线l 与直线l 1的斜率互为相反数B .所围成的等腰三角形面积为1C .直线l 关于原点的对称直线方程为210x y +-=D .原点到直线l 8.(2021·全国·模拟预测)已知平面上的线段l 及点P ,任取l 上一点Q ,称线段PQ 长度的最小值为点P 到线段l 的距离,记作(,)d P l .已知线段1:(122)l x y =--≤≤,21:()20l x y =-≤≤,点P 为平面上一点,且满足12(,)(,)d P l d P l =,若点P 的轨迹为曲线C ,A ,B 是第一象限内曲线C 上两点,点(10)F ,且54AF =,BF = ) A .曲线C 关于x 轴对称 B .点A 的坐标为1,14⎛⎫ ⎪⎝⎭C .点B 的坐标为35,22⎛⎫⎪⎝⎭D .FAB 的面积为1916题型二:待定系数法求直线方程一、单选题 1.(2022·内蒙古·满洲里市教研培训中心模拟预测(理))已知抛物线C :22y px =的焦点F 的坐标为()20,,准线与x 轴交于点A ,点M 在第一象限且在抛物线C 上,则当MAMF取得最大值时,直线M A 的方程为( ) A .24y x =+ B .24y x =-- C .y =x +2D .2y x =--2.(2022·全国·高三专题练习)若直线1:2330l x y --=与2l 互相平行,且2l 过点(2,1),则直线2l 的方程为( ) A .3270x y +-= B .3240x y -+= C .2330x y -+=D .2310x y --=3.(2022·全国·高三专题练习)已知直线:20l ax y a +-+=在x 轴与y 轴上的截距相等,则实数a 的值是( ) A .1B .﹣1C .﹣2或1D .2或14.(2022·全国·高三专题练习)过点()1,2作直线l ,满足在两坐标轴上截距的绝对值相等的直线l 有( )条. A .1 B .2C .3D .4二、多选题5.(2021·重庆梁平·高三阶段练习)已知直线l 10y -+=,则下列结论正确的是( )A .直线l 的倾斜角是3πB .若直线m :10x +=,则l m ⊥ C.点到直线l 的距离是2D .过2)与直线l 40y --= 6.(2022·全国·高三专题练习)下列命题正确的是( )A .已知点3(2,)A -,(3,2)B --,若直线(1)1y k x =-+与线段AB 有交点,则34k ≥或4k ≤-B .1m =是直线1l :10mx y +-=与直线2l :()220m x my -+-=垂直的充分不必要条件C .经过点()1,1且在x 轴和y 轴上的截距都相等的直线的方程为20x y +-=D .已知直线1l :10ax y -+=,2l :10x ay ++=,R a ∈,和两点(0,1)A ,(1,0)B -,如果1l 与2l 交于点M ,则MA MB ⋅的最大值是1.7.(2022·全国·高三专题练习)下列说法错误..的是( ) A .若直线210a x y -+=与直线20x ay --=互相垂直,则1a =- B .直线sin 20x y α++=的倾斜角的取值范围是30,,)44[πππ⎡⎤⋃⎢⎥⎣⎦C .()()()()0,1,2,1,3,4,1,2A B CD -四点不在同一个圆上D .经过点()1,1且在x 轴和y 轴上截距都相等的直线方程为20x y +-=8.(2021·全国·高三专题练习)直线l 与圆22(2)2x y -+=相切,且l 在x 轴、y 轴上的截距相等,则直线l 的方程可能是A .0x y +=B .20x y +-=C .0x y -=D .40x y +-=三、填空题9.(2022·全国·高三专题练习(理))已知抛物线2:4C y x =的焦点为F ,过焦点F 的直线C 交于11(,)A x y ,22(,)B x y 两点,若21154x x -=,则直线AB 的方程为______. 10.(2020·黑龙江·哈师大附中高三期末(理))若过点()1,1A 的直线l 将圆()()22:324C x y -+-=的周长分为2:1两部分,则直线l 的斜率为___________.四、解答题11.(2022·全国·高三专题练习)已知圆C :()()22214x y -+-=,直线l :()()423360m x m y m ----=.(1)过点()4,2P -,作圆C 的切线1l ,求切线1l 的方程;(2)判断直线l 与圆C 是否相交,若相交,求出直线l 被圆截得的弦长最短时m 的值及最短弦长;若不相交,请说明理由.12.(2022·全国·高三专题练习)已知椭圆C 的中心在原点,焦点在x 轴上,左右焦点分别为1F ,2F ,且12||2F F ,点3(1,)2在椭圆C 上.(1)求椭圆C 的方程;(2)过1F 的直线l 与椭圆C 相交于,A B 两点,且2AF B ∆,求以2F 为圆心且与直线l 相切的圆的方程.题型三:已知两直线位置关系求参数值或范围一、单选题 1.(2022·四川凉山·三模(理))已知直线1:210l x y -+=,2:10l x ay +-=,且12l l ⊥,点()1,2P 到直线2l 的距离d =( )A BC D 2.(2022·辽宁·二模)己知直线:0l ax y a ++=,直线:0m x ay a ++=,则l m ∥的充要条件是( ) A .1a =- B .1a = C .1a =± D .0a =二、多选题3.(2021·重庆一中高三阶段练习)下列说法正确的有( )A .若m ∈R ,则“1m =”是“1l :330x my m -+=与2l :()20m x y m +--=平行”的充要条件B .当圆222110x y x +--=截直线l :()1y kx k =+∈R 所得的弦长最短时,1k =-C .若圆1C :222x y t +=+与圆2C :()()22349x y -++=有且仅有两条公切线,则()2,6t ∈D .直线l :tan 412022y x =-︒⋅+的倾斜角为139°4.(2021·广东·高三阶段练习)已知直线l 过点()1,2M 且与圆C :()2225x y -+=相切,直线l 与x 轴交于点N ,点P 是圆C 上的动点,则下列结论中正确的有( ) A .点N 的坐标为()3,0- B .MNP △面积的最大值为10C .当直线l 与直线10ax y -+=垂直时,2a =D .tan MNP ∠的最大值为43三、填空题5.(2022·陕西·安康市高新中学三模(理))若双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的一条渐近线l 与直线:20g ax by a ++=平行,则直线l ,g 间的距离为______. 6.(2022·天津·二模)在平面直角坐标系xOy 中,已知圆222:(62)4560C x y m x my m m +---+-=,直线l 经过点(1,2)-,若对任意的实数m ,直线l 被圆C 截得的弦长都是定值,则直线l 的方程为___________.四、解答题7.(2022·全国·高三专题练习)已知曲线32y x x =+-在点0P 处的切线1l 平行于直线410x y --=,且点0P 在第三象限.(1)求0P 的坐标;(2)若直线1l l ⊥,且l 也过切点0P ,求直线l 的方程.8.(2020·江苏·南京师大附中模拟预测)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知圆221:(4)1C x y ++=,圆222:(4)4C x y -+=,A 是第一象限内的一点,其坐标为(,)t t .(1)若1212AC AC →→⋅=-,求t 的值; (2)过A 点作斜率为k 的直线l ,①若直线l 和圆1C ,圆2C 均相切,求k 的值;①若直线l 和圆2C ,圆2C 分别相交于,A B 和,C D ,且AB CD =,求t 的最小值.题型四:求解直线的定点 一、单选题1.(2022·山东滨州·二模)已知直线()22:1(32)250l m m x m y m +++---=,圆22:20C x y x +-=,则直线l 与圆C 的位置关系是( )A .相离B .相切C .相交D .不确定2.(2022·陕西·榆林市教育科学研究所模拟预测(理))在平面直角坐标系xOy 中,已知圆22:1O x y +=,若曲线12y k x =-+上存在四个点()1,2,3,4i P i =,过动点Pi 作圆O 的两条切线,A ,B 为切点,满足32i iP A PB ⋅=,则k 的取值范围为( ) A .4,3∞⎛⎫-- ⎪⎝⎭B .4,03⎛⎫- ⎪⎝⎭C .(,7)(4,13)--∞--D .4(7,)1)30(,---二、多选题3.(2022·湖南·长沙市明德中学二模)已知O 为坐标原点,点()P a b ,在直线()40l kx y k --=∈R :上,PA PB ,是圆222x y +=的两条切线,A B ,为切点,则( ) A .直线l 恒过定点()04,B .当PAB △为正三角形时,OP =C .当PA PB ⊥时,k 的取值范围为()7⎡-∞+∞⎣,,D.当14PO PA ⋅=时,a b +的最大值为4.(2022·江苏盐城·三模)设直线l :()220mx y m m R --+=∈,交圆C :()()22349x y -+-=于A ,B 两点,则下列说法正确的有( )A .直线l 恒过定点()1,2B .弦AB 长的最小值为4C .当1m =时,圆C 关于直线l 对称的圆的方程为:()()22439x y -+-=D .过坐标原点O 作直线l 的垂线,垂足为点M ,则线段MC 5.(2022·重庆·高三阶段练习)在平面直角坐标系xOy 中,圆22:1O x y +=,若曲线12y k x =-+上存在四个点()1,2,3,4=i P i ,过动点i P 作圆O 的两条切线,A ,B 为切点,满足32i iP A PB ⋅=,则k 的值可能为( ) A .-7 B .-5 C .-2 D .–1三、双空题6.(2022·北京房山·二模)已知圆()()22:121C x y -+-=和直线():1l y k x =+,则圆心坐标为___________;若点P 在圆C 上运动,P 到直线l 的距离记为()d k ,则()d k 的最大值为___________. 四、填空题7.(2022·河南焦作·三模(文))已知()f x 是定义在R 上的奇函数,其图象关于点(2,0)对称,当[0,2]x ∈时,()f x =()(2)0f x k x --=的所有根的和为6,则实数k 的取值范围是______. 五、解答题8.(2022·全国·高三专题练习)O 为坐标原点,动点M 在椭圆22:12x C y +=上,过M 作x 轴的垂线,垂足为N ,点P 满足2NP NM =. (1)求点P 的轨迹方程;(2)设点Q 在直线3x =-上,且1OP PQ =,直线l 过点P 且垂直于OQ ,求证:直线过定点.9.(2022·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系xoy 中,如图,已知椭圆22195x y +=的左、右顶点为A 、B ,右焦点为F ,设过点(,)T t m 的直线TA 、TB 与此椭圆分别交于点1(M x ,1)y 、2(N x ,2)y ,其中0m >,10y >,20y <(1)设动点P 满足()()13PF PB PF PB +-=,求点P 的轨迹方程;(2)设12x =,213x =,求点T 的坐标;(3)若点T 在点P 的轨迹上运动,问直线MN 是否经过x 轴上的一定点,若是,求出定点的坐标;若不是,说明理由.题型五:直线相关的对称问题一、单选题 1.(2022·全国·高三专题练习(理))集合M 在平面直角坐标系中表示线段的长度之和记为M .若集合(){}22,925A x y xy =≤+≤,(){},B x y y x m ==+,(){},2C x y y kx k ==+-则下列说法中不正确的有( )A .若AB ⋂≠∅,则实数m 的取值范围为{m m -≤ B .存在k ∈R ,使A C ⋂≠∅C .无论k 取何值,都有A C ⋂≠∅D .A C 的最大值为42.(2022·全国·高三专题练习)已知平面向量12312312,,,1,,60e e e e e e e e ︒====.若对区间1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦内的三个任意的实数123,,λλλ,都有11223312312e e e e e e λλλ++++,则向量1e 与3e 夹角的最大值的余弦值为( )A .B .C .D .二、多选题3.(2022·全国·模拟预测)已知直线:50l x y -+=,过直线上任意一点M 作圆()22:34C x y -+=的两条切线,切点分别为A ,B ,则有( )A .四边形MACB 面积的最小值为B .AMB ∠最大度数为60°C .直线AB 过定点15,22⎛⎫ ⎪⎝⎭D .AB 4.(2022·福建三明·模拟预测)已知直线l :10kx y k --+=与圆C :()()222216x y -++=相交于A ,B 两点,O 为坐标原点,下列说法正确的是( )A .AB 的最小值为B .若圆C 关于直线l 对称,则3k =C .若2ACB CAB ∠=∠,则1k =或17k =-D .若A ,B ,C ,O 四点共圆,则13k =-三、填空题5.(2022·全国·模拟预测)已知平面内点,05n n A ⎛⎫- ⎪⎝⎭,,05n n B ⎛⎫⎪⎝⎭()*n ∈N ,点n C 满足n n n n A C B C ⊥.设n C 到直线()3410x y n n +++=的距离的最大值为n a ,若数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n项和n S m <恒成立,则实数m 能取的最小值是______.6.(2022·天津·南开中学模拟预测)已知圆221:(1)(2)4C x y -+-=和圆222:(2)(1)2C x y -+-=交于,A B 两点,直线l 与直线AB 平行,且与圆2C 相切,与圆1C 交于点,M N ,则MN =__________.7.(2022·广东佛山·模拟预测)已知点1,0A ,()3,0B ,若2PA PB ⋅=,则点P 到直线l :340x y -+=的距离的最小值为____________.四、解答题8.(2022·安徽·蚌埠二中模拟预测(理))在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为22224x t ty t ⎧=-⎨=+⎩(t 为参数). (1)求C 与坐标轴交点的直角坐标;(2)以坐标原点O 为极点,x 轴非负半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 与坐标轴的交点是否共圆,若共圆,求出该圆的极坐标方程;若不共圆,请说明理由.9.(2022·安徽·寿县第一中学高三阶段练习(理))已知直线:sin cos 0l x y a θθ++=,圆()()221:324C x y a +--=,圆2222:340C x y a a +-+=(1)若4θ=,求直线l 的倾斜角;(2)设直线l 截两圆的弦长分别为12,d d ,当23πθ=时,求12d d ⋅的最大值并求此时a 的值.10.(2022·江西南昌·一模(理))已知面积为ABO (O 是坐标原点)的三个顶点都在抛物线()2:20E y px p =>上,过点(),2P p -作抛物线E 的两条切线分别交y 轴于M ,N 两点.(1)求p 的值;(2)求PMN 的外接圆的方程.题型六:几何法求圆的方程一、多选题 1.(2022·广东·模拟预测)三角形的外心、重心、垂心所在的直线称为欧拉线.已知圆O '的圆心在OAB 的欧拉线l 上,O 为坐标原点,点()4,1B 与点()1,4A 在圆O '上,且满足O A O B '⊥',则下列说法正确的是( )A .圆O '的方程为224430x y x y +--+=B .l 的方程为0x y -=C .圆O '上的点到l 的最大距离为3D .若点(),x y 在圆O '上,则x y -的取值范围是⎡-⎣二、填空题2.(2022·河北·模拟预测)圆心为(1,2)C -,且截直线350x y ++=所得弦长为方程为___________.3.(2022·河南·高三阶段练习(文))已知㮋圆1C :()2221024x y b b+=<<的离心率为12,1F 和2F 是1C 的左右焦点,M 是1C 上的动点,点N 在线段1F M 的延长线上,2MN MF =,线段2F N 的中点为P ,则1F P 的最大值为______.4.(2022·天津·高三专题练习)已知圆C 过点(0,1)(2,1)P Q 、两点,且圆心C 在x 轴上,经过点(1,0)M -且倾斜角为钝角的直线l 交圆C 于A ,B 两点,若0CA CB ⋅=(C 为圆心),则该直线l 的斜率为________.5.(2022·全国·高三专题练习)已知圆C :(x -2)2+y 2=2,直线l :y =k (x +2)与x 轴交于点A ,过l 上一点P 作圆C 的切线,切点为T ,若|P A ||PT |,则实数k 的取值范围是______________. 三、解答题6.(2022·内蒙古呼和浩特·二模(理))拋物线C 的顶点为坐标原点O ,焦点在x 轴上,直线l :2x =交C 于P ,Q 两点,且OP OQ ⊥.已知点M 的坐标为()4,0,M 与直线l 相切.(1)求抛物线C 和M 的标准方程;(2)已知点()8,4N ,点1A ,2A 是C 上的两个点,且直线1NA ,2NA 均与M 相切.判断直线12A A 与M 的位置关系,并说明理由.7.(2022·江苏·南京市第五高级中学一模)已知O 为坐标原点,抛物线E :22x py =(p >0),过点C (0,2)作直线l 交抛物线E 于点A 、B (其中点A 在第一象限),4OA OB ⋅=-且AC CB λ=(λ>0). (1)求抛物线E 的方程;(2)当λ=2时,过点A 、B 的圆与抛物线E 在点A 处有共同的切线,求该圆的方程8.(2022·全国·高三专题练习)已知平面直角坐标系上一动点(),P x y 到点()2,0A -的距离是点P 到点()10B ,的距离的2倍. (1)求点P 的轨迹方程:(2)若点P 与点Q 关于点()1,4-对称,求P 、Q 两点间距离的最大值;(3)若过点A 的直线l 与点P 的轨迹C 相交于E 、F 两点,()2,0M ,则是否存在直线l ,使BFM S △取得最大值,若存在,求出此时的方程,若不存在,请说明理由.题型七:待定系数法求圆的方程一、单选题 1.(2016·天津市红桥区教师发展中心高三学业考试)已知圆M 的半径为1,若此圆同时与 x轴和直线y = 相切,则圆M 的标准方程可能是( )A .22((1)1x y +-=B .22(1)(1x y -+-=C .22(1)(1x y -+=D .22((1)1x y ++=二、填空题2.(2022·四川眉山·三模(文))已知函数()()()2112819f x x x x =+--.过点()() 1,1A f --作曲线()y f x =两条切线,两切线与曲线()y f x =另外的公共点分别为B 、C ,则ABC 外接圆的方程为___________.3.(2022·安徽·高三阶段练习(文))已知抛物线2:8C x y =,过点(2,2)N -作抛物线C 的两条切线NA ,NB ,切点分别为点A ,B ,以AB 为直径的圆交x 轴于P ,Q 两点,则PQ =_______.4.(2022·天津·高三专题练习)已知抛物线C :24y x =的焦点为F ,抛物线C 上一点A 位于第一象限,且满足3AF =,则以点A 为圆心,AF 为半径的圆的方程为______. 三、解答题5.(2022·全国·高三专题练习)已知圆C 经过点A (0,2),B (2,0),圆C 的圆心在圆x 2+y 2=2的内部,且直线3x +4y +5=0被圆C 所截得的弦长为点P 为圆C 上异于A ,B 的任意一点,直线P A 与x 轴交于点M ,直线PB 与y 轴交于点N . (1)求圆C 的方程;(2)若直线y =x +1与圆C 交于A 1,A 2两点,求12BA BA →→; (3)求证:|AN |·|BM |为定值.6.(2021·江西·高三阶段练习(理))已知圆C 过点(2,1)-,(6,3),(2,3)-. (1)求C 的标准方程;(2)若点(,)P x y 在C 上运动,求34x y -的取值范围.7.(2021·全国·模拟预测)已知点()1,1P 在抛物线C :()220y px p =>上,过点P 作圆E :()()22220y x r r +=->的两条切线,切点为A ,B ,延长PA ,PB 交抛物线于C ,D .(1)当直线AB 抛物线焦点时,求抛物线C 的方程与圆E 的方程; (2)证明:对于任意()0,1r ∈,直线CD 恒过定点.8.(2019·云南·二模(理))已知O 是坐标原点,抛物线C :2x y =的焦点为F ,过F 且斜率为1的直线l 交抛物线C 于A 、B 两点,Q 为抛物线C 的准线上一点,且2AQB π∠=.(1)求Q 点的坐标;(2)设与直线l 垂直的直线与抛物线C 交于M 、N 两点,过点M 、N 分别作抛物线C 的切线1l 、2l ,设直线1l 与2l 交于点P ,若OP OQ ⊥,求MON ∆外接圆的标准方程.题型八:几何法求弦长 一、单选题1.(2022·全国·模拟预测)已知直线 l 过点(A ,则直线 l 被圆O :2212x y +=截得的弦长的最小值为( )A .3B .6C .D .2.(2022·全国·模拟预测)过点()2,2A ,作倾斜角为π3的直线l ,则直线l 被圆22:16O x y +=- )A .1B .2C .3D .6-二、多选题3.(2022·广东·模拟预测)已知圆221:(1)1C x y ++=和圆222:(4)4C x y -+=,过圆2C 上任意一点P 作圆1C 的两条切线,设两切点分别为,A B ,则( )A .线段ABB .线段ABC .当直线AP 与圆2C 相切时,原点O 到直线AP 的距离为65D .当直线AP 平分圆2C 的周长时,原点O 到直线AP 的距离为45三、填空题4.(2022·河北唐山·三模)直线:0+-=l x m 与圆22:480+--=C x y x 交于A 、B 两点,且6⋅=-CA CB ,则实数m =_______. 四、解答题5.(2022·全国·高三专题练习)已知点()()1,0M m m ->,不垂直于x 轴的直线l 与椭圆22:143x y C +=相交于()11,A x y ,()22,B x y 两点.(1)若M 为线段AB 的中点,证明:212112y y x x ->-; (2)设C 的左焦点为F ,若M 在①AFB 的角平分线所在直线上,且l 被圆224x y +=截得的弦长为l 的方程.6.(2021·湖北·武汉市第六中学高三阶段练习)已知圆O :x 2+y 2=2,过点A (1,1)的直线交圆O,且与x 轴的交点为双曲线E :2222x y a b-=1的右焦点F (c ,0)(c >2),双曲线E 的离心率为32.(1)求双曲线E 的方程; (2)若直线y =kx +m (k <0,k ≠m >0)交y 轴于点P ,交x 轴于点Q ,交双曲线右支于点M ,N 两点,当满足关系111||||||PM PN PQ +=时,求实数m 的值.7.(2022·全国·高三专题练习)已知椭圆()2222:10x y E a b a b+=>>0y -=过E 的上顶点A 和左焦点1F .(1)求E 的方程;(2)设直线l 与椭圆E 相切,又与圆22:4O x y +=交于M ,N 两点(O 为坐标原点),求OMN 面积的最大值,并求出此时直线l 的方程.题型九:利用点到直线的距离解决圆上点与直线上点的距离问题一、单选题 1.(2022·江苏扬州·模拟预测)已知直线():130l a x y -+-=,圆22:(1)5C x y -+=.则“32a =”是“l 与C 相切”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件2.(2022·重庆南开中学模拟预测)已知圆2220x y x a +-+=上仅存在一个点到直线30x +=的距离为1,则实数a 的值为( )A .-2B .C .-1D .03.(2022·全国·高三专题练习(文))圆O :222x y +=上点P 到直线l :3410x y +=距离的最小值为( )A 1B .2C .2D .04.(2022·安徽·寿县第一中学高三阶段练习(理))过直线34110x y -+=上一动点P 作圆22:2210C x y x y +--+=的两条切线,切点分别为,A B ,则四边形PACB 的面积的最小值为( )AB C .3D二、多选题5.(2022·湖南·长郡中学高三阶段练习)已知点P 在圆22:4O x y +=上,点()3,0A ,()0,4B ,则( )A .点P 到直线AB 的距离最大值为225B .满足AP BP ⊥的点P 有2个C .过点B 作圆O 的两切线,切点分别为M 、N ,则直线MN 的方程为1y =D .2PA PB +的最小值是6.(2022·重庆·二模)已知点(),P x y 是圆()22:14C x y -+=上的任意一点,直线()):1130l m x y m ++-=,则下列结论正确的是( )A .直线l 与圆C 的位置关系只有相交和相切两种B .圆C 的圆心到直线l C .点P 到直线43160++=x y 距离的最小值为2D .点P 可能在圆221x y +=上 三、填空题7.(2022·四川省泸县第二中学模拟预测(理))过直线0x y m --=上动点P 作圆2:(2)(3)1M x y -+-=的一条切线,切点为A ,若使得1PA =的点P 有两个,则实数m 的取值范围为___________.8.(2022·贵州遵义·三模(理))圆22:2O x y +=上点P 到直线3410:x y l +=距离的最小值为__________. 四、解答题9.(2022·广东茂名·模拟预测)已知抛物线2:4C y x =的焦点为F ,直线2y x =-与抛物线C 交于A ,B 两点. (1)求FAB 的面积;(2)过抛物线C 上一点Р作圆()22:34M x y -+=的两条斜率都存在的切线,分别与抛物线C 交于异于点P 的两点D ,E .证明:直线DE 与圆M 相切.。
高三数学专题训练-圆的方程及直线与圆、圆与圆的位置关系
高三数学专题练习29 圆的方程及直线与圆、圆与圆的位置关系小题基础练○29一、选择题1.方程|2-x |=2y -y 2表示的曲线是( )A .一个圆B .两个半圆C .两个圆D .半圆答案:A解析:由方程|2-x |=2y -y 2(0≤y ≤2),两边平方得|2-x |2=(2y -y 2)2,即(x -2)2=2y -y 2,配方得(x -2)2+(y -1)2=1,所以方程表示的曲线为一个圆,故选A.2.[2019·湖北七校联考]已知a >1,过P (a,0)作⊙O :x 2+y 2=1的两条切线P A ,PB ,其中A ,B 为切点,则经过P ,A ,B 三点的圆的半径为( ) A.2a -12 B.a +12C .a D.a 2答案:D解析:经过P ,A ,B 三点的圆为以OP 为直径的圆,所以半径为a 2,故选D.3.圆心为(1,1)且过原点的圆的方程是( )A .(x -1)2+(y -1)2=1B .(x +1)2+(y +1)2=1C .(x +1)2+(y +1)2=2D .(x -1)2+(y -1)2=2答案:D解析:因为圆心为(1,1)且过原点,所以该圆的半径r =12+12=2,则该圆的方程为(x -1)2+(y -1)2=2.故选D.4.已知圆C :x 2+y 2-2x -2my +m 2-3=0关于直线l :x -y +1=0对称,则直线x =-1与圆C 的位置关系是( )A .相切B .相交C .相离D .不能确定答案:A解析:由已知得C :(x -1)2+(y -m )2=4,即圆心C (1,m ),半径r =2,因为圆C 关于直线l :x -y +1=0对称,所以圆心(1,m )在直线l :x -y +1=0上,所以m =2.由圆心C (1,2)到直线x =-1的距离d =1+1=2=r 知,直线x =-1与圆心相切.故选A.5.[2019·贵阳监测]经过三点A (-1,0),B (3,0),C (1,2)的圆与y 轴交于M ,N 两点,则|MN |=________.( )A .2 3B .2 2C .3D .4答案:A解析:根据A ,B 两点的坐标特征可知圆心在直线x =1上,设圆心为P (1,m ),则半径r =|m -2|,所以(m -2)2=22+m 2,解得m =0,所以圆心为P (1,0),所以圆的方程为(x -1)2+y 2=4,当x =0时,y =±3,所以|MN |=2 3.故选A.6.[2019·西安八校联考]若过点A (3,0)的直线l 与曲线(x -1)2+y 2=1有公共点,则直线l 斜率的取值范围为( )A .(-3,3)B .[-3,3]C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-33,33D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,33 答案:D 解析:数形结合可知,直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为y =k (x -3),则圆心(1,0)到直线y =k (x -3)的距离应小于等于半径1,即|2k |1+k2≤1,解得-33≤k ≤33,故选D. 7.已知直线y =kx +3与圆x 2+y 2-6x -4y +5=0相交于M ,N 两点,若|MN |=23,则k 的值是( )A .1或 2B .1或-1C .-2或12 D.2或12答案:C解析:由已知得圆的标准方程为(x -3)2+(y -2)2=8,则该圆的圆心为(3,2),半径为2 2.设圆心到直线y =kx +3的距离为d ,则23=28-d 2,解得d =5,即|3k -2+3|1+k2=5,解得k =-2或12.故选C.8.已知M (m ,n )为圆C :x 2+y 2-4x -14y +45=0上任意一点,且点Q (-2,3),则n -3m +2的最大值为( ) A .3+ 2 B .1+ 2C .1+ 3D .2+ 3答案:D解析:由题意可知n -3m +2表示直线MQ 的斜率,设直线MQ 的方程为y -3=k (x +2),即kx -y +2k +3=0,则n -3m +2=k ,将圆C 化为标准方程得(x -2)2+(y -7)2=8,C (2,7),r =22,由直线MQ 与圆C 有交点,得|2k -7+2k +3|1+k2≤22,得2-3≤k ≤2+3,所以n -3m +2的最大值为2+3,故选D. 二、非选择题9.[2019·合肥调研]圆x 2+y 2+2x -2y =0的半径为________. 答案: 2解析:由x 2+y 2+2x -2y =0,得(x +1)2+(y -1)2=2,所以所求圆的半径为 2.10.过点A (5,2),B (3,-2),圆心在直线2x -y -3=0上的标准方程是________.答案:(x -2)2+(y -1)2=10解析:解法一 因为圆过A (5,2)、B (3,-2)两点,所以圆心一定在线段AB 的垂直平分线上.可求得线段AB 的垂直平分线的方程为y =-12(x -4).设所求圆的圆心坐标为C (a ,b ),则有⎩⎪⎨⎪⎧ 2a -b -3=0,b =-12(a -4),解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1.所以C (2,1),r =|CA |=(5-2)2+(2-1)2=10.所以所求圆的标准方程为(x -2)2+(y -1)2=10.解法二 设所求圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F >0),则⎩⎪⎨⎪⎧ 25+4+5D +2E +F =0,9+4+3D -2E +F =0,2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-D 2+E 2-3=0,解得D =-4,E =-2,F =-5.所以所求圆的方程为x 2+y 2-4x -2y -5=0.化为标准方程为(x -2)2+(y -1)2=10.11.[2019·上海徐汇模拟]已知圆O :x 2+y 2=1与圆O ′关于直线x +y =5对称,则圆O ′的方程是________.答案:(x -5)2+(y -5)2=1解析:因为点O 关于直线x +y =5的对称点为O ′(5,5),所以圆O ′的方程是(x -5)2+(y -5)2=1.12.[2019·陕西模拟]若P (2,-1)为圆(x -1)2+y 2=25的弦AB 的中点,则直线AB 的方程是________.答案:x -y -3=0解析:记题中圆的圆心为O ,则O (1,0),因为P (2,-1)是弦AB 的中点,所以直线AB 与直线OP 垂直,易知直线OP 的斜率为-1,所以直线AB 的斜率为1,故直线AB 的方程为x -y -3=0.课时增分练○29一、选择题1.若方程x 2+y 2+ax +2ay +2a 2+a -1=0表示圆,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-2) B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,0 C .(-2,0) D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,23 答案:D解析:a 2+(2a )2-4(2a 2+a -1)>0,化简得3a 2+4a -4<0,解得-2<a <23.故选D.2.直线l :mx -y +1-m =0与圆C :x 2+(y -1)2=5的位置关系是( )A .相交B .相切C .相离D .不确定答案:A解析:解法一 由⎩⎪⎨⎪⎧mx -y +1-m =0,x 2+(y -1)2=5,消去y ,整理得(1+m 2)x 2-2m 2x +m 2-5=0,因为Δ=16m 2+20>0,所以直线l 与圆相交.故选A.解法二 由题意知,圆心(0,1)到直线l 的距离d =|m |m 2+1<1<5,故直线l 与圆相交.故选A.解法三 直线l :mx -y +1-m =0过定点(1,1),因为点(1,1)在圆x 2+(y -1)2=5的内部,所以直线l 与圆相交.故选A.3.若圆x 2+y 2+4x -2y -a 2=0截直线x +y +5=0所得的弦长为2,则实数a 的值为( )A .±2B .-2C .±4D .4答案:A解析:圆x 2+y 2+4x -2y -a 2=0化为标准方程(x +2)2+(y-1)2=a 2+5,则圆心(-2,1)到直线x +y +5=0的距离d =42=22,则弦长2a 2+5-8=2,化简得a 2=4,故a =±2.故选A.4.[2019·柳州模拟]若一个圆的圆心是抛物线x 2=4y 的焦点,且该圆与直线y =x +3相切,则该圆的标准方程是( )A .x 2+(y -1)2=2B .(x -1)2+y 2=2C .x 2+(y -1)2=4D .(x -1)2+y 2=4答案:A解析:抛物线x 2=4y 的焦点为(0,1),则圆心为(0,1),设该圆的标准方程是x 2+(y -1)2=r 2(r >0),因为该圆与直线y =x +3相切,故r =|2|2=2,故该圆的标准方程是x 2+(y -1)2=2.故选A. 5.[2019·嘉定模拟]过点P (1,-2)作圆C :(x -1)2+y 2=1的两条切线,切点分别为A ,B ,则AB 所在直线的方程为( )A .y =-34B .y =-12C .y =-32D .y =-14答案:B解析:圆(x -1)2+y 2=1的圆心为C (1,0),半径为1,以|PC |=(1-1)2+(-2-0)2=2为直径的圆的方程为(x -1)2+(y +1)2=1,将两圆的方程相减得AB 所在直线的方程为2y +1=0,即y =-12.故选B.6.设P ,Q 分别为圆O 1:x 2+(y -6)2=2和圆O 2:x 2+y 2-4x =0上的动点,则P ,Q 两点间的距离的最大值是( )A .210+2+ 2 B.10+2+ 2C .210+1+ 2 D.10+1+ 2答案:A解析:圆O 1的圆心O 1(0,6),半径r 1=2,圆O 2化为标准方程为(x -2)2+y 2=4,圆心O 2(2,0),半径r 2=2.则|O 1O 2|=22+62=4+36=210>r 1+r 2=2+2,所以两圆相离,则|PQ |max =210+2+ 2.故选A.7.[2019·福建福州外国语学校适应性考试]已知点A (-2,0),B (2,0),若圆(x -3)2+y 2=r 2(r >0)上存在点P (不同于点A ,B )使得P A ⊥PB ,则实数r 的取值范围是( )A .(1,5)B .[1,5]C .(1,3]D .[3,5]答案:A解析:根据直径所对的圆周角为90°,结合题意可得以AB 为直径的圆和圆(x -3)2+y 2=r 2有交点,显然两圆相切时不满足条件,故两圆相交.而以AB 为直径的圆的方程为x 2+y 2=4,两个圆的圆心距为3,故|r -2|<3<r +2,解得1<r <5,故选A.8.圆x 2+y 2+4x =0与圆x 2+y 2-8y =0的公共弦长为( ) A.255 B.455C.855D.1655答案:C解析:解法一 联立方程,得⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2+4x =0,x 2+y 2-8y =0,得x +2y =0,将x +2y =0代入x 2+y 2+4x =0,得5y 2-8y =0,解得y 1=0,y 2=85,故两圆的交点坐标是(0,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫-165,85,则所求弦长为 ⎝⎛⎭⎪⎫-1652+⎝ ⎛⎭⎪⎫852=855,故选C. 解法二 联立方程,得⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2+4x =0,x 2+y 2-8y =0,得x +2y =0,将x 2+y 2+4x =0化为标准方程得(x +2)2+y 2=4,圆心为(-2,0),半径为2,圆心(-2,0)到直线x +2y =0的距离d =|-2|5=255,则所求弦长为222-⎝ ⎛⎭⎪⎫2552=855,故选C. 二、非选择题9.[2019·常州八校联考]若圆C 1:x 2+y 2=m 2(m >0)内切于圆C 2:x 2+y 2+6x -8y -11=0,则m =________.答案:1解析:由x 2+y 2=m 2(m >0),得圆心C 1(0,0),半径r 1=m .圆C 2的方程化为(x +3)2+(y -4)2=36,则圆心C 2(-3,4),半径r 2=6,∵圆C 1内切于圆C 2,∴|C 1C 2|=6-m .又|C 1C 2|=5,∴m =1.10.[2019·湖南师大附中摸底]已知直线l 经过点P (-4,-3),且被圆(x +1)2+(y +2)2=25截得的弦长为8,则直线l 的方程是________.答案:x +4=0和4x +3y +25=0解析:由已知条件知圆心(-1,-2),半径r =5,弦长m =8.设弦心距是d ,则由勾股定理得r 2=d 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫m 22,解得d =3.若l 的斜率不存在,则直线l 的方程为x =-4,圆心到直线的距离是3,符合题意.若l 的斜率存在,设为k ,则直线l 的方程为y+3=k (x +4),即kx -y +4k -3=0,则d =|-k +2+4k -3|k 2+1=3,即9k 2-6k +1=9k 2+9,解得k =-43,则直线l 的方程为4x +3y+25=0.所以直线l 的方程是x +4=0和4x +3y +25=0.11.过点P (1,-3)作圆C :(x -4)2+(y -2)2=9的两条切线,切点分别为A ,B ,求:(1)切线方程;(2)直线AB 的方程;(3)线段AB 的长度.解析:(1)当切线的斜率存在时,设直线方程为y +3=k (x -1),即kx -y -k -3=0, 由|4k -2-k -3|k 2+1=3,解得k =815. ∴切线方程为8x -15y -53=0.当切线斜率不存在时,易知直线x =1也是圆的切线, ∴所求切线方程为8x -15y -53=0或x =1.(2)以PC 为直线的圆D 的方程为⎝⎛⎭⎪⎫x -522+⎝ ⎛⎭⎪⎫y +122=172. ∵圆C 与圆D 显然相交,∴直线AB 就是圆D 与圆C 公共弦所在直线.∴直线AB 方程为3x +5y -13=0.(3)设AB 与PC 相交于点Q ,在Rt △P AC 中,AQ ⊥PC ,S △P AC =12|P A ||AC |=12|PC ||AQ |=12×3×5=12×34×12|AB |,得|AB |=153417.。
圆及其方程-测试
目录
狂刷小题·基础练
KUANG SHUA XIAO TI JI CHU LIAN
精做大题·能力练
JING ZUO DA TI NENG LI LIAN
狂刷小题·基础练
KUANG SHUA XIAO TI JI CHU LIAN
一、基础小题
1.直线 l:y=x 被圆 C:(x-3)2+(y-1)2=3 截得的弦长为( )
∠APC=2× 410× 46= 415,cos∠APB=cos(2∠APC)=cos2∠APC-sin2
∠APC=
462-
4102=-14<0,即∠APB
为钝角,所以
sinα=sin(π-
∠APB)=sin∠APB= 415.故选 B.
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答案 解析
6.若圆 x2+y2-4x-4y-10=0 上至少有三个不同点到直线 l:ax
+by=0 的距离为 2 2,则直线 l 的斜率的取值范围是( )
A.[2- 3,1]
B.[2- 3,2+ 3]
C.
33,
3
D.[0,+∞)
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圆及其方程
高考 高考在本考点的常考题型为选择题、填空题,分值为5分,中 概览 等难度
1.掌握确定圆的几何要素,掌握圆的标准方程与一般方程 2.能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆的位置关系; 考点 能根据给定两个圆的方程判断两圆的位置关系 研读 3.能用直线和圆的方程解决一些简单的数学问题和实际问题 4.初步了解用代数方法处理几何问题的思想
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第7章第二讲时间:60分钟 满分:100分一、选择题(8×5=40分) 1.(2018·全国Ⅱ,3)原点到直线x +2y -5=0的距离为 ( )A .1 B.3 C .2 D. 5 答案:D解析:d =|Ax 0+By 0+C |A 2+B2=|-5|5= 5.故选D. 2.“a =2”是“直线ax +2y =0平行于直线x +y =1”的 ( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件 答案:C解析:两直线平行⇔a 1=21⇔a =2. 3.(2018·重庆市高三联合诊断性考试)直线l 1:kx -y +2=0到直线l 2 x +2y -3=0的角为45°,则k = ( )A .-3B .-2C .2D .3 答案:A解析:依题意得tan45°=-12-k1+(-12)k=1,由此解得k =-3,选A.4.直线x -2y +1=0关于直线x =1对称的直线方程是 ( )A .x +2y -1=0B .2x +y -1=0C .2x +y -3=0D .x +2y -3=0 命题意图:考查有关直线对称问题. 答案:D解析:由⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1=0,x =1,得交点A (1,1).且可知所求直线斜率为-12.∴直线为y -1=-12(x -1), 即x +2y -3=0.故选D.5.若直线l :y =kx -1与直线x +y -1=0的交点位于第一象限,则实数k 的取值范围是( )A .(-∞,-1)B .(-∞,-1]C .(1,+∞)D .[1,+∞) 答案:C解析:如图,作出直线x +y -1=0的图象,它与x 轴、y 轴交点分别为(1,0)、(0,1),直线y =kx -1过点(0,-1),因此,直线y =kx -1与直线x +y -1=0交点在第一象限时,k >1,选择C.6.(2018·海淀4月)“ab =4”是“直线2x +ay -1=0与直线bx +2y -2=0平行”的( )A .充分必要条件B .充分而不必要条件C .必要而不充分条件D .既不充分也不必要条件 答案:C解析:直线2x +ay -1=0与直线bx +2y -2=0平行的充要条件是-2a =-b 2且-1a ≠-1,即ab =4且a ≠1,则“ab =4”是“直线2x +ay -1=0与直线bx +2y -2=0平行”的必要而不充分条件,故选C.7.(2018·武汉4月)已知点A (-3,-4),B (6,3)到直线l :ax +y +1=0的距离相等,则实数a 的值等于 ( )A. 79 B .-13C .-79或-13 D.79或13 答案:C解析:点A (-3,-4),B (6,3)到直线l :ax +y +1=0的距离相等,则直线AB 与直线l 平行或A 、B 的中点在直线l 上,求得实数a的值等于-79或-13,故选C.8.(2018·福建质检)已知直线a 2x +y +2=0与直线bx -(a 2+1)y -1=0互相垂直,则|ab |的最小值为 ( )A .5B .4C .2D .1 答案:C解析:直线a 2x +y +2=0与直线bx -(a 2+1)y -1=0互相垂直,则a 2b -a 2-1=0,a ≠0,两边同除a 得ab =a +1a ,|ab |=|a +1a |≥2,故选C.二、填空题(4×5=20分)9.若直线l :x +ay +2=0平行于直线2x -y +3=0,则直线l 在两坐标轴上的截距之和为________.答案:2解析:由l 与2x -y +3=0平行,得12=a -1,∴a =-12,即l :x -12y +2=0,令x =0,得y =4,令y =0得x =-2. ∴x +y =-2+4=2.10.在过点(2,1)的所有直线中,距原点距离最远的直线方程是________.答案:2x +y -5=0解析:距原点距离最远则原点在直线上的射影为(2,1),∴k =-112=-2,∴y -1=-2(x -2),即2x +y -5=0.11.已知三条直线x -y =0,x +y -1=0,mx +y +3=0不能构成三角形,则m 的取值集合为________.答案:{1,-1,-7}.解析:当三直线中有两直线平行时m =1或-1,当三直线交于一点时,将交点(12,12)代入直线mx +y +3=0得:m =-7,因此m ∈{1,-1,-7}. 12.(2018·全国Ⅰ,16)若直线m 被两平行线l 1:x -y +1=0与l 2:x -y +3=0所截得的线段的长为22,则m 的倾斜角可以是①15° ②30° ③45° ④60° ⑤75°其中正确答案的序号是________.(写出所有正确答案的序号) 答案:①⑤解析:求得两平行线间的距离为2,则m 与两平行线的夹角都是30°,而两平行线的倾斜角为45°,则m 的倾斜角为75°或15°,故填①⑤.三、解答题(4×10=40分)13.已知直线l 与点A (3,3)和B (5,2)的距离相等,且过两直线l 1:3x -y -1=0和l 2:x +y -3=0的交点,求直线l 的方程.解析:根据条件可设直线l 的方程为:3x -y -1+λ(x +y -3)=0,即(3+λ)x +(λ-1)y -3λ-1=0.直线l 与点A (3,3)和B (5,2)的距离相等可分为两种情况:当直线l 与A 、B 的连线平行时,由k AB =3-23-5=-12,可得3+λ1-λ=-12,解得λ=-7,此时直线l 的方程为x +2y -5=0;当直线l 过线段AB 中点M (4,52)时,将点M (4,52)代入直线l 的方程可得4(3+λ)+52(λ-1)-3λ-1=0,则λ=-177,可得直线l 的方程为:x -6y +11=0.综上可知,所求直线l 的方程为:x +2y -5=0或x -6y +11=0. 热点点拨:一般情况下,若两条直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0有交点,则过l 1与l 2的交点的直线系方程为:A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0(不含l 2),利用这一结论可以避免求交点时解方程组带来的麻烦.14.已知△ABC 的三边方程分别为AB 4x -3y +10=0,BC y -2=0,CA 3x -4y -5=0.求:(1)∠B 的大小;(2)∠BAC 的内角平分线所在直线的方程; (3)AB 边上的高所在直线的方程.解析:(1)由已知k AB =43,k BC =0, ∠B 是直线BA 到BC 的角,∴tan B =k BC -k BA 1+k BC ·k BA=0-431+0×43=-43,∴∠B =π-arctan 43.(2)设P (x ,y )为∠BAC 平分线上任意一点,则 |4x -3y +10|42+(-3)2=|3x -4y -5|32+(-4)2, 解得7x -7y +5=0或x +y +15=0. 由图形知7x -7y +5=0即为所求. (3)设AB 边上高所在直线的方程为: 3x -4y -5+λ(y -2)=0, 即3x -(4-λ)y -(5+2λ)=0,由两直线垂直的充要条件,得34-λ·43=-1,解得λ=8.∴所求直线方程3x +4y -21=0.15.已知三条直线l 1:2x -y +a =0(a >0)、直线l 2:-4x +2y +1=0和直线l 3:x +y -1=0,且l 1与l 2的距离是710 5.(1)求a 的值;(2)求l 3到l 1的角θ. 解析:求解本题的必需工具为两个公式:平行直线间的距离公式,直线到直线的“到角”公式.(1)l 2即2x -y -12=0,∴l 1与l 2的距离d =|a -(-12)|22+(-1)2=7510. ∴|a +12|5=7510,∴|a +12|=72,∵a >0,∴a =3;(2)由(1),l 1得2x -y +3=0,∴k 1=2, 而l 3的斜率k 3=-1,∴tan θ=k 1-k 31+k 1·k 3=2-(-1)1+2·(-1)=-3.∵0≤θ<π,∴θ=π-arctan3.16.过点P (3,0)作一直线,使它夹在两直线l 1:2x -y -2=0与l 2:x +y +3=0之间的线段AB 恰被点P 平分,求此直线的方程.分析:设点A (x ,y )在l 1上,则点A 关于点P 的对称点B (6-x ,-y )在l 2上,代入l 2的方程,联立求得交点,从而求得直线方程.解析:方法一:设点A (x ,y )在l 1上,由题意知⎩⎨⎧x +x B2=3y +yB2=0∴点B (6-x ,-y ),解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y -2=0(6-x )+(-y )+3=0得⎩⎪⎨⎪⎧x =113y =163,k =163-0113-3=8.∴所求的直线方程为y =8(x -3),即8x -y -24=0. 方法二:设所求的直线方程y =k (x -3),则⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -3)2x -y -2=0,解得⎩⎨⎧x A =3k -2k -2y A=4k k -2由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -3)x +y +3=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x B =3k -3k +1y B=-6k k +1∵P (3,0)是线段AB 的中点,∴y A +y B =0,即4k k -2+-6kk +1=0,∴k 2-8k =0,解得k =0或k =8. 又∵当k =0时,x A =1,x B =-3,此时x A +x B 2=1-32≠3,∴k =0舍去, ∴所求的直线方程为y =8(x -3), 即8x -y -24=0.方法三:设点A (x 1,y 1)在l 1上,点B (x 2,y 2)在l 2上,则⎩⎪⎨⎪⎧2x 1-y 1-2=0x 2+y 2+3=0x 1+x 2=6y 1+y 2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=113y 1=163或⎩⎪⎨⎪⎧x 2=73y 2=-163∴k =k AB =-163-16373-113=8,∴所求的直线方程为8x -y -24=0.方法四:∵点P (3,0)是线段AB 的中点,∴可设点A (3+Δx ,Δy )在l 1上,点B (3-Δx ,-Δy )在l 2上,则 ⎩⎪⎨⎪⎧2(3+Δx )-Δy -2=0(3-Δx )+(-Δy )+3=0, ∴⎩⎪⎨⎪⎧Δx =23Δy =163,∴k =ΔyΔx =8.∴所求的直线方程为y =8(x -3),即8x -y -24=0.拓展探究:在运用中点坐标公式时,要注意与“中点”等价的有关概念的灵活应用,如本例中线段AB 被P 点平分,即等价于AB 的中点为P 点.在具体解题时,应注意创设条件运用中点坐标公式,如由平面几何知识可知,平行四边形的对角线相交于一点且互相平分,也就是对角线上两顶点的中点重合等.。