人教A版高中必修二试题专题:求动点的轨迹方程.docx

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2020-2021学年高中数学人教A版 必修2第三章直线与方程测试卷(一)-教师用卷

2020-2021学年高中数学人教A版 必修2第三章直线与方程测试卷(一)-教师用卷

2020-2021学年必修2第三章测试卷直线与方程(一)注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、选择题(本大题共12个小题,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.若直线1:320l x my +-=,2:280l x y ++=互相平行,则实数m 的值为( ) A .6- B .6C .32D .32-【答案】B【解析】因为直线1:320l x my +-=,2:280l x y ++=互相平行, 所以321m ⨯=⋅且82(2)m ⋅≠⨯-,解得6m =且12m ≠-,所以6m =, 故选B .2.已知两点()1,2A ,()3,6B ,动点M 在直线y x =上运动,则MA MB +的最小值为( ) A .25 B .26C .4D .5【答案】B【解析】根据题意画出图形,如图所示:设点A 关于直线y x =的对称点()2,1A ',连接A B ',则A B '即为MA MB +的最小值,且A B '故选B .3.下面说法正确的是( )A .经过定点()00,P x y 的直线都可以用方程()00y y k x x -=-表示B .不经过原点的直线都可以用方程1x ya b+=表示 C .经过定点(0,)A b 的直线都可以用方程y kx b =+表示D .经过任意两个不同的点()11,P x y ,()22,Q x y 的直线都可以用方程()()()()211211-⋅-=--x x y y y y x x 表示【答案】D【解析】经过定点()00,P x y 且斜率存在的直线才可用方程()00y y k x x -=-表示,所以A 错; 不经过原点且与两坐标轴都不垂直的直线才可以用方程1x ya b+=表示,所以B 错; 经过定点(0,)A b 且斜率存在的直线才可用方程y kx b =+表示,所以C 错; 当12x x ≠时,经过点()11,P x y ,()22,Q x y 的直线可以用方程()211121y y y y x x x x --=--,即()()()()211211-⋅-=--x x y y y y x x 表示;当12x x =时,经过点()11,P x y ,()22,Q x y 的直线可以用方程1x x =, 即()()()()211211-⋅-=--x x y y y y x x 表示,因此经过任意两个不同的点()11,P x y ,()22,Q x y 的直线都可以用方程()()()()211211-⋅-=--x x y y y y x x 表示,所以D 对,故选D .4.若两条平行直线()1:200l x y m m -+=>与2:260l x ny+-=,则m n +=( ) A .0 B .1C .2-D .1-【答案】C【解析】由12l l ,得122n-=,解得4n =-,即直线2:230l x y --=, 两直线之间的距离为d ==2m = (8m =-舍去),所以2m n +=-,故答案选C .5.过点(1,2)的直线l 与两坐标轴分别交于A 、B 两点,O 为坐标原点,当OAB △的面积最小时,直线l 的方程为( ) A .240x y +-= B .250x y +-= C .30x y +-=D .2380x y +-=【答案】A【解析】设l 的方程为1(0,0)x y a b a b +=>>,则有121a b+=, 因为0a >,0b >,所以12a b +≥,即1≥,所以8ab ≥, 当且仅当1212a b ==,即2a =,4b =时,取“=”. 即当2a =,4b =时,OAB △的面积最小, 此时l 的方程为124x y+=,即240x y +-=,故选A . 6.已知,m n ∈R ,则“直线10x my +-=与10nx y ++=平行”是“1mn =”的( )条件. A .充分不必要 B .必要不充分 C .充要D .既不充分又不必要【答案】A【解析】若直线10x my +-=与10nx y ++=平行, 则10mn -=,即1mn =,当1m =-,1n =-时,两直线方程为10x y --=,10x y -++=,此时两直线重合, 故“直线10x my +-=与10nx y ++=平行”是“1mn =”的充分不必要条件, 故选A .7.直线l 经过()2,1A ,()2(,)1B mm ∈R 两点,那么直线l 的倾斜角的取值范围为( )A.0,πB.π3 0,π,π44⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦C.0,π4⎡⎤⎢⎥⎣⎦D.ππ0,,π42⎡⎤⎛⎫⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭【答案】D【解析】直线l的斜率为2212121121y y mk mx x--===---,因为m∈R,所以(],1k∈-∞,所以直线的倾斜角的取值范围是ππ0,,π42⎡⎤⎛⎫⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭,故选D.8.已知直线20kx y-+=和以()3,2M-,()2,5N为端点的线段相交,则实数k的取值范围为()A.32k≤B.32k≥C.4332k-≤≤D.43k≤-或32k≥【答案】C【解析】因为直线20kx y-+=恒过定点(0,2)A,又因为43AMk=-,32ANk=,故直线的斜率k的范围为4332k-≤≤,故选C.9.已知点()2,3A-,()3,2B--,直线l的方程为10kx y k--+=,且与线段AB相交,则直线l 的斜率k 的取值范围为( )A .3(,4][,)4-∞-+∞B .13(,][,)44-∞-+∞C .3[4,]4-D .3[,4]4【答案】A【解析】直线:10l kx y k --+=整理为()()110k x y ---=, 即可知道直线l 过定点()1,1P , 作出直线和点对应的图象如图:(2,3)A -,(3,2)B --,(1,1)P ,31421PA k --∴==--,213314PB k --==--,要使直线l 与线段AB 相交,则直线l 的斜率k 满足PB k k ≤或PA k k ≤,4k ∴≤-或34k ≥, 即直线l 的斜率的取值范围是3(,4][,)4-∞-+∞,故选A .10.设m ∈R ,过定点A 的动直线10x my ++=和过定点B 的动直线230mx y m --+=交于点(),P x y ,则PA PB +的最大值( )A .25B .32C .6D .3【答案】C【解析】直线10x my ++=可整理为()1my x =-+,故恒过定点1,0,即为A 的坐标;直线230mx y m --+=整理为()32y m x -=-,故恒过定点()2,3,即为B 坐标,又两条直线垂直,故可得22218PA PB AB +==, 即()2218PA PBPA PB +-=,整理得()()2211924PA PB PA PB PA PB =+-≤+,解得 6PA PB +≤, 当且仅当PA PB =时取得最大值, 故选C .11.已知实数,a b 满足21a b +=,则直线30ax y b ++=必过定点,这个定点的坐标为( ) A .11(,)62B .11(,)26C .11(,)62D .11(,)26-【答案】D【解析】∵12=+b a ,∴b a 21-=,∵直线03=++b y ax ,∴03)21(=++-b y x b ,即0)3()21(=++-y x x b .12030x x y -=⎧⎨+=⎩,1216x y ⎧=⎪⎪∴⎨⎪=-⎪⎩,∴直线必过点11(,)26-, 本题选择D 选项.12.已知ABC △是等腰三角形,5AB AC ==,6BC =,点P 在线段AC 上运动,则PB PC +的取值范围是( ) A .[]3,4 B .12,65⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .[]6,8D .24,85⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】D【解析】以BC 的中点O 为坐标原点,BC 所在直线为x 轴,OA 所在直线为y 轴建立直角坐标系,如图:可得()3,0B -,()3,0C ,由5AC =,可得()0,4A , 直线AC 的方程为134x y+=,即4312x y +=, 可设()(),04P m n n ≤≤,,即有334n m =-, 则()()()3,3,2,2PB PC m n m n m n +=---+--=--====,当[]360,425n =∈, 可得PB PC +的最小值为122421655==⨯=, 当4n =时,可得PB PC +的最大值8,则PB PC +的取值范围是24,85⎡⎤⎢⎥⎣⎦,故选D .二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分,把正确答案填在题中横线上) 13.已知点(1,3)A 与直线4:30x y l ++=,则点A 关于直线l 的对称点坐标为______. 【答案】(5,1)-【解析】设点(1,3)A 关于直线340x y ++=的对称点(,)A a b ',则由3(3)11133++4022b a a b -⎧⨯-=-⎪⎪-⎨++⎪⨯=⎪⎩,解得5a =-,1b =,故点(5,1)A '-,故答案为()5,1-.14.过直线1:230l x y -+=与直线2:2380l x y +-=的交点,且到点()0,4P 距离为2的直线方程为______.【答案】2y =或4320x y -+=【解析】由2302380x y x y -+=⎧⎨+-=⎩,得12x y =⎧⎨=⎩,所以,直线1l 与2l 的交点为()1,2.当所求直线的斜率不存在时,所求直线的方程为1x =,点P 到该直线的距离为1,不合乎题意; 当所求直线的斜率存在时,设所求直线的方程为()21y k x -=-,即20kx y k --+=, 由于点()0,4P 到所求直线的距离为2,可得2=,整理得2340k k -=,解得0k =或43k =, 综上所述,所求直线的方程为2y =或4320x y -+=, 故答案为2y =或4320x y -+=.15.在平面直角坐标系xOy 中,直线1:40l kx y -+=与直线2:30l x ky +-=相交于点P ,则当实数k 变化时,点P 到直线43100x y -+=的距离的最大值为______.【答案】92【解析】设直线1l 与y 轴交于()0,4A ,直线2l 与x 轴交于()3,0B ,5AB ==.当0k =时,直线1l 为4y =,直线2l 为3x =,所以两条直线的交点为()13,4P . 当0k ≠时,两条直线的斜率分别为k 、1k-,斜率乘积为1-,故12l l ⊥, 所以P 点的轨迹是以AB 为直径的圆(除,A B 两点外).设以AB 为直径的圆的圆心为3,22C ⎛⎫⎪⎝⎭,半径522AB r ==, 圆的方程为()22235222x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,点()13,4P 满足圆的方程.综上所述,点P 点的轨迹是以AB 为直径的圆(除,A B 两点外).圆心C 到直线43100x y -+=的距离为2d ==. 所以点P 到直线43100x y -+=的距离的最大值为59222d r +=+=, 故答案为92.16.直线2360x y +-=分别交,x y 轴于,A B 两点,点P 在直线1y x =--上,则PA PB +的最小值是______.【解析】直线2360x y +-=分别交,x y 轴于,A B 两点, 则()3,0A ,()0,2B ,设A 关于直线1y x =--对称的点为()1,A x y ,则133122y x y x ⎧=⎪⎪-⎨+⎪=--⎪⎩, 解得14x y =-⎧⎨=-⎩,11PA PB PA PB A B +=+≥=1A ,P ,B 三点共线时等号成立,.三、解答题(本大题共6个大题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 17.(10分)已知ABC △的顶点()2,4A ,()0,2B -,()4,2C -. 求:(1)AB 边上的中线CM 所在直线的方程; (2)求A 点关于直线BC 对称点坐标. 【答案】(1)560x y +-=;(2)()6,4--. 【解析】(1)由题设有()1,1M ,故211415CM k -==---, 故直线CM 的方程为()1115y x =--+,即560x y +-=. (2)()22104CB k --==---,故直线BC 的方程为2y x =--,设A 点关于直线BC 对称点坐标为(),a b ,则42222412b a b a ++⎧=--⎪⎪⎨-⎪=⎪-⎩,解得64a b =-⎧⎨=-⎩,故A 点关于直线BC 对称点坐标为()6,4--.18.(12分)己知直线l 的方程为210x y -+=. (1)求过点()3,2A ,且与直线l 垂直的直线1l 方程;(2)求与直线l 平行,且到点()3,0P2l 的方程. 【答案】(1)270x y +-=;(2)210x y --=或2110x y --=. 【解析】(1)∵直线l 的斜率为2,∴所求直线斜率为12-, 又∵过点()3,2A ,∴所求直线方程为()1232y x -=--, 即270x y +-=.(2)依题意设所求直线方程为20x y c -+=, ∵点()3,0P=解得1c =-或11c =-,所以,所求直线方程为210x y --=或2110x y --=.19.(12分)已知直线l 经过直线3420x y +-=与直线220x y ++=的交点P ,且垂直于直线210x y --=.(1)求直线l 的方程;(2)求直线l 与两坐标轴围成的三角形的面积S . 【答案】(1)220x y ++=;(2)1.【解析】(1)3420220x y x y +-=⎧⎨++=⎩,解得22x y =-⎧⎨=⎩,则点P 的坐标为()2,2-.由于点P 的坐标是()2,2-,且所求直线l 与直线210x y --=垂直, 可设所求直线l 的方程为20x y c ++=.将点P 坐标代入得()2220c ⨯-++=,解得2c =, 故所求直线l 的方程为220x y ++=.(2)由直线l 的方程知它在x 轴,y 轴上的截距分别是1-,2-, 所以直线l 与两坐标轴围成的三角形的面积11212S =⨯⨯=.20.(12分)已知直线方程为()()221340m x m y m -++++=.(1)证明:直线恒过定点;(2)m 为何值时,点()3,4Q 到直线的距离最大,最大值为多少?(3)若直线分别与x 轴,y 轴的负半轴交于,A B 两点,求AOB △面积的最小值及此时直线的方程.【答案】(1)证明见解析;(2)47m =,点()3,4Q 到直线的距离最大,最大值为(3)面积的最小值为4,240x y ++=.【解析】(1)证明:直线方程为()()221340m x m y m -++++=,可化为()()24230x y m x y +++-++=,对任意m 都成立,所以230240x y x y -++=⎧⎨++=⎩,解得12x y =-⎧⎨=-⎩,所以直线恒过定点()1,2--.(2)解:点()3,4Q 到直线的距离最大,可知点Q 与定点()1,2P --的连线的距离就是所求最大值,= 423312PQ k +==+, ()()221340m x m y m -++++=的斜率为23-, 可得22321m m --=-+,解得47m =. (3)解:若直线分别与x 轴,y 轴的负半轴交于,A B 两点,直线方程为()21y k x +=+,0k <,则21,0A k ⎛⎫- ⎪⎝⎭,()0,2B k -,()12122121222222AOB k S k k k k k -⎛⎫⎛⎫=--=--=++≥+ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭△4=,当且仅当2k =-时取等号,面积的最小值为4,此时直线的方程240x y ++=.21.(12分)已知ABC △的三个顶点(),A m n 、()2,1B 、()2,3C -.(1)求BC 边所在直线的方程;(2)BC 边上中线AD 的方程为2360x y -+=,且7ABC S =△,求点A 的坐标.【答案】(1)240x y +-=;(2)()3,4A 或()3,0A -.【解析】(1)由()2,1B 、()2,3C -,得BC 边所在直线方程为123122y x --=---, 即240x y +-=.(2)BC ==,A 到BC 边所在直线240x y +-=的距离为d =由于A 在直线2360x y -+=上,故1722360ABC S BC d m n ⎧=⋅⋅=⎪⎨⎪-+=⎩△, 即2472360m n m n ⎧+-=⎨-+=⎩,解得()3,4A 或()3,0A -.22.(12分)设直线l 的方程为()()1520a x y a a ++--=∈R .(1)求证:不论a 为何值,直线l 必过一定点P ;(2)若直线l 分别与x 轴正半轴,y 轴正半轴交于点(),0A A x ,()0,B B y , 当AOB △面积最小时,求AOB △的周长及此时的直线方程;(3)当直线l 在两坐标轴上的截距均为正整数且a 也为正整数时,求直线l 的方程.【答案】(1)证明见解析;(2)10+32120x y +-=;(3)390x y +-=.【解析】(1)由()1520a x y a ++--=,得()250a x x y -++-=,则2050x x y -=⎧⎨+-=⎩,解得23x y =⎧⎨=⎩, 所以不论a 为何值,直线l 必过一定点()2,3P .(2)由()1520a x y a ++--=得,当0x =时,52B y a =+;当0y =时,521A a x a +=+, 又由5205201B A y a a x a =+>⎧⎪+⎨=>⎪+⎩,得1a >-, ()()5252111941+12221AOB S a a a a a ++⎡⎤∴=⋅++⎢⎥+=⎣⋅+⎦△112122⎡⎤≥=⎢⎥⎣⎦, 当且仅当()9411a a +=+,即12a =时,取等号. ()4,0A ∴,()0,6B ,AOB∴△的周长为4610OA OB AB ++=+=+ 直线方程为32120x y +-=.(3)直线l 在两坐标轴上的截距均为正整数,即52a +,521a a ++均为正整数,而a 也为正整数, 523211a a a +=+++,2a ∴=, 所以直线l 的方程为390x y +-=.。

人教新课标版数学高一- 人教A版必修二 4.1.2圆的一般方程

人教新课标版数学高一- 人教A版必修二 4.1.2圆的一般方程

4.1.2 圆的一般方程问题导学一、圆的一般方程的定义活动与探究1判断方程x 2+y 2-4mx +2my +20m -20=0能否表示圆,若能表示圆,求出圆心和半径.迁移与应用1.将圆x 2+y 2-2x -4y +1=0平分的直线是( ) A .x +y -1=0 B .x +y +3=0 C .x -y +1=0 D .x -y +3=0 2.下列方程能表示圆的是________. (1)x 2+y 2+2x +1=0;(2)x 2+y 2+2ay -1=0; (3)x 2+y 2+20x +121=0;(4)x 2+y 2+2ax =0.3.若方程x 2+y 2+2mx -2y +m 2+5m =0表示圆,求实数m 的取值范围及圆心坐标和半径.形如x 2+y 2+Dx +Ey +F =0的二元二次方程,判定其是否表示圆时可有如下两种方法: (1)由圆的一般方程的定义,若D 2+E 2-4F >0,则表示圆,否则不表示圆; (2)将方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0配方为⎝⎛⎭⎫x +D 22+⎝⎛⎭⎫y +E 22=D 2+E 2-4F 4求解. 二、求圆的一般方程活动与探究2△ABC 的三个顶点分别为A (-1,5),B (-2,-2),C (5,5),求其外接圆的方程.迁移与应用求经过点C (-1,1)和D (1,3)且圆心在直线y =x 上的圆的一般方程.用待定系数法求圆的方程:(1)如果由已知条件容易求得圆心坐标、半径或需利用圆心的坐标或半径列方程的问题,一般采用圆的标准方程,再用待定系数法求出a ,b ,r .(2)如果已知条件和圆心或半径都无直接关系,一般采用圆的一般方程,再用待定系数法求出参数D ,E ,F .三、求动点的轨迹方程活动与探究3已知动点M 到点A (2,0)的距离是它到点B (8,0)的距离的一半. (1)求动点M 的轨迹方程;(2)若N 为线段AM 的中点,试求点N 的轨迹.迁移与应用1.到两个点A (-1,2),B (3,-4)的距离相等的点的轨迹方程是________. 2.自A (4,0)引圆x 2+y 2=4的割线ABC ,求弦BC 中点P 的轨迹方程.求动点的轨迹方程就是建立动点的横、纵坐标x ,y 的方程,因而,在求动点的轨迹方程时,先设出动点的坐标(x , y ),再代入题目中给出的等量关系,化简即得动点的轨迹方程.当堂检测1.圆x 2+y 2-2x +6y +8=0的周长为( )A .2πB .2πC .22πD .4π2.若圆x 2+y 2-2kx -4=0关于直线2x -y +3=0对称,则k 等于( ) A .32 B .-32C .3D .-33.如果圆的方程为x 2+y 2+kx +2y +k 2=0,那么当圆的面积最大时,圆心坐标为( ) A .(-1,1) B .(1,-1) C .(-1,0) D .(0,-1)4.过三点O (0,0),A (4,0),B (0,-2)的圆的一般方程为________________.5.已知线段AB 的长为4,且端点A ,B 分别在x 轴与y 轴上,则线段AB 的中点M 的轨迹方程为__________.答案:课前预习导学【预习导引】1.定点定长圆心半径2.(x-a)2+(y-b)2=r2预习交流1提示:圆的标准方程是由圆心坐标与半径确定的,因此求圆的标准方程只需求出圆心坐标与半径.3.点在圆外点在圆上点在圆内预习交流2提示:判断点与圆的位置关系有两种方法:①将所给的点M与圆心C的距离跟半径r比较:若|CM|=r,则点M在圆上;若|CM|>r,则点M在圆外;若|CM|<r,则点M在圆内.②可利用圆的标准方程来确定:点M(m,n)在圆C上⇔(m-a)2+(n-b)2=r2;点M(m,n)在圆C外⇔(m-a)2+(n-b)2>r2;点M(m,n)在圆C内⇔(m-a)2+(n-b)2<r2.课堂合作探究【问题导学】活动与探究1思路分析:第(1)题可直接利用圆的标准方程求解,第(2)题可先利用两点间距离公式求出半径,再用圆的标准方程求解.解:(1)∵圆心为(2,3),半径为2,即a=2,b=3,r=2,∴圆的方程为(x-2)2+(y-3)2=4.(2)方法一:∵圆的半径r=|CP|=(5-8)2+(1+3)2=5,圆心在点(8,-3),∴圆的方程是(x-8)2+(y+3)2=25.方法二:∵圆心为C(8,-3),故设圆的方程为(x-8)2+(y+3)2=r2.又∵点P(5,1)在圆上,∴(5-8)2+(1+3)2=r2,∴r2=25,∴所求圆的方程是(x-8)2+(y+3)2=25.迁移与应用 1.B2.解:设圆心C (a ,b ),半径为r ,则由中点坐标公式,得a =4+62=5,b =9+32=6.再由两点距离公式,得r =|CP 1|=(4-5)2+(9-6)2=10.∴所求圆的方程是(x -5)2+(y -6)2=10.活动与探究2 思路分析:先求出两直线的交点坐标即圆心坐标,再求出半径并写出方程,求出A ,B ,C 各点与圆心的距离,分别与半径比较,判断出点与圆的位置关系.解:解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y -1=0,x -2y +2=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =1,∴圆心M 的坐标为(0,1).半径r =|MP |=52+(1-6)2=52.∴圆的标准方程为x 2+(y -1)2=50. ∵|AM |=(2-0)2+(2-1)2=5<r ,∴点A 在圆内. ∵|BM |=(1-0)2+(8-1)2=50=r ,∴点B 在圆上. ∵|CM |=(6-0)2+(5-1)2=52>r ,∴点C 在圆外.∴圆的标准方程为x 2+(y -1)2=50. 点A 在圆内,点B 在圆上,点C 在圆外. 迁移与应用 1.B 2.(1,+∞)活动与探究3 思路分析:解答本题,可用待定系数法,设出圆的标准方程求解,也可根据圆的几何性质求出圆的圆心坐标和半径.解:方法一:设所求圆的方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2. 由已知条件得⎩⎪⎨⎪⎧(2-a )2+(-3-b )2=r 2,(-2-a )2+(-5-b )2=r 2,a -2b -3=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =-2,r 2=10.∴所求圆的方程为(x +1)2+(y +2)2=10.方法二:由A (2,-3),B (-2,-5)得,AB 的中点为(0,-4),k AB =12,∴AB 的垂直平分线的方程为y +4=-2x ,即2x +y +4=0,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x +y +4=0,x -2y -3=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =-2.∴圆心为(-1,-2),半径r =(2+1)2+(-3+2)2=10.故所求圆的方程为(x +1)2+(y +2)2=10. 方法三:设点C 是圆心,∵点C 在直线l 上,∴设点C (2b +3,b ). 又∵|CA |=|CB |,∴(2b +3-2)2+(b +3)2=(2b +3+2)2+(b +5)2,解得b =-2,∴圆心为C (-1,-2),半径r =10,故所求圆的方程为(x +1)2+(y +2)2=10.迁移与应用 1.x 2+(y +4)2=52.解:方法一:由题意得圆心在x 轴上.设圆心坐标为M (a,0),则|MA |=|MB |,即(a -5)2+(0-2)2=(a -3)2+(0+2)2, 解得a =4.所以圆心坐标为(4,0),半径r =|MA |=5. 所以圆的标准方程为(x -4)2+y 2=5.方法二:线段AB 的垂直平分线方程为y =-12(x -4),即x +2y -4=0.令y =0,得x=4,所以圆心坐标为(4,0),半径r =|MA |=5.所以圆的标准方程为(x -4)2+y 2=5. 【当堂检测】 1.D 2.C 3.A 4.(x +2)2+(y -1)2=25 5.(x -2)2+y 2=10 4.1.2 圆的一般方程 课前预习导学 【预习导引】1.x 2+y 2+Dx +Ey +F =0 ⎝⎛⎭⎫-D 2,-E 2 r =D 2+E 2-4F 2预习交流1 提示:不是.只有当D 2+E 2-4F >0时,该方程才表示圆; 当D 2+E 2-4F =0时,方程表示一个点⎝⎛⎭⎫-D 2,-E 2; 当D 2+E 2-4F <0时,方程不表示任何图形. 2.坐标(x ,y )预习交流2 提示:求动点轨迹方程的步骤是: (1)设出动点M 的坐标为(x ,y );(2)根据条件列出关于x ,y 的关系式f (x ,y )=0; (3)化简f (x ,y )=0. 课堂合作探究 【问题导学】活动与探究1 思路分析:解答本题可直接利用D 2+E 2-4F >0是否成立来判断,也可把左端配方,看右端是否为大于零的常数.解:方法一:由方程x 2+y 2-4mx +2my +20m -20=0可知D =-4m ,E =2m ,F =20m -20,∴D 2+E 2-4F =16m 2+4m 2-80m +80=20(m -2)2. 因此,当m =2时,它表示一个点; 当m ≠2时,原方程表示圆, 此时,圆的圆心为(2m ,-m ), 半径为r =12D 2+E 2-4F =5|m -2|.方法二:原方程可化为(x -2m )2+(y +m )2=5(m -2)2, 因此,当m =2时,它表示一个点; 当m ≠2时,原方程表示圆, 此时,圆的圆心为(2m ,-m ), 半径为r =5|m -2|.迁移与应用 1.C 2.(2)(4)3.解:将方程x 2+y 2+2mx -2y +m 2+5m =0写成标准方程为(x +m )2+(y -1)2=1-5m ,由1-5m >0得m <15.所以实数m 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-∞,15,圆心坐标为(-m ,1),半径r =1-5m .活动与探究2 思路分析:由于所求的圆过三个点,因而选用一般式,从而只要确定系数D ,E ,F 即可;注意到三角形外接圆的圆心为各边的垂直平分线的交点,所以也可先求圆心,再求半径,从而求圆的方程.解:方法一:设所求的圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0.则由题意有 ⎩⎪⎨⎪⎧-D +5E +F +26=0,-2D -2E +F +8=0,5D +5E +F +50=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧D =-4,E =-2,F =-20.故所求的圆的方程为x 2+y 2-4x -2y -20=0.方法二:由题意可求得AC 的中垂线方程为x =2,BC 的中垂线方程为x +y -3=0. ∴圆心P 是两条中垂线的交点(2,1).∴半径r =|AP |=(2+1)2+(1-5)2=5.∴所求的圆的方程为(x -2)2+(y -1)2=25, 即x 2+y 2-4x -2y -20=0.迁移与应用 解法一:设方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,则圆心为⎝⎛⎭⎫-D 2,-E 2,由已知得⎩⎪⎨⎪⎧-D 2=-E 2,2-D +E +F =0,10+D +3E +F =0.∴D =E =-2,F =-2.∴方程为x 2+y 2-2x -2y -2=0.解法二:线段CD 的垂直平分线方程为x +y -2=0. 又∵圆心在直线y =x 上,∴解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2=0,y =x得圆心坐标为(1,1).则半径r =(1+1)2+(1-1)2=2.∴所求圆的方程为(x -1)2+(y -1)2=4, 则一般方程为x 2+y 2-2x -2y -2=0.活动与探究3 思路分析:(1)已知动点M 到两定点的距离满足特定关系,求动点的轨迹方程,可以设出点M 的坐标,然后根据条件列出方程,化简可得轨迹方程.(2)N 点随M 点运动而运动,将M 点坐标用A ,N 两点坐标表示,再将M 点坐标代入(1)中的轨迹方程,即得N 的轨迹方程,从而得点N 的轨迹.解:(1)设动点M 的坐标为(x ,y ),∵A (2,0),B (8,0),|MA |=12|MB |,∴(x -2)2+y 2=14[(x -8)2+y 2].化简得x 2+y 2=16,即动点M 的轨迹方程为x 2+y 2=16.(2)设点N 的坐标为(x ,y ), ∵A (2,0),N 为线段AM 的中点, ∴点M 的坐标为(2x -2,2y ). 又点M 在圆x 2+y 2=16上,∴(2x -2)2+4y 2=16,即(x -1)2+y 2=4.∴点N 的轨迹是以(1,0)为圆心,2为半径的圆. 迁移与应用 1.2x -3y -5=02.解:设P (x ,y ),O 为原点,连接OP ,当x ≠0时,OP ⊥AP ,即k OP ·k AP =-1,∴y x ·yx -4=-1,即x 2+y 2-4x =0.①当x =0时,P 点坐标(0,0)是方程①的解,∴BC 中点P 的轨迹方程为x 2+y 2-4x =0(在已知圆内的部分).【当堂检测】 1.C 2.B 3.D 4.x 2+y 2-4x +2y =0 5.x 2+y 2=4。

人教A版高中数学必修2第四章《圆与方程》测试题(含答案)

人教A版高中数学必修2第四章《圆与方程》测试题(含答案)
(2)由(1)可知M的轨迹是以点 为圆心, 为半径的圆.
由于 ,故O在线段PM的垂直平分线上,又P在圆N上,从而 .
因为ON的斜率为3,所以 的斜率为 ,故 的方程为 .
又 ,O到 的距离为 , ,所以 的面积为 .
21.(1).由已知得过点 的圆的切线斜率的存在,
设切线方程为 ,即 .
则圆心 到直线的距离为 ,
A. B.
C. D.
5.一条光线从点 射出,经 轴反射后与圆 相切,则反射光线所在直线的斜率为()
A. 或 B. 或 C. 或 D. 或
6.已知圆 截直线 所得线段的长度是 ,则圆 与圆 的位置关系是( )
A.内切B.相交C.外切D.相离
7.已知方程 ,则 的最大值是( )
A.14- B.14+ C.9D.14
A.4B.6C. D.
12.已知直线 : 是圆 的对称轴.过点 作圆 的一条切线,切点为 ,则 ( )
A.2B. C.6D.
二、填空题
13.已知两点 ,以线段 为直径的圆的方程为________________.
14.方程x2+y2-x+y+m=0表示一个圆,则m的取值范围是_______
15.已知 为直线 上一点,过 作圆 的切线,则切线长最短时的切线方程为__________.
当 的斜率不存在, 的斜率等于0时, 与圆 不相交, 与圆 不相交.
当 、 的斜率存在且都不等于0,两条直线分别与两圆相交时,设 、 的方程分别为 ,即 .
因为 到 的距离 ,
到 的距离 ,所以 到 的距离与 到 的距离相等.
所以圆 与圆 的半径相等,所以 被圆 截得的弦长与 被圆 截得的弦长恒相等.
综上所述,过点 任作互相垂直的两条直线分别与两圆相交,所得弦长恒相等.

高中数学人教A版必修二《与圆有关的轨迹方程 》专题汇编

高中数学人教A版必修二《与圆有关的轨迹方程 》专题汇编

与圆有关的轨迹方程一.定义法判断动点轨迹满足某种曲线的定义,找出相关量求出标准方程1.已知动点P 到定点)2,1(的距离为2,则动点P 的轨迹方程为 .2.已知点)0,4(-A 与点)0,4(B ,若动点P 满足PB PA ⊥,则点P 的轨迹方程为 .二.相关点法当动点)(y x ,与已知曲线上一点),(00y x 存在某种关系时,可以用含x 的式子表示0x ,用含y 的式子表示0y ,然后将含y x ,的坐标代入已知曲线方程,化简即可1.动点A 在圆422=+y x 上移动,它与定点)0,4(B 连线的中点P 的轨迹方程为 .2.已知定点)0,1(N 与圆:O 222=+y x ,且点P 为圆O 上一动点,若动点M 满足PN MN 2=,则点M 的轨迹方程为 .三.直接法设动点坐标为)(y x ,,利用已知条件,找出y x ,的关系式(距离公式,勾股定理,斜率关系等等) 1.阿波罗尼斯圆:平面内到两定点距离之比为常数)1,0(≠>λλλ的点的轨迹是圆(1)已知两定点)0,1(),0,2(B A -,若动点P 满足PB PA 2=,则点P 的轨迹方程为(2)已知两定点)0,4(),0,1(B A ,若动点P 满足PB PA 21=,则PB PA +的最小值为 (3)若平面内两定点A,B 间的距离为2,动点P 满足2=PB PA ,则22PB PA +的最小值为( ) A.22436- B.22448- C.236 D.224 2.已知)0,5(),0,1(B A -,若动点P 满足2022=+PB PA ,则P 的轨迹方程为 .3.已知圆422=+y x ,过)0,4(A 作圆的割线ABC ,则弦BC 中点的轨迹方程是( )A.4)2(22=+-y xB.)10(4)2(22<≤=+-x y xC.4)1(22=+-y xD.)10(4)1(22<≤=+-x y x四.综合习题1.自圆外一点P 作圆122=+y x 的两条切线PM ,PN (M ,N 为切点),若∠MPN =90°,则动点P 的轨迹方程是 .2.设R m ∈,过定点A 的动直线0=+my x 和过定点B 的动直线03=+--m y mx 交于点),(y x P . 则动点P 的轨迹方程是 ,PB PA ⋅的最大值为 .3.已知点)2,2(P ,圆08:22=-+y y x C ,过点P 的动直线l 与圆C 交于B A ,两点,则线段AB 的中点M 的轨迹方程为 .4.过动点M 作圆:1)2()2(22=-+-y x 的切线MN ,其中N 为切点,若|MN |=|MO |(O 为坐标原点),则M 的轨迹方程为 ,MN 的最小值为 .5.已知定点)1,1(M ,Q P ,为圆422=+y x 上两个动点且QM PM ⊥,则PQ 中点N 的轨迹方程为 ,MN 的最大值为 .6.已知点)0,1(),0,1(m B m A +-,若圆03188:22=+--+y x y x C 上存在一点P ,使得PB PA ⊥,则实数m 的最大值是 .7.已知圆5)2(:22=++y x C ,直线R m m y mx l ∈=++-,021:.(1)求证:对R m ∈,直线l 与圆C 总有两个不同的交点A ,B ;(2)求弦AB 的中点M 的轨迹方程.8.已知圆422=+y x 上一定点)1,1(),0,2(B A 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︒=∠90PBQ ,四边形PBQR 为矩形,求点R 的轨迹方程.答案一.1.4)2()1(22=-+-y x 2.1622=+y x二.1.1)2(22=+-y x 2.8)1(22=++y x三.1.(1)4)2(22=+-y x (2)3 (3)A 2.1)2(22=+-y x 3.B 四.1.222=+y x 2.25)23()21(22=-+-y x ,53.2)3()1(22=-+-y x4.0744=-+y x ,8275.23)21()21(22=-+-y x ,226+ 6.6 7.(1)证明r d < (2)41)21()2(22=-++y x8.(1)1)1(22=+-y x (2)622=+y x。

(完整版)高中数学动点轨迹问题专题讲解

(完整版)高中数学动点轨迹问题专题讲解

动点轨迹问题专题讲解一.专题内容:求动点(, )P x y 的轨迹方程实质上是建立动点的坐标, x y 之间的关系式,首先要分析形成轨迹的点和已知条件的内在联系,选择最便于反映这种联系的坐标形式,寻求适当关系建立等式,常用方法有: (1)等量关系法.....:根据题意,列出限制动点的条件等式,这种求轨迹的方法叫做等量关系法,利用这种方法时,要求对平面几何中常用的定理和解析几何中的有关基本公式很熟悉. (2)定义法...:如果动点满足的条件符合某种已知曲线(如圆锥曲线)的定义,可根据其定义用待定系数法求出轨迹方程.(3)转移代入法.....:如果所求轨迹上的点(, )P x y 是随另一个在已知曲线C :(, )0F x y =上的动点00(, )M x y 的变化而变化,且00, x y 能用, x y 表示,即0(, )x f x y =,0(, )y g x y =,则将00, x y 代入已知曲线(, )0F x y =,化简后即为所求的轨迹方程.(4)参数法...:选取适当的参数(如直线斜率k 等),分别求出动点坐标, x y 与参数的关系式,得出所求轨迹的参数方程,消去参数即可. (5)交轨法...:即求两动直线交点的轨迹,可选取同一个参数,建立两动直线的方程,然后消去参数,即可(有时还可以由三点共线,斜率相等寻找关系). 注意:轨迹的完备性和纯粹性!一定要检验特殊点和线! 二.相关试题训练(一)选择、填空题1.( )已知1F 、2F 是定点,12||8F F =,动点M 满足12||||8MF MF +=,则动点M 的轨迹是 (A )椭圆 (B )直线 (C )圆 (D )线段2.( )设(0,5)M ,(0,5)N -,MNP ∆的周长为36,则MNP ∆的顶点P 的轨迹方程是(A )22125169x y +=(0x ≠) (B )221144169x y +=(0x ≠) (C )22116925x y +=(0y ≠) (D )221169144x y +=(0y ≠) 3.与圆2240x y x +-=外切,又与y 轴相切的圆的圆心轨迹方程是 ;4.P 在以1F 、2F 为焦点的双曲线221169x y -=上运动,则12F F P ∆的重心G 的轨迹方程是 ;5.已知圆C :22(16x y +=内一点)A ,圆C 上一动点Q , AQ 的垂直平分线交CQ 于P 点,则P 点的轨迹方程为 .2214x y += 6.△ABC 的顶点为(5, 0)A -、(5, 0)B ,△ABC 的内切圆圆心在直线3x =上,则顶点C 的轨迹方程是 ;221916x y -=(3x >) 变式:若点P 为双曲线221916x y -=的右支上一点,1F 、2F 分别是左、右焦点,则△12PF F 的内切圆圆心的轨迹方程是 ;推广:若点P 为椭圆221259x y +=上任一点,1F 、2F 分别是左、右焦点,圆M 与线段1F P 的延长线、线段2PF 及x 轴分别相切,则圆心M 的轨迹是 ;7.已知动点M 到定点(3,0)A 的距离比到直线40x +=的距离少1,则点M 的轨迹方程是 .(212y x =)8.抛物线22y x =的一组斜率为k 的平行弦的中点的轨迹方程是 .(4kx =(28k y >))9.过抛物线24y x =的焦点F 作直线与抛物线交于P 、Q 两点,当此直线绕焦点F 旋转时, 弦PQ 中点的轨迹方程为 . 解法分析:解法1 当直线PQ 的斜率存在时,设PQ 所在直线方程为 (1)y k x =-与抛物线方程联立,2(1),4y k x y x=-⎧⎨=⎩ 消去y 得 2222(24)0k x k x k -++=. 设11(,)P x y ,22(,)Q x y ,PQ 中点为(,)M x y ,则有21222,22(1).x x k x k y k x k ⎧++==⎪⎪⎨⎪=-=⎪⎩消k 得22(1)y x =-.当直线PQ 的斜率不存在时,易得弦PQ 的中点为(1,0)F ,也满足所求方程. 故所求轨迹方程为22(1)y x =-. 解法2 设11(,)P x y ,22(,)Q x y ,由2112224,4.y x y x ⎧=⎪⎨=⎪⎩ 得121212()()4()y y y y x x -+=-,设PQ 中点为(,)M x y ,当12x x ≠时,有121224y y y x x -⋅=-,又1PQ MF yk k x ==-,所以,21yy x ⋅=-,即22(1)y x =-. 当12x x =时,易得弦PQ 的中点为(1,0)F ,也满足所求方程. 故所求轨迹方程为22(1)y x =-.10.过定点(1, 4)P 作直线交抛物线:C 22y x =于A 、B 两点, 过A 、B 分别作抛物线C 的切线交于点M, 则点M 的轨迹方程为_________.44y x =-(二)解答题1.一动圆过点(0, 3)P ,且与圆22(3)100x y ++=相内切,求该动圆圆心C 的轨迹方程. (定义法)2.过椭圆221369x y +=的左顶点1A 作任意弦1A E 并延长到F ,使1||||EF A E =,2A 为椭圆另一顶点,连结OF 交2A E 于点P , 求动点P 的轨迹方程.(直接法、定义法;突出转化思想)3.已知1A 、2A 是椭圆22221x y a b+=的长轴端点,P 、Q 是椭圆上关于长轴12A A 对称的两点,求直线1PA 和2QA 的交点M 的轨迹.(交轨法)4.已知点G 是△ABC 的重心,(0,1), (0,1)A B -,在x 轴上有一点M ,满足||||MA MC =, GM AB R λλ=(∈).(1)求点C 的轨迹方程;(2)若斜率为k 的直线l 与点C 的轨迹交于不同两点P 、Q ,且满足||||AP AQ =,试求k 的取值范围.解:(1)设(,)C x y ,则由重心坐标公式可得(,)33x yG . ∵ GM AB λ=,点M 在x 轴上,∴ (,0)3x M .∵ ||||MA MC =,(0,1)A -,∴=,即 2213x y +=. 故点C 的轨迹方程为2213x y +=(1y ≠±).(直接法) (2)设直线l 的方程为y kx b =+(1b ≠±),11(,)P x y 、22(,)Q x y ,PQ 的中点为N . 由22,3 3.y kx b x y =+⎧⎨+=⎩消y ,得222(13)63(1)0k x kbx b +++-=.∴ 22223612(13)(1)0k b k b ∆=-+->,即22130k b +->. ①又122613kbx x k+=-+,∴212122262()221313k b b y y k x x b b k k -+=++=+=++, ∴ 223(,)1313kb bN k k-++. ∵ ||||AP AQ =,∴ AN PQ ⊥,∴ 1ANk k =-,即 221113313bk kb k k ++=--+,∴ 2132k b +=,又由①式可得 220b b ->,∴ 02b <<且1b ≠.∴ 20134k <+<且2132k +≠,解得11k -<<且3k ≠±. 故k 的取值范围是11k -<<且k ≠. 5.已知平面上两定点(0,2)M -、(0,2)N ,P 为一动点,满足MP MN PN MN ⋅=⋅. (Ⅰ)求动点P 的轨迹C 的方程;(直接法)(Ⅱ)若A 、B 是轨迹C 上的两动点,且AN NB λ=.过A 、B 两点分别作轨迹C 的切线,设其交点为Q ,证明NQ AB ⋅为定值.解:(Ⅰ)设(,)P x y .由已知(,2)MP x y =+,(0,4)MN =,(,2)PN x y =--,48MP MN y ⋅=+.4PN MN x ⋅=……………………………………………3分∵MP MN PN MN ⋅=⋅,∴48y += 整理,得 28x y =.即动点P 的轨迹C 为抛物线,其方程为28x y =.6.已知O 为坐标原点,点(1,0)E -、(1,0)F ,动点A 、M 、N 满足||||AE m EF =(1m >),0MN AF =⋅,1()2ON OA OF =+,//AM ME .求点M 的轨迹W 的方程.解:∵0MN AF ⋅=,1()2ON OA OF =+,∴ MN 垂直平分AF .又//AM ME ,∴ 点M 在AE 上,∴ ||||||||2AM ME AE m EF m +===,||||MA MF =, ∴ ||||2||ME MF m EF +=>,∴ 点M 的轨迹W 是以E 、F 为焦点的椭圆,且半长轴a m =,半焦距1c =, ∴ 22221b a c m =-=-.∴ 点M 的轨迹W 的方程为222211x y m m +=-(1m >).7.设,x y R ∈,,i j 为直角坐标系内,x y 轴正方向上的单位向量,若向量(2)a xi y j =++,(2)b xi y j =+-, 且||||8a b +=.(1)求点(,)M x y 的轨迹C 的方程;(定义法)(2)过点(0,3)作直线l 与曲线C 交于A 、B 两点,设OP OA OB =+,是否存在这样的直线l ,使得四边形OAPB 是矩形?若存在,求出直线l 的方程,若不存在,试说明理由.解:(1)2211216x y +=; (2)因为l 过y 轴上的点(0,3).若直线l 是y 轴,则,A B 两点是椭圆的顶点.0OP OA OB =+=,所以P 与O 重合,与四边形OAPB 是矩形矛盾. 故直线l 的斜率存在,设l 方程为3y kx =+,1122(,),(,)A x y B x y .由223,1,1216y kx x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩ 消y 得22(43)18210,k x kx ++-=此时22(18)4(43)(21)k k ∆=-+->0恒成立,且1221843k x x k +=-+,1222143x x k =-+, OP OA OB =+,所以四边形OAPB 是平行四边形.若存在直线l ,使得四边形OAPB 是矩形,则OA OB ⊥,即0OA OB ⋅=.1122(,),(,)OA x y OB x y ==,∴ 12120OA OB x x y y ⋅=+=.即21212(1)3()90k x x k x x ++++=.2222118(1)()3()4343k k k k k +⋅-+⋅-++ 90+=.2516k =,得54k =±. 故存在直线l :534y x =±+,使得四边形OAPB 是矩形. 8.如图,平面内的定点F 到定直线l 的距离为2,定点E 满足:||EF =2,且EF l ⊥于G ,点Q 是直线l 上一动点,点M 满足:FM MQ =,点P 满足://PQ EF ,0PM FQ ⋅=. (I )建立适当的直角坐标系,求动点P 的轨迹方程;(II )若经过点E 的直线1l 与点P 的轨迹交于相异两点A 、B ,令AFB θ∠=,当34πθπ≤<时,求直线1l 的斜率k 的取值范围.解:(1)以FG 的中点O 为原点,以EF 所在直线为y 轴,建立平面直角坐标系xoy ,设点(,)P x y ,则(0, 1)F ,(0, 3)E ,:1l y =-.∵ FM MQ =,//PQ EF ,∴(,1)Q x -,(, 0)2x M .∵0PM FQ ⋅=,∴ ()()(2)02xx y -⨯+-⨯-=,即所求点P 的轨迹方程为24x y =. (2)设点))(,(),,(212211x x y x B y x A ≠设AF 的斜率为1k ,BF 的斜率为2k ,直线1l 的方程为3+=kx y由⎩⎨⎧=+=yx kx y 432…………6分 01242=--kx x 得 1242121-==+∴x x k x x …………7分 9)4(44221222121==⋅=∴xx x x y y646)(22121+=++=+k x x k y y …………8分)1)(1()1,(),1,,(21212211--+=⋅∴-=-=y y x x FB FA y x FB y x FA841649121)(22212121--=+--+-=++-+=k k y y y y x x)1)(1(||||21++=⋅y y FB FA 又16416491)(222121+=+++=+++=k k y y y y4216484||||cos 2222++-=+--=⋅=∴k k k k FB FA θ…………10分 由于πθπ<≤43 2242122cos 122-≤++-<--≤<-∴k k 即θ…………11分 222242222≥∴≥++∴k k k解得4488-≤≥k k 或…………13分∴直线1l 斜率k 的取值范围是}8,8|{44-≥≥k k k 或9.如图所示,已知定点(1, 0)F ,动点P 在y 轴上运动,过点P 作PM 交x 轴于点M ,并延长MP 到点N ,且0PM PF ⋅=,||||PM PN =. (1)求动点N 的轨迹方程;(2)直线l 与动点N 的轨迹交于A 、B 两点,若4OA OB ⋅=-,且||AB ≤求直线l 的斜率k 的取值范围.解:(1)设(,)N x y ,由||||PM PN =得(,0)M x -,(0, )2y P ,(,)2y PM x =--,(1,)2y PF =-,又0PM PF ⋅=,∴204y x -+=,即动点N 的轨迹方程为24y x =. (2)10.已知点(0, 1)F ,点M 在x 轴上,点N 在y 轴上,P 为动点,满足0MN MF ⋅=,0MN MP +=.(1)求P 点轨迹E 的方程;(2)将(1)中轨迹E 按向量(0, 1)a =平移后得曲线E ',设Q 是E '上任一点,过Q 作圆22(1)1x y ++=的两条切线,分别交x 轴与A 、B 两点,求||AB 的取值范围.解:(1)设(, 0)M a 、(0, )N b 、(,)P x y ,则(,)MN a b =-、(, 1)MF a =-、(, )MP x a y =-.由题意得(, )(, 1)0,(, )(,)(0, 0).a b a a b x a y -⋅-=⎧⎨-+-=⎩ ∴ 20,, ,2a b xa b y ⎧+=⎪⎨==-⎪⎩ ∴ 214y x =, 故动点P 的轨迹方程为214y x =. (2)11.如图()A m和(,)B n 两点分别在射线OS 、OT 上移动,且12OA OB ⋅=-, O 为坐标原点,动点P 满足OP OA OB =+.(1)求m n ⋅的值; (2)求P 点的轨迹C 的方程,并说明它表示怎样的曲线?(3)若直线l 过点(2, 0)E 交(2)中曲线C 于M 、N 两点,且3ME EN =,求l 的方程. 解:(1)由已知得1()(,)22OA OB m n mn ⋅=⋅=-=-,∴ 14mn =. (2)设P 点坐标为(,)x y (0x >),由OP OA OB =+得(,)()(,)x y m n =+())m n m n =+-,∴,)x m n y m n =+⎧⎪⎨=-⎪⎩ 消去m ,n 可得2243y x mn -=,又因14mn =,∴ P 点的轨迹方程为221(0)3y x x -=>.它表示以坐标原点为中心,焦点在x 轴上,且实轴长为2,焦距为4的双曲线2213y x -=的右支.(3)设直线l 的方程为2x ty =+,将其代入C 的方程得223(2)3ty y +-= 即 22(31)1290t y ty -++=,易知2(31)0t -≠(否则,直线l的斜率为又22214436(31)36(1)0t t t ∆=--=+>,设1122(,),(,)M x y N x y ,则121222129,3131t y y y y t t -+==-- ∵ l 与C 的两个交点,M N 在y 轴的右侧212121212(2)(2)2()4x x ty ty t y y t y y =++=+++2222291234240313131t t t t t t t -+=⋅+⋅+=->---, ∴ 2310t -<,即2103t <<,又由120x x +>同理可得 2103t <<,由3ME EN =得 1122(2,)3(2,)x y x y --=-, ∴ 121223(2)3x x y y -=-⎧⎨-=⎩由122222123231t y y y y y t +=-+=-=--得22631t y t =-,由21222229(3)331y y y y y t =-=-=-得222331y t =--,消去2y 得 2222363(31)31t t t =---考虑几何求法!! 解之得:2115t = ,满足2103t <<.故所求直线l0y --=0y +-=.12.设A ,B分别是直线y x =和y x =上的两个动点,并且||20AB =点P 满足OP OA OB =+.记动点P 的轨迹为C . (I ) 求轨迹C 的方程;(II )若点D 的坐标为(0,16),M 、N 是曲线C 上的两个动点,且DM DN λ=,求实数λ的取值范围.解:(I )设(,)P x y ,因为A 、B分别为直线5y x =和5y x =-上的点,故可设11()A x x,22(,)B x x . ∵OP OA OB =+,∴1212,()5x x x y x x =+⎧⎪⎨=-⎪⎩.∴1212,2x x x x x y +=⎧⎪⎨-=⎪⎩.又20AB =, ∴2212124()()205x x x x -++=.∴22542045y x +=. 即曲线C 的方程为2212516x y +=. (II ) 设N (s ,t ),M (x ,y ),则由DN DM λ=,可得(x ,y-16)=λ (s ,t-16). 故x s λ=,16(16)y t λ=+-.∵ M 、N 在曲线C 上, ∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-+=+ 1.16)1616t (25s 1,16t 25s 22222λλλ消去s 得116)1616t (16)t 16(222=+-+-λλλ.由题意知0≠λ,且1≠λ,解得 17152t λλ-=. 又 4t ≤, ∴421517≤-λλ. 解得 3553≤≤λ(1≠λ).故实数λ的取值范围是3553≤≤λ(1≠λ). 13.设双曲线22213y x a -=的两个焦点分别为1F 、2F ,离心率为2. (1)求此双曲线的渐近线1l 、2l 的方程;(3y x =±) (2)若A 、B 分别为1l 、2l 上的动点,且122||5||AB F F =,求线段AB 的中点M 的轨迹方程,并说明是什么曲线.(22317525x y +=) 提示:()221212||10()10AB x x y y =⇒-+-=,又1133y x =-,2233y x =, 则12213()3y y x x +=-,21123()3y y x x -=+. 又 122x x x =+,122y y y =+代入距离公式即可.(3)过点(1, 0)N 是否存在直线l ,使l 与双曲线交于P 、Q 两点,且0OP OQ ⋅=,若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由.(不存在) 14.已知点(1, 0)F ,直线:2l x =,设动点P 到直线l 的距离为d ,已知2||2PF d =,且2332d ≤≤. (1)求动点P 的轨迹方程; (2)若13PF OF ⋅=,求向量OP 与OF 的夹角;(3)如图所示,若点G 满足2GF FC =,点M 满足3MP PF =,且线段MG 的垂直平分线经过点P ,求△PGF 的面积.15.如图,直线:1l y kx =+与椭圆22:2C ax y +=(1a >)交于A 、B 两点,以OA 、OB 为邻边作平行四边形OAPB (O 为坐标原点). (1)若1k =,且四边形OAPB 为矩形,求a 的值;(3a =)(2)若2a =,当k 变化时(k R ∈),求点P 的轨迹方程.(22220x y y +-=(0y ≠))16.双曲线C :22221x y a b -=(0a >,0b >)的离心率为2,其中(0,)A b -,(, 0)B a ,且22224||||||||3OA OB OA OB +=⋅.(1)求双曲线C 的方程; (2)若双曲线C 上存在关于直线l :4y kx =+对称的点,求实数k 的取值范围. 解:(I )依题意有:lxyCGFOPM2222222c 2,a 4a b a b ,3a b c .⎧=⎪⎪⎪+=⎨⎪⎪+=⎪⎩解得:.2,3,1===c b a所求双曲线的方程为.1322=-y x ………………………………………6分 (Ⅱ)当k=0时,显然不存在.………………………………………7分当k≠0时,设双曲线上两点M 、N 关于直线l 对称.由l ⊥MN ,直线MN 的方程为1y x b k=-+.则M 、N 两点的坐标满足方程组由221y x b,k3x y 3.⎧=-+⎪⎨⎪-=⎩消去y 得 2222(3k 1)x 2kbx (b 3)k 0-+-+=.…………………………………9分显然23k 10-≠,∴2222(2kb)4(3k 1)(b 3)k 0∆⎡⎤=---+>⎣⎦.即222k b 3k 10+->. ①设线段MN 中点D (00x ,y )则02202kb x ,3k 13k b y .3k 1-⎧=⎪⎪-⎨⎪=⎪-⎩∵D (00x ,y )在直线l 上,∴22223k b k b43k 13k 1-=+--.即22k b=3k 1- ② 把②带入①中得 222k b +bk 0>, 解得b 0>或b 1<-.∴223k 10k ->或223k 1<-1k-.即k >或1k 2<,且k≠0.∴k 的取值范围是113(,)(,0)(0,)(,)3223-∞--+∞.…………………14分 17.已知向量OA =(2,0),OC =AB =(0,1),动点M 到定直线y =1的距离等于d ,并且满足OM ·AM =K(CM ·BM -d 2),其中O 为坐标原点,K 为参数. (Ⅰ)求动点M 的轨迹方程,并判断曲线类型;(Ⅱ)如果动点M 的轨迹是一条圆锥曲线,其离心率e 满足33≤e ≤22,求实数K 的取值范围.18.过抛物线24y x =的焦点作两条弦AB 、CD ,若0AB CD ⋅=,1()2OM OA OB =+,1()2ON OC OD =+.(1)求证:直线MN 过定点;(2)记(1)中的定点为Q ,求证AQB ∠为钝角; (3)分别以AB 、CD 为直径作圆,两圆公共弦的中点为H ,求H 的轨迹方程,并指出轨迹是什么曲线.19.(05年江西)如图,M 是抛物线上2y x =上的一点,动弦ME 、MF 分别交x 轴于A 、B 两点,且MA MB =.(1)若M 为定点,证明:直线EF 的斜率为定值; (2)若M 为动点,且90EMF ∠=,求△EMF 的重心G 的轨迹.思路分析:(1)由直线MF (或ME )方程与抛物线方程组成的方程组解出点F 和点E 的坐标,利用斜率公式来证明;(2)用M 点的坐标将E 、F 点的坐标表示出来,进而表示出G 点坐标,消去0y 即得到G 的轨迹方程(参数法).解:(1)法一:设200(,)M y y ,直线ME 的斜率为k (0k >),则直线MF 的斜率为k -,方程为200()y y k x y -=-.∴由2002()y y k x y y x⎧-=-⎪⎨=⎪⎩,消x 得200(1)0ky y y ky -+-=,解得01F ky y k-=,∴ 202(1)F ky x k -=, ∴0022000022211214(1)(1)2E F EFE F ky ky y y k k k k ky ky ky x x y k k k -+---====---+--(定值).所以直线EF 的斜率为定值.法二:设定点00(,)M x y ,11(,)E x y 、22(,)F x y ,由200211,y x y x ⎧=⎪⎨=⎪⎩ 得 010101()()y y y y x x -+=-,即011ME k y y =+;同理 021MF k y y =+.∵ MA MB =,∴ ME MF k k =-,即010211y y y y =-++,∴ 1202y y y +=-.所以,1212221212120112EF y y y y k x x y y y y y --====---+(定值). 第一问的变式:过点M 作倾斜角互补的直线ME 、MF ,则直线EF 的斜率为定值;根据不同的倾斜角,可得出一组平行弦.(2)90,45,1,EMF MAB k ∠=∠==当时所以直线ME 的方程为200()y y k x y -=-由2002y y x y y x ⎧-=-⎪⎨=⎪⎩得200((1),1)E y y --同理可得200((1),(1)).F y y +-+设重心G (x , y ),则有222200000000(1)(1)23333(1)(1)333M E F M E F y y y y x x x x y y y y x x x y ⎧+-+++++===⎪⎪⎨+--+++⎪===-⎪⎩消去参数0y 得2122()9273y x x =->. 20.如图,ABCD 是边长为2的正方形纸片,沿某动直线l 为折痕将正方形在其下方的部分向上翻折,使得每次翻折后点B 都落在边AD 上,记为B ',折痕l 与AB 交于点E ,点M 满足关系式EM EB EB '=+.(1)建立适当的直角坐标系,求点M 的轨迹方程;(2)若曲线C 是由点M 的轨迹及其关于边AB 对称的曲线组成的,F 是AB 边上的一点,4BA BF =,过点F 的直线交曲线C 于P 、Q 两点,且PF FQ λ=,求实数λ的取值范围.。

高考专题训练专题复习——求轨迹方程人教版

高考专题训练专题复习——求轨迹方程人教版

高考专题训练专题复习——求轨迹方程人教版一. 本周教学内容:专题复习——求轨迹方程(一)求轨迹方程的一样方法:1. 待定系数法:假如动点P 的运动规律合乎我们已知的某种曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再依照已知条件,待定方程中的常数,即可得到轨迹方程,也有人将此方法称为定义法。

2. 直译法:假如动点P 的运动规律是否合乎我们熟知的某些曲线的定义难以判定,但点P 满足的等量关系易于建立,则能够先表示出点P 所满足的几何上的等量关系,再用点P 的坐标(x ,y )表示该等量关系式,即可得到轨迹方程。

3. 参数法:假如采纳直译法求轨迹方程难以奏效,则可寻求引发动点P 运动的某个几何量t ,以此量作为参变数,分别建立P 点坐标x ,y 与该参数t 的函数关系x =f (t ),y =g (t ),进而通过消参化为轨迹的一般方程F (x ,y )=0。

4. 代入法(相关点法):假如动点P 的运动是由另外某一点P'的运动引发的,而该点的运动规律已知,(该点坐标满足某已知曲线方程),则能够设出P (x ,y ),用(x ,y )表示出相关点P'的坐标,然后把P'的坐标代入已知曲线方程,即可得到动点P 的轨迹方程。

(二)求轨迹方程的注意事项:1. 求轨迹方程的关键是在纷繁复杂的运动变化中,发觉动点P 的运动规律,即P 点满足的等量关系,因此要学会动中求静,变中求不变。

)()()(0)(.2为参数又可用参数方程表示程轨迹方程既可用普通方t t g y t f x ,y x ,F ⎩⎨⎧===来表示,若要判定轨迹方程表示何种曲线,则往往需将参数方程化为一般方程。

3. 求出轨迹方程后,应注意检验其是否符合题意,既要检验是否增解,(即以该方程的某些解为坐标的点不在轨迹上),又要检验是否丢解。

(即轨迹上的某些点未能用所求的方程表示),显现增解则要舍去,显现丢解,则需补充。

高中数学 轨迹问题专题

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轨迹问题专题一.综述(一)求动点的轨迹方程的基本步骤:⒈依据题目建立适当的坐标系,设出动点M (x ,y )的坐标.⒉写出点M 的集合(几何关系).⒊将几何关系转化为代数关系,列出方程f (x ,y )=0,化简方程为最简形式.4.检验特殊点,进行必要的文字说明.(二)高考中常见的求轨迹方程的方法有:1.直译法与定义法,2.相关点法;3.参数法;4.交轨法(三)求轨迹方程一般以解答题第一问的形式出现,偶尔也会在小题中考查.二.例题精讲 破解规律例1. 设圆的圆心为A ,直线l 过点B (1,0)且与x 轴不重合,l 交圆A 于C ,D 两点,过B 作AC 的平行线交AD 于点E .证明为定值,并写出点E 的轨迹方程.分析: 题目中要求证明为定值,容易知道, E 的轨迹是椭圆,根据条件求出相关的参数即可.222150x y x ++-=EA EB +EA EB+点评:平面几何相关知识是解决本题的关键,平时学习中要加以重视.规律总结: (1)直译法求轨迹方程:题目给出的条件可以直接得到一个关于动点坐标的关系式,化简即可.(2)定义法求轨迹方程:轨迹方程问题中,若能得到与我们所学过的圆锥曲线定义相符的结论,可以根据相应圆锥曲线的定义求出相关的参数,从而得到方程.(3)定义法求轨迹方程本质上还是直译法,只是我们利用了直译法得到的结论. 现学现用1:如图,矩形中, 且, 交于点.若点的轨迹是曲线的一部分,曲线关于轴、轴、原点都对称,求曲线的轨迹方程.例2. 已知线段的端点的坐标是,端点在圆上运动.求线段的中点的轨迹的方程;规律总结:相关点法求轨迹方程: 题中涉及了两个动点N 、M ,且点N 的运动是有规律的(轨迹方程已知),而M 的运动是由N 的运动而引发的,这样的题目可采用相关点法求动点M 的轨迹方程.基本方法是设M 的坐标,再反解出N 的坐标,然后带入N 所在曲线的轨迹方程,整理即可.现学现用2: 设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C :上,过M 做x 轴ABCD ()()()()2,0,2,0,2,2,2,2A B C D --,AM AD DN DC λλ==[]0,1,AN λ∈BM Q Q P P x y P AB B ()6,5A ()()221:434C x y -+-=AB P 2C 2212x y +=的垂线,垂足为N ,点P 满足.求点P 的轨迹方程;例3: 已知抛物线:的焦点为,平行于轴的两条直线分别交于两点,交的准线于两点.(Ⅰ)若在线段上,是的中点,证明;(Ⅱ)若的面积是的面积的两倍,求中点的轨迹方程.点评:本题考查抛物线定义与几何性质、直线与抛物线位置关系、轨迹求法规律总结: 当动点坐标x 、y 之间的直接关系难以找到时,往往先寻找x 、y 与某一变量(或多个)的关系,再消去参变量,得到方程,即为动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做参数法现学现用3: 已知为椭圆的左、右焦点,点在椭圆上移动时, 的内心的轨迹方程为__________.三.课堂练习 强化技巧 2NP NM =C 22y x =F x 12,l l C A B ,C P Q ,F AB R PQ AR FQ ∥PQF △ABF △AB 12,F F 22:143x y C +=P C 12PF F ∆I1. 已知|| =3,A ,B 分别在x 轴和y 轴上运动,O 为原点, ,则点P 的轨迹方程为( ).A .B .C .D .2. 若动圆与圆和圆都外切,则动圆的圆心的轨迹( ) A . 是椭圆 B . 是一条直线 C . 是双曲线的一支 D . 与的值有关3. 已知直线过抛物线: 的焦点, 与交于, 两点,过点, 分别作的切线,且交于点,则点的轨迹方程为________.四.课后作业 巩固内化1. 设过点的直线分别与轴的正半轴和轴的正半轴交于、两点,点与点关于轴对称, 为原点,若为的中点,且,则点的轨迹方程为__________.2. 已知A(1,14),B(−1,14),直线AM ,BM 相交于点M ,且直线AM 的斜率与直线BM 的斜率的差是12,则点M 的轨迹C 的方程是___________.3. .点P 是圆C:(x +2)2+y 2=4上的动点,定点F (2,0),线段PF 的垂直平分线与直线CP 的交点为Q ,则点Q 的轨迹方程是___. AB 12OP OA OB 33=+22y x 14+=22x y 14+=22x y 19+=22y x 19+=P ()22:21M x y ++=()()22:314N x y λλ++=≤≤P λl C 24y x =l C A B A B C P P (),P x y x y A B Q P y O P AB 1OQ AB ⋅=P4. 如下图,在平面直角坐标系中,直线与直线之间的阴影部分即为,区域中动点到的距离之积为1.求点的轨迹的方程;5. 已知动圆过定点,且在轴上截得的弦长为.求动圆的圆心点的轨迹方程;6. 在平面直角坐标系中,设动点到两定点, 的距离的比值为的轨迹为曲线.求曲线的方程;7. 已知动点E 到点A 与点B 的直线斜率之积为,点E 的轨迹为曲线C .求C 的方程;8. 平面直角坐标系中,圆的圆心为.已知点,且为圆上的动点,线段的中垂线交于点.求点的轨迹方程;9. 设M,N,T 是椭圆x 216+y 212=1上三个点,M,N 在直线x =8上的射影分别为xOy 1:l y x =2:l y x =-W W (),P x y 12,l l PC G ()4,0F y 8G G xOy P ()2,0M -()1,0N 2C C ()2,0()2,0-14-xOy 222150x y x ++-=M ()1,0N T M TN TM P PM1,N1.(1)若直线MN过原点O,直线MT,NT斜率分别为k1,k2,求证:k1k2为定值;(2)若M,N不是椭圆长轴的端点,点L坐标为(3,0),ΔM1N1L与ΔMNL面积之比为5,求MN中点K的轨迹方程.10. 已知椭圆Γ:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点与短轴两端点构成一个面积为2的等腰直角三角形,O为坐标原点.(1)求椭圆Γ的方程;(2)设点A在椭圆Γ上,点B在直线y=2上,且OA⊥OB,求证:1OA2+1OB2为定值;(3)设点C在椭圆Γ上运动,OC⊥OD,且点O到直线CD的距离为常数√3,求动点D 的轨迹方程.轨迹问题专题答案一.综述(一)求动点的轨迹方程的基本步骤:⒈依据题目建立适当的坐标系,设出动点M (x ,y )的坐标.⒉写出点M 的集合(几何关系).⒊将几何关系转化为代数关系,列出方程f (x ,y )=0,化简方程为最简形式.4.检验特殊点,进行必要的文字说明.(二)高考中常见的求轨迹方程的方法有:1.直译法与定义法,2.相关点法;3.参数法;4.交轨法(三)求轨迹方程一般以解答题第一问的形式出现,偶尔也会在小题中考查.二.例题精讲 破解规律例1. 设圆的圆心为A ,直线l 过点B (1,0)且与x 轴不重合,l 交圆A 于C ,D 两点,过B 作AC 的平行线交AD 于点E .证明为定值,并写出点E 的轨迹方程.分析: 题目中要求证明为定值,容易知道, E 的轨迹是椭圆,根据条件求出相关的参数即可.222150x y x ++-=EA EB +EA EB +答案:() 解析:因为,,故,所以,故.又圆的标准方程为,从而,所以. 由题设得,,,由椭圆定义可得点的轨迹方程为: (). 点评:平面几何相关知识是解决本题的关键,平时学习中要加以重视.规律总结: (1)直译法求轨迹方程:题目给出的条件可以直接得到一个关于动点坐标的关系式,化简即可.(2)定义法求轨迹方程:轨迹方程问题中,若能得到与我们所学过的圆锥曲线定义相符的结论,可以根据相应圆锥曲线的定义求出相关的参数,从而得到方程.(3)定义法求轨迹方程本质上还是直译法,只是我们利用了直译法得到的结论. 现学现用1:如图,矩形中, 且, 交于点.若点的轨迹是曲线的一部分,曲线关于轴、轴、原点都对称,求曲线的轨迹方程.13422=+y x 0≠y ||||AC AD =AC EB //ADC ACD EBD ∠=∠=∠||||ED EB =||||||||||AD ED EA EB EA =+=+A 16)1(22=++y x 4||=AD 4||||=+EB EA )0,1(-A )0,1(B 2||=AB E 13422=+y x 0≠y ABCD ()()()()2,0,2,0,2,2,2,2A B C D --,AM AD DN DC λλ==[]0,1,AN λ∈BM Q Q P P x y P解析:设,由,求得, ∵,∴, ∴,整理得. 可知点的轨迹为第二象限的椭圆,由对称性可知曲线的轨迹方程为. 例2. 已知线段的端点的坐标是,端点在圆上运动.求线段的中点的轨迹的方程;分析:设点的坐标为,点的坐标为,根据点坐标,和点是线段的中点,得, ,再由点在圆上运动,求得点的轨迹方程,进而可求得点的轨迹的方程;答案:解析:设点的坐标为,点的坐标为,由于点的坐标为, 且点是线段的中点,所以, 于是有, ①因为点在圆上运动,所以点的坐标满足的方程 即: ②把①代入②,得整理,得所以点的轨迹的方程为.(),Q x y ,AM AD DN DC λλ==()()2,2,42,2M N λλ--1,22QA AN QB BM k k k k λλ====-11224QA QB k k λλ⎛⎫⋅=⋅-=- ⎪⎝⎭1224y y x x ⋅=-+-()22120,014x y x y +=-≤≤≤≤Q 14P 2214x y +=AB B ()6,5A ()()221:434C x y -+-=AB P 2C P (),x y A ()00,x y B P AB 026x x =-025y y =-A 1C A P 2C ()()22541x y -+-=P (),x y A ()00,x y B ()6,5P AB 062x x +=052y y +=026x x =-025y y =-A 1C A 1C ()()22434x y -+-=()()2200434x y -+-=()()222642534x y --+--=()()22541x y -+-=P 2C ()()22541x y -+-=规律总结:相关点法求轨迹方程: 题中涉及了两个动点N 、M ,且点N 的运动是有规律的(轨迹方程已知),而M 的运动是由N 的运动而引发的,这样的题目可采用相关点法求动点M 的轨迹方程.基本方法是设M 的坐标,再反解出N 的坐标,然后带入N 所在曲线的轨迹方程,整理即可.现学现用2: 设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C :上,过M 做x 轴的垂线,垂足为N ,点P 满足.求点P 的轨迹方程;解析:设,,即 代入椭圆方程,得到 ∴点的轨迹方程。

21人教版高中a版数学同步必修2 第四章 圆与方程达标检测(可编辑word)

21人教版高中a版数学同步必修2  第四章 圆与方程达标检测(可编辑word)

本章达标检测一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分)1.已知圆C的圆心为(2,-1),半径长是方程(x+1)(x-4)=0的根,则圆C的标准方程为( )A.(x+1)2+(y-2)2=4B.(x-2)2+(y-1)2=4C.(x-2)2+(y+1)2=16D.(x+2)2+(y-1)2=162.圆x2+y2+2x+4y-3=0上到直线x+y+1=0的距离为√2的点共有( )A.1个B.2个C.3个D.4个3.若将直线3x-y+c=0向右平移1个单位再向下平移1个单位,平移后的直线与圆x2+y2=10相切,则c的值为( )A.14或-6B.12或-8C.8或-12D.6或-144.经过三点A(-1,0),B(3,0),C(1,2)的圆的面积是( )A.πB.2πC.3πD.4π5.空间直角坐标系中,点A(3,4,0)和点B(1,y,5)的距离为3√5,则y的值为( )A.0B.8C.0或8D.-8或06.若圆x2+y2-2x-5=0与圆x2+y2+2x-4y-4=0的交点为A,B,则线段AB的垂直平分线的方程是( )A.x+y-1=0B.2x-y+1=0C.x-2y+1=0D.x-y+1=07.若过点A(3,0)的直线l与曲线(x-1)2+y2=1有公共点,则直线l的斜率的取值范围为( )A.(-√3,√3)B.[-√3,√3]C.(-√33,√33)D.[-√33,√33]8.已知直线x-2y+a=0与圆O:x2+y2=2相交于A,B两点(O为坐标原点),且△AOB为等腰直角三角形,则实数a的值为( )A.√6或-√6B.√5或-√5C.√6D.√59.直线l:kx-y+k+1=0与圆x2+y2=8交于A,B两点,且|AB|=4√2,过点A,B分别作l 的垂线与y轴分别交于点M,N,则|MN|等于( )A.2√2B.4C.4√2D.810.设圆x2+y2-2x-2y-2=0的圆心为C,直线l过(0,3),且与圆C交于A,B两点,若|AB|=2√3,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=011.已知圆x2+y2=4上有且仅有两个点到直线12x-5y+m=0的距离为1,则实数m的取值范围是( )A.(13,39)∪(-39,-13)B.(-∞,-13)∪(13,+∞)C.(13,+∞)D.(-∞,-13)12.已知圆C的圆心为原点O,且与直线x+y+4√2=0相切.点P在直线x=8上,过点P 引圆C的两条切线PA,PB,切点分别为A,B,如图所示,则直线AB恒过的定点的坐标为( )A.(2,0)B.(0,2)C.(1,0)D.(0,1)二、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)13.若点P(x,y)满足x2+y2=16,则x-y的最大值为.14.已知圆C:x2+y2+kx+2y=-k2,当圆C的面积取最大值时,圆心C的坐标为.15.在平面直角坐标系xOy中,若圆C1:x2+(y-1)2=r2(r>0)上存在点P,且点P关于直线x-y=0对称的点Q在圆C2:(x-2)2+(y-1)2=1上,则r的取值范围是.16.若A为圆C1:x2+y2=1上的动点,B为圆C2:(x-3)2+(y+4)2=4上的动点,则线段AB 长度的最大值是.三、解答题(本题共6小题,共70分)17.(10分)已知圆C过点P(2,1),圆心为C(5,-3).(1)求圆C的标准方程;(2)如果过点A(0,1)且斜率为k的直线l与圆C没有公共点,求实数k的取值范围.18.(12分)已知圆C经过P(4,-2),Q(-1,3)两点,且圆心C在直线x+y-1=0上.(1)求圆C的方程;(2)若直线l∥PQ,且l与圆C交于点A,B,且以线段AB为直径的圆经过坐标原点,求直线l的方程.19.(12分)已知与曲线C:x2+y2-2x-2y+1=0相切的直线l和x轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点,|OA|=a,|OB|=b(a>2,b>2).(1)求证:直线l与曲线C相切的条件是(a-2)(b-2)=2;(2)求线段AB中点的轨迹方程.20.(12分)已知圆M:x2+y2=1.(1)求过点(-1,-2)的圆M的切线方程;(2)设圆M与x轴相交于A,B两点,点P为圆M上异于A,B的任意一点,直线PA,PB 分别与直线x=3交于C,D两点.(i)当点P的坐标为(0,1)时,求以线段CD为直径的圆的圆心坐标及半径长; (ii)当点P在圆M上运动时,以线段CD为直径的圆C2被x轴截得的弦长是不是定值?请说明理由.21.(12分)在平面直角坐标系xOy中,已知圆C1:(x+3)2+(y-1)2=4与圆C2:(x-4)2+(y-5)2=4.(1)若直线l过点A(4,0),且被圆C1截得的弦长为2√3,求直线l的方程;(2)设P为平面上的点,且满足:存在过点P的无穷多对互相垂直的直线l1和l2,它们分别与圆C1和圆C2相交,且直线l1被圆C1截得的弦长与直线l2被圆C2截得的弦长相等,试求所有满足条件的点P的坐标.22.(12分)在平面直角坐标系中,已知A(-1,0),B(2,0),动点M(x,y)满足|MA||MB|=12,设动点M的轨迹为曲线C.(1)求动点M的轨迹方程,并说明曲线C是什么图形;(2)过点(1,2)的直线l与曲线C交于E,F两点,若|EF|=4√55,求直线l的方程; (3)设P是直线x+y+8=0上的点,过P点作曲线C的切线PG,PH,切点分别为G,H,设C'(-2,0),求证:过G,P,C'三点的圆必过定点,并求出所有定点的坐标.答案全解全析 基础过关练一、选择题1.C 根据圆C 的半径长是方程(x+1)(x-4)=0的根,可得半径长为4,故要求的圆的标准方程为(x-2)2+(y+1)2=16.2.C 易得圆心坐标为(-1,-2),半径长r=12√4+16+12=2√2,又圆心到直线x+y+1=0的距离d=√2=√2,∴过圆心且平行于直线x+y+1=0的直线与圆有2个交点,另一条与直线x+y+1=0的距离为√2的平行线与圆相切,只有1个交点,∴共有3个点.3.A 将直线3x-y+c=0即y=3x+c 向右平移1个单位再向下平移1个单位,平移后的直线方程为y=3(x-1)+c-1,即3x-y+c-4=0.由直线3x-y+c-4=0与圆x 2+y 2=10相切,得√32+(-1)=√10,即|c-4|=10,所以c=14或c=-6.4.D 由题意可知,线段AB 的中垂线l 1的方程为x=1,线段AC 的中点坐标为(0,1),直线AC 的方程为y=x+1,从而线段AC 的中垂线l 2的方程为x+y-1=0,联立l 1与l 2的方程可得圆心坐标为Q(1,0),从而半径长r=|QB|=√(1-3)2+(0-0)2=2,所以圆的面积S=πr 2=4π.故选D.5.C 由两点间的距离公式得|AB|=√(3-1)2+(4-y )2+(0-5)2=3√5,解得y=0或y=8.6.A 将圆的方程x 2+y 2-2x-5=0,x 2+y 2+2x-4y-4=0化为(x-1)2+y 2=6,(x+1)2+(y-2)2=9.设两圆圆心分别为C 1(1,0),C 2(-1,2).线段AB 的垂直平分线必经过C 1,C 2,所以直线C 1C 2为线段AB 的垂直平分线,直线C 1C 2的方程为x+y-1=0.7.D 作图如下,易知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为y=k(x-3),即kx-y-3k=0,则圆心(1,0)与直线kx-y-3k=0的距离应小于等于半径长1,即√1+k2≤1,解得-√33≤k≤√33.8.B 由题意知,O 到直线AB 的距离为1,由点到直线的距离公式可得√12+(-2)=1,所以a=±√5.9.D 因为圆x 2+y 2=8,所以半径长r=2√2,因为|AB|=4√2=2r,所以AB 为圆x 2+y 2=8的一条直径.所以直线AB 过圆心(0,0),所以k=-1,则直线l 的方程为y=-x,所以两条垂线的斜率均为1,倾斜角为45°, 结合图象(图略)易知|MN|=2×√2×2√2=8.10.B 当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x=0,联立得{x =0,x 2+y 2-2x -2y -2=0,解得{x =0,y =1-√3或{x =0,y =1+√3,∴|AB|=2√3,符合题意.当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y=kx+3,∵圆x 2+y 2-2x-2y-2=0即(x-1)2+(y-1)2=4,∴圆心为C(1,1),圆的半径长r=2,易知圆心C(1,1)到直线y=kx+3的距离d=√k 2+1=√k 2+1,∵d 2+(|AB |2)2=r 2,∴(k+2)2k 2+1+3=4,解得k=-34,∴直线l 的方程为y=-34x+3,即3x+4y-12=0.综上,直线l 的方程为3x+4y-12=0或x=0.11.A 由题意得,圆心到直线的距离d 满足1<d<3,即1<|m |13<3,解得13<m<39或-39<m<-13.故选A.12.A 依题意得圆C 的半径长r=√2√12+12=4,所以圆C 的方程为x 2+y 2=16.因为PA,PB 是圆C 的两条切线,所以OA⊥AP,OB⊥BP,所以A,B 在以OP 为直径的圆上,设点P 的坐标为(8,b),b∈R,则线段OP 的中点坐标为(4,b2),所以以OP 为直径的圆的方程为(x-4)2+(y -b 2)2=42+(b 2)2,b∈R,化简得x 2+y 2-8x-by=0,b∈R,因为AB 为两圆的公共弦,所以直线AB 的方程为8x+by=16,b∈R,即8(x-2)+by=0.所以直线AB 恒过定点(2,0).二、填空题13.答案 4√2解析 令x-y=t,则y=x-t,将其代入x 2+y 2=16得2x 2-2tx+t 2-16=0,所以Δ=4t 2-8(t 2-16)≥0,所以t 2≤32,所以t 的最大值为4√2,即x-y 的最大值为4√2. 14.答案 (0,-1)解析 圆C 的方程可化为(x +k 2)2+(y+1)2=-34k 2+1.所以当k=0时,圆C 的面积最大,此时C 的坐标为(0,-1). 15.答案 [√2-1,√2+1]解析 C 2关于直线x-y=0对称的圆为圆C:(x-1)2+(y-2)2=1,由题意知,圆C 与圆C 1有交点,所以r-1≤√2≤r+1,所以r 的取值范围是[√2-1,√2+1]. 16.答案 8解析 圆C 1:x 2+y 2=1的圆心为C 1(0,0),半径长r 1=1,圆C 2:(x-3)2+(y+4)2=4的圆心为C 2(3,-4),半径长r 2=2, ∴|C 1C 2|=5.又A 为圆C 1上的动点,B 为圆C 2上的动点, ∴线段AB 长度的最大值是|C 1C 2|+r 1+r 2=5+1+2=8.三、解答题17.解析 (1)由已知可得圆的半径长为|PC|=√(5-2)2+(-3-1)2=5.∴圆C 的标准方程为(x-5)2+(y+3)2=25.(2)由题意可知,直线方程为y=kx+1,即kx-y+1=0. 由√k 2+1>5,解得k>940.∴实数k 的取值范围是(940,+∞). 18.解析 (1)∵P(4,-2),Q(-1,3),∴线段PQ 的中点M 的坐标为(32,12),斜率k PQ =-1,则线段PQ 的垂直平分线的方程为y-12=1×(x -32),即x-y-1=0.解方程组{x -y -1=0,x +y -1=0得{x =1,y =0,∴圆心C(1,0),半径长r=√(4-1)2+(-2-0)2=√13.故圆C 的方程为(x-1)2+y 2=13.(2)由l∥PQ,设l 的方程为y=-x+m.代入圆C 的方程,得2x 2-2(m+1)x+m 2-12=0. 设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2), 则x 1+x 2=m+1,x 1x 2=m 22-6.故y 1y 2=(m-x 1)(m-x 2)=m 2+x 1x 2-m(x 1+x 2), 依题意知OA⊥OB,∴y 1x 1·y2x 2=-1,即x 1x 2+y 1y 2=0,于是m 2+2x 1x 2-m(x 1+x 2)=0,即m 2-m-12=0.∴m=4或m=-3,经检验,都满足Δ>0. 故直线l 的方程为y=-x+4或y=-x-3.19.解析 (1)证明:设l 的方程为x a +yb =1(a>2,b>2),化为一般式方程为bx+ay-ab=0.圆C 的标准方程为(x-1)2+(y-1)2=1. 因为l 与圆C 相切,所以√a 2+b 2=1,即ab(ab+2-2a-2b)=0,又a>2,b>2,所以ab≠0,所以ab+2-2a-2b=0.所以(a-2)(b-2)=2. (2)设AB 的中点为M(x,y). 由题意得{x =a+02,y =0+b 2,即{a =2x ,b =2y ,代入(a-2)(b-2)=2,得(2x-2)(2y-2)=2 . 又a=2x>2,b=2y>2,所以AB 中点的轨迹方程为(x-1)(y-1)=12(x>1,y>1).20.解析 (1)因为点(-1,-2)在圆M 外,所以圆M 过点(-1,-2)的切线有两条. 当直线的斜率不存在时,直线方程为x=-1,满足条件.当直线的斜率存在时,可设为y+2=k(x+1),即kx-y+k-2=0. 由圆心到切线的距离d=√k 2+1=1,解得k=34.此时切线方程为3x-4y-5=0.综上,圆M 的切线方程为x+1=0或3x-4y-5=0.(2)因为圆M 与x 轴相交于A,B 两点,所以不妨设A(-1,0),B(1,0).(i)当点P 的坐标为(0,1)时,直线PA 的斜率为k PA =1,直线PA 的方程为y=x+1. 直线PA 与直线x=3的交点坐标为C(3,4),同理,直线PB 的斜率为k PB =-1,直线PB 的方程为y=-x+1.直线PB 与直线x=3的交点坐标为D(3,-2).所以以线段CD 为直径的圆的圆心为(3,1),半径长为3. (ii)以线段CD 为直径的圆C 2被x 轴截得的弦长为定值4√2.设点P(x 0,y 0)(y 0≠0),则x 02+y 02=1.直线PA 的斜率为k PA =y 0x 0+1,直线PA 的方程为y=y 0x 0+1(x+1). 直线PA 与直线x=3的交点坐标为C (3,4y 0x 0+1). 同理,直线PB 的斜率为k PB =y 0x 0-1,直线PB 的方程为y=y 0x 0-1(x-1). 直线PB 与直线x=3的交点坐标为D (3,2y 0x 0-1). 所以所求圆的圆心为C 2(3,y 0(3x 0-1)x 02-1),半径长r=|y 0(x 0-3)x 02-1|.解法一:圆C 2被x 轴截得的弦长为2√|y 0(x 0-3)x 02-1|2-[y 0(3x 0-1)x 02-1]2=2√8y 02(1-x 02)(x 02-1)2=2√8(1-x 02)(1-x 02)(x 02-1)2=4√2.所以以线段CD 为直径的圆C 2被x 轴截得的弦长为定值4√2.解法二:圆C 2的方程为(x-3)2+[y -y 0(3x 0-1)x 02-1]2=[y 0(x 0-3)x 02-1]2. 令y=0,解得(x-3)2=[y 0(x 0-3)x 02-1]2-(-y 0(3x 0-1)x 02-1)2=8y 02(1-x 02)(x 02-1)2=8(1-x 02)(1-x 02)(x 02-1)2=8.所以x=3±2√2.所以圆C 2与x 轴的交点坐标分别为(3-2√2,0),(3+2√2,0).所以以线段CD 为直径的圆C 2被x 轴截得的弦长为定值4√2.21.解析 (1)由题意可知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为y=k(x-4),即kx-y-4k=0,所以圆心C 1(-3,1)到直线l 的距离d=√k 2+(-1)=√4-(2√32)2=1,化简得24k 2+7k=0,解得k=0或k=-724. 所以直线l 的方程为y=0或y=-724(x-4),即y=0或7x+24y-28=0.(2)设点P 的坐标为(m,n),不妨设直线l 1,l 2的方程分别为y-n=k'(x-m),y-n=-1k '(x-m),即k'x-y+n-k'm=0,-1k 'x-y+n+m k '=0.因为直线l 1被圆C 1截得的弦长与直线l 2被圆C 2截得的弦长相等,两圆的半径长也相等,所以圆心C 1(-3,1)到直线l 1的距离与圆心C 2(4,5)到直线l 2的距离相等,即√k '+(-1)=|-4k '-5+n+m k '|√(-1k ')2+(-1),化简得(2-m-n)k'=m-n-3或(m-n+8)k'=m+n-5,关于k'的方程有无穷多解,则{2-m -n =0,m -n -3=0或{m -n +8=0,m +n -5=0, 解得{m =52,n =-12或{m =-32,n =132,故满足条件的点P 的坐标为(52,-12)或(-32,132).22.解析 (1)由题意得√(x+1)2+y 2√(x -2)+y 2=12,化简可得(x+2)2+y 2=4, 所以动点M 的轨迹方程为(x+2)2+y 2=4.曲线C 是以(-2,0)为圆心,2为半径长的圆.(2)①当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x=1,不符合题意; ②当直线l 的斜率存在时,设l:y-2=k(x-1),即kx-y+2-k=0, 圆心C(-2,0)到l 的距离为d=√1+k 2. ∵|EF|=2√4-d 2=4√55, ∴d 2=165=(2-3k )21+k 2,即29k 2-60k+4=0,解得k 1=2,k 2=229, ∴l 的方程为2x-y=0或2x-29y+56=0.(3)证明:∵P 在直线x+y+8=0上,∴设P(m,-m-8).∵C'为曲线C 的圆心,由圆的切线的性质可得PG⊥GC',∴经过G,P,C'三点的圆是以线段PC'为直径的圆,则方程为(x+2)(x-m)+y(y+m+8)=0,整理可得x 2+y 2+2x+8y+m(-x-2+y)=0,令x 2+y 2+2x+8y=0,且-x-2+y=0,解得{x =-2,y =0或{x =-5,y =-3.则经过G,P,C'三点的圆必过定点,所有定点的坐标为(-2,0),(-5,-3).。

人教A版高中数学选修2-2课件轨迹方程的求法

人教A版高中数学选修2-2课件轨迹方程的求法

y
N
1.从双曲线x2 y2 1上一点Q
P
引直线x y 2的垂线,垂足为N . Q
求线段QN的中点P的轨迹方程.
O
x
22
(三)代入法(也称“相关点法”、“转移法”)
---如果轨迹点P(x,y)依赖于另一动点Q(x0,y0),而 Q(x0,y0)又在某已知曲线上,则可先列出关于x,y,x0 ,y0 的方程组,利用x,y表示出x0 ,y0 ,把x0 ,y0代入已知曲线 方程便得动点P的轨迹方程.学.科.网 zxxk.
上述五个步骤可简记为: 建系设点;写出关系式;列方程;化简;证明.
2.求轨迹方程的主要方法: (1)直接法(也称“直译法”、“列式法”) (2)定义法 (3)代入法(也称“相关点法”、“转移 法”)
3.轨迹问题还应区别是“求轨迹方程”,还是 “求轨迹”.
主要题型
(一).直接法(也称“直译法”、“列式法”) ---直接将题中所给的几何条件“翻译”成方程式
(2)因为动圆P过点N ,所以 | PN | 是该圆的半径, 又因为动圆 P与圆M 外切,
所以 | PM || PN | 2 2, 即 | PM | | PN | 2 2. 故点P的轨迹是以M、N为焦点, 实轴长为2 2的双曲线的左支. 因为实半轴长a 2,半焦距c 2. 所以虚半轴长b c2 a2 2. 从而动圆P的圆心的轨迹方程为 x2 y2 1( x 2).

1 4
, (2a

1 )2 2

4c2

1 4
,
又e 3 得c2 3 a2 4a2 2a 3a2 , a 0 a 2
2
4
b2 a2 c2 1 a2 1, 4

人教A版高中必修二试题第四章圆与方程单元质量评估

人教A版高中必修二试题第四章圆与方程单元质量评估

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单元质量评估(四)第四章(120分钟 150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.(2013·成都高一检测)若方程x2+y2+2ax-by+c=0表示圆心为C(2,2),半径为2的圆,则a,b,c的值依次为( )A.2,4,4B.-2,4,4C.2,-4,4D.2,-4,-42.(2013·潍坊高一检测)已知圆C的半径为2,圆心在x轴的正半轴上,直线3x+4y+4=0与圆C相切,则圆C的方程为( )A.x2+y2-2x-3=0B.x2+y2+4x=0C.x2+y2+2x-3=0D.x2+y2-4x=03.(2012·陕西高考)已知圆C:x2+y2-4x=0,l是过点P(3,0)的直线,则( )A. l 与C 相交B. l 与C 相切C. l 与C 相离D.以上三个选项均有可能 4.过坐标原点且与x 2+y 2-4x+2y+52=0相切的直线的方程为( )A.y=-3x 或y=13xB.y=-3x 或y=13-xC.y=3x 或y=13-x D.y=3x 或y=13x5.若直线ax+by=4与圆x 2+y 2=4有两个不同的交点,则点P(a,b)与圆的位置关系是( )A.点P 在圆外B.点P 在圆上C.点P 在圆内D.不能确定 6.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( ) A.相离 B.相交 C.外切 D.内切 7.若直线(1+a)x+y+1=0与圆x 2+y 2-2x=0相切,则a 的值为( ) A.1或-1 B.2或-2 C.1 D.-18.(2013·广州高一检测)经过圆x 2+2x+y 2=0的圆心C,且与直线x+y=0垂直的直线方程是( )A.x+y+1=0B.x+y-1=0C.x-y+1=0D.x-y-1=09.(2013·长春高一检测)已知圆C :(x-a)2+(y-2)2=4(a>0)及直线l :x-y+3=0,当直线l 被圆C 截得的弦长为,则a=( )B.211 10.以正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱AB,AD,AA 1所在的直线为坐标轴建立空间直角坐标系,且正方体的棱长为一个单位长度,则棱CC 1中点坐标为( )A.(12,1,1) B.(1,12,1)C.(1,1,12) D.(12,12,1)11.若直线y=x-b与圆(x-2)2+y2=1有两个不同的公共点,则实数b的取值范围为( )]C.(-∞∪,+∞) )12.(2013·山东高考)过点(3,1)作圆(x-1)2+y2=1的两条切线,切点分别为A,B,则直线AB的方程为( )A.2x+y-3=0B.2x-y-3=0C.4x-y-3=0D.4x+y-3=0二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把正确答案填在题中横线上)13.(2012·江西高考)过直线x+y-上的点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.14.若A(4,-7,1),B(6,2,z),|AB|=11,则z= .15.已知圆的方程为x2+y2-6x-8y=0.设该圆过点(3,5)的最长弦和最短弦分别为AC和BD,则四边形ABCD的面积为.16.(2013·深圳高一检测)曲线与直线y=k(x-1)+5有两个不同的交点时,实数k的取值范围是.三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(10分)(2013·新课标全国卷Ⅱ)在平面直角坐标系xOy中,已知圆P在x轴上截得线段长为在y轴上截得线段长为(1)求圆心P 的轨迹方程.(2)若点P 到直线y=x 的距离为2,求圆P 的方程. 18.(12分)已知点P(-2,-3)和以Q 为圆心的圆(x-m+1)2+(y-3m)2=4. (1)求证:圆心Q 在过点P 的定直线上. (2)当m 为何值时,以PQ 为直径的圆过原点?19.(12分)(2013·潮州高一检测)已知圆O :x 2+y 2=1与直线l :y=kx+2. (1)当k=2时,求直线l 被圆O 截得的弦长. (2)当直线l 与圆O 相切时,求k 的值.20.(12分)棱长为1的正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,E 是AB 的中点,F 是BB 1的中点,G 是AB 1的中点,试建立适当的坐标系,并确定E,F,G 三点的坐标.21.(12分)已知M 为圆C :x 2+y 2-4x-14y+45=0上任意一点,且点Q(-2,3). (1)若点P(a,a+1)在圆C 上,求线段PQ 的长及直线PQ 的斜率. (2)求|MQ|的最大值和最小值. (3)若M(m,n),求n 3m 2-+的最大值和最小值. 22.(12分)(能力挑战题)在直角坐标系xOy 中,以O 为圆心的圆与直线y=4相切.(1)求圆O 的方程.(2)圆O 与x 轴相交于A,B 两点,圆内的动点P(x 0,y 0)满足|PO|2=|PA|·|PB|,求2200x y +的取值范围.答案解析1.【解析】选B.由题意,圆的方程为(x-2)2+(y-2)2=4,即x2+y2-4x-4y+4=0,因此2a=-4,b=4,c=4,故a=-2,b=c=4.2.【解析】选D.设圆心坐标为(a,0)(a>0),=2,所以a=2,所以圆的方程为(x-2)2+y2=4,化为一般方程为x2+y2-4x=0.3.【解析】选A.圆C的方程是(x-2)2+y2=4,所以点P到圆心C(2,0)的距离是d=1<2,所以点P在圆C内部,所以直线l与圆C相交.【一题多解】将点P的坐标代入圆的方程,得32+02-4×3=9-12=-3<0,所以点P(3,0)在圆内,所以过点P的直线l与圆C相交.4.【解析】选A.设过坐标原点的直线为y=kx,与圆x2+y2-4x+2y+52=0相切,则圆心(2,-1)到直线的距离等于半径2,即2=,解得k=13或k=-3,即切线方程为y=13x或y=-3x.5.【解析】选 A.根据直线与圆相交得圆心到直线的距离小于半径<2,即a2+b2>4,所以点P(a,b)在圆x2+y2=4的外部.【举一反三】若本题条件换为“直线ax+by=4与圆x2+y2=4相切”则结论又如何呢?【解析】选B.=2,即a2+b2=4.则点P在圆上.6.【解析】选B.圆O1的圆心O1(1,0),半径r1=1,圆O2的圆心O2(0,2),半径r2=2,故两圆的圆心距|O1O2,而r2-r1=1,r1+r2=3,则有r2-r1<|O1O2|<r1+r2,故两圆相交.7.【解析】选D.因为圆的方程为(x-1)2+y2=1,所以圆心为(1,0),半径r=1.=1得a=-1.8.【解析】选C.圆的标准方程为(x+1)2+y2=1,因此圆心为C(-1,0).又因为所求直线与直线x+y=0垂直,所以所求直线的斜率为k=1,又因为所求直线过点(-1,0),所以所求直线方程为y=x+1.9.【解析】选C.因为圆心到直线l的距离为,又因为d22=r2,所以-1.10.【解析】选C.如图所示:设C1C的中点为M,则M在xOy平面上的射影为C,坐标为(1,1,0),在z轴上的射影为(0,0,12),所以M点坐标为(1,1,12),故选C.11.【解析】选D.因为直线与圆有两个不同的交点, 所以2b2-<1,解得22. 12.【解析】选 A.结合图象可知,A(1,1)是一个切点,根据切线的特点可知过点A,B 的直线与过点(3,1),(1,0)的直线互相垂直,则k AB =11031---=-2,所以直线AB 的方程为y-1=-2(x-1),即2x+y-3=0.13.【解题指南】利用已知关系,求得OP 的长,然后联立方程组求得点P 坐标. 【解析】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22x y 4,x y 22,⎧+=⎪⎨+=⎪⎩可得x 2,y 2.⎧=⎪⎨=⎪⎩ 答案:2,214.【解析】222(64)(27)(z 1)-+++-得(z-1)2=36,所以z=7或-5. 答案:7或-515.【解题指南】先分析两条对角线的关系,再考虑面积.【解析】圆心坐标是(3,4),半径是5,圆心到点(3,5)的距离为1,根据题意最短弦BD 和最长弦(即圆的直径)AC 垂直,故最短弦的长为2225146-=所以四边形ABCD 的面积为12×|AC|×|BD|=12×10×46=206答案:616.【解析】由y=2+232x x +-(y ≥2), 得(x-1)2+(y-2)2=4(y ≥2).如图,表示以C(1,2)为圆心,r=2的半圆.直线y=k(x-1)+5恒过定点P(1,5), 当直线过A(-1,2)或B(3,2)时, 可得k 1=32或k 2=32-, 21k+=2,解得k=5±, 结合图形可得k 的取值范围为[35,22--)∪(53,22].答案:[35,22--)∪(53,22]17.【解题指南】(1)设出点P 的坐标与圆的半径,利用弦长、弦心距、半径之间的关系求得点P 的轨迹方程.(2)利用已知条件求得点P 的坐标,从而求出半径,写出圆的方程. 【解析】(1)设P(x,y),圆P 的半径为r. 由题设y 2+2=r 2,x 2+3=r 2.从而y 2+2=x 2+3. 故点P 的轨迹方程为y 2-x 2=1.(2)点P到直线y=x的距离2 =,得|x-y|=1,联立22y x1x y1⎧-=⎪⎨-=⎪⎩,,解得P(0,-1)或P(0,1).所以,解得r2=3,所以所求圆的方程为x2+(y+1)2=3或x2+(y-1)2=3.18.【解析】(1)因为圆心Q的坐标为(m-1,3m),令x m1,y3m,=-⎧⎨=⎩消去m,得y=3x+3.所以圆心在定直线y=3x+3上,直线过P(-2,-3).(2)以PQ为直径的圆过原点,则OP⊥OQ.所以32·3mm1-=-1,所以m=211,即当m=211时,以PQ为直径的圆过原点.19.【解析】(1)当k=2时,直线l的方程为2x-y+2=0. 设直线l与圆O的两个交点分别为A,B,过圆心O(0,0)作OD⊥AB于点D,则=,所以|AB|=2|AD|=5=.(2)当直线l与圆O相切时,即圆心到直线的距离等于圆的半径.解得k=【一题多解】(1)当k=2时,联立方程组22y2x2,x y1,=+⎧⎨+=⎩消去y,得5x2+8x+3=0,解得x=-1或x=35-,代入y=2x+2,得y=0或y=45, 设直线l 与圆O 的两个交点分别为A,B, 则A(-1,0)和B(3455-,),所以=. (2)联立方程组22y kx 2,x y 1=+⎧⎨+=⎩,消去y,得(1+k 2)x 2+4kx+3=0,当直线l 与圆O 相切时,即上面关于x 的方程只有一个实数根. 由Δ=(4k)2-4×3(1+k 2)=0,即4k 2-12=0,k 2=3,所以k=20.【解析】以D 为坐标原点,分别以射线DA,DC,DD 1的方向为正方向,以线段DA,DC,DD 1的长为单位长,建立空间直角坐标系Dxyz,E 点在平面xDy 中,且EA=12, 所以点E 的坐标为(1,12,0),又B 和B 1点的坐标分别为(1,1,0),(1,1,1), 所以点F 的坐标为(1,1,12), 同理可得G 点的坐标为(1,12,12). 21.【解析】(1)由点P(a,a+1)在圆C 上,可得a 2+(a+1)2-4a-14(a+1)+45=0,所以a=4,P(4,5).所以=k PQ =351243-=--. (2)由圆C :x 2+y 2-4x-14y+45=0可得(x-2)2+(y-7)2=8.所以圆心C 坐标为(2,7),半径r=可得=,因此|MQ|max==|MQ|min==(3)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. 由直线MQ 与圆C 有交点,≤可得2k 2≤≤+, 所以n 3m 2-+的最大值为2,最小值为2. 22.【解析】(1)由题意知,圆O 的半径r 等于原点O 到直线=4的距离, 即=2,所以圆的方程为x 2+y 2=4. (2)不妨设A(x 1,0),B(x 2,0),x 1<x 2,由x 2=4,得A(-2,0),B(2,0),由|PO|2=|PA|·|PB|,=2200x y +,整理得2200x y -=2,所以令t=2200x y +=202y +2=2(20y +1),因为点P(x 0,y 0)在圆O 内,所以22002200x y 4,x y 2,⎧+<⎪⎨-=⎪⎩由此得0≤20y <1, 所以2≤2(20y +1)<4,所以t ∈[2,4),所以(2200x y +)∈[2,4).关闭Word 文档返回原板块。

高中数学 人教A版 必修2 第四章 圆与方程 高考复习习题(解答题201-300)含答案解析

高中数学 人教A版 必修2 第四章 圆与方程 高考复习习题(解答题201-300)含答案解析

高中数学 人教A 版 必修2 第四章 圆与方程 高考复习习题(解答题201-300)含答案解析学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、解答题1.已知曲线C 的方程为:222240ax ay a x y +--=,其中:0a ≠且a 为常数.(1)判断曲线C 的形状,并说明理由;(2)设曲线C 分别与x 轴,y 轴交于点,A B (,A B 不同于坐标原点O ),试判断AOB ∆的面积S 是否为定值?并证明你的判断;(3)设直线l :24y x =-+与曲线C 交于不同的两点,M N ,(O 为坐标原点),求曲线C 的方程.2.已知直线l :y=k 与圆O:224+=x y 相交于A 、B 两点,O 是坐标原点,∆ABO 的面积为S.(1)试将S 表示成的函数S (k ),并求出它的定义域;(2)求S 的最大值,并求取得最大值时k 的值.3.在ΔABC 中,点A,B 的坐标分别是(−√2,0),(√2,0),点G 是ΔABC 的重心,y 轴上一点M 满足GM ∥AB ,且|MC|=|MB|.(Ⅰ)求ΔABC 的顶点C 的轨迹E 的方程;(Ⅱ)直线l:y =kx +m 与轨迹E 相交于P,Q 两点,若在轨迹E 上存在点R ,使四边形OPRQ 为平行四边形(其中O 为坐标原点),求m 的取值范围.4.已知圆过点,且圆心在直线上. (1)求圆的方程; (2)若直线与圆交于两点,当最小时,求直线的方程及的最小值.5.已知圆C 的方程为0622=+-++m y x y x ,直线032:=-+y x l .(1)求m 的取值范围;(2)若圆C 与直线l 交于P 、Q 两点,且以PQ 为直径的圆恰过坐标原点,求实数m 的值.6.(本小题12分)圆C 的半径为3,圆心在直线20xy 上且在x 轴下方,x 轴被圆C 截得的弦长为25.(1)求圆C 的方程;(2)是否存在斜率为1的直线l ,使得以l 被圆截得的弦为直径的圆过原点?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由.7.(本小题12分)已知点)5,0(P 及圆:C 02412422=+-++y x y x . (1)若直线l 过点P 且被圆C 截得的线段AB 长为34,求直线l 的方程; (2)求圆C 内过点P 的弦中点的轨迹方程.8.已知⊙M :x 2+(y -2)2=1,Q 是x 轴上的动点,QA ,QB 分别切⊙M 于A ,B 两点. (Ⅰ)若AB =,求MQ 及直线MQ 的方程;(Ⅱ)求证:直线AB 恒过定点.9.已知动圆过定点(2,0)P ,且在y 轴上截得弦长为4.(1)求动圆圆心的轨迹Q 的方程;(2)已知点(,0)E m 为一个定点,过E 作斜率分别为1k 、2k 的两条直线交轨迹Q 于点A 、B 、C 、D 四点,且M 、N 分别是线段AB 、CD 的中点,若121k k +=,求证:直线MN 过定点.10.已知点1(2,3)P -,2(0,1)P ,圆C 是以12P P 的中点为圆心,121||2PP 为半径的圆. (1)若圆C 的切线在x 轴和y 轴上截距相等,求切线方程;(2)若(,)P x y 是圆C 外一点,从P 向圆C 引切线PM ,M 为切点,O 为坐标原点,||||PM PO =,求使||PM 最小的点P 的坐标.11.已知圆22:2440C x y x y +-+-=,问是否存在直线:l y x b =+与圆C 交于,A B 两点,且满足OA OB ⊥(O 为坐标原点).若存在,求出l 的方程;若不存在,试说明理由.12.在平面直角坐标系中,点,直线:,设圆的半径为1,圆心在上.(1)若圆心也在直线上,过点作圆的切线,求切线方程; (2)若圆上存在点,使,求圆心的横坐标的取值范围. 13.如图所示,已知以点A (-1,2)为圆心的圆与直线l 1:x +2y +7=0相切,过点B (-2,0)的动直线l 与圆A 相交于M ,N 两点,Q 是MN 的中点,直线l 与l 1相交于点P .(1)求圆A 的方程;(2)当=2时,求直线l 的方程; (3)·是否为定值?如果是,求出其定值;如果不是,请说明理由.14.已知12F F 、为椭圆(1)求椭圆C 的标准方程;(2)圆O 是以1F , 2F 为直径的圆,直线:l y kx m =+与圆O 相切,并与椭圆C 交于不同的两点B A 、,若32OA OB ⋅=-,求k 的值. 15.已知圆C 的方程为x 2+(y-4)2=4,点O 是坐标原点,直线l:y=kx 与圆C 交于M ,N 两点.(Ⅰ)求k 的取值范围;(Ⅱ)设Q (m ,n )是线段MN 上的点,且=+.请将n 表示为m 的函数.16,动圆N 过点且与圆M 相切,记圆心N 的轨迹为E .(1)求轨迹E 的方程;(2)设点A ,B ,C 在E 上运动,A 与B 关于原点对称,且,当C ∆AB 的面积最小时,求直线AB 的方程.17.(原创)(本小题满分12分)已知点(3,0),H -点P 在y 轴上,点Q 在x 轴正半轴上,点M 在PQ 上,且满足0HP PM ⋅=,3PM MQ =-. (1)当点P 在y 轴上移动时,求点M 的轨迹方程C;(2)给定圆N: 222x y x +=,过圆心N 作直线l ,此直线与圆N 和(1)中的轨迹C 共有四个交点,自上而下顺次记为A,B,C,D,如果线段,,AB BC CD 的长按此顺序构成一个等差数列,求直线l 的方程。

人教A版高中必修二试题圆的方程及直线与圆的位置关系.docx

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高中数学学习材料马鸣风萧萧*整理制作圆的方程及直线与圆的位置关系典题探究例1.若直线l :ax +by =1与圆C :x 2+y 2=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例2.已知动直线l 平分圆C :(x -2)2+(y -1)2=1,则直线l 与圆:⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =3sin θ,(θ为参数)的位置关系是________.例3.已知直线l 1:ax +y +2a =0,直线l 2:ax -y +3a =0.若l 1⊥l 2,则a =________.例4.点P (a,3)到直线4x -3y +1=0的距离等于4,且在不等式2x +y <4表示的平面区域内,则P 点的坐标为__________.演练方阵A 档(巩固专练)1. 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=02.将直线l 1:y =2x 绕原点逆时针旋转60°得直线l 2,则直线l 2到直线l 3:x +2y -3=0的角为 ( )A .30°B .60°C .120°D .150°3.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=04.过两点(-1,1)和(0,3)的直线在x 轴上的截距为( )A .-32 B.32C .3D .-35.直线x +a 2y +6=0和(a -2)x +3ay +2a =0无公共点,则a 的值是 ( ) A .3 B .0 C .-1 D .0或-16.两直线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 .-32<m <2C .-32≤m <2D .-32<m ≤27.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 .38.过原点且倾斜角为60°的直线被圆x 2+y 2-4y =0所截得的弦长为( )A. 3 B .2 C. 6 D .2 39.与直线x -y -4=0和圆x 2+y 2+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)=410.已知直线x +y =a 与圆x 2+y 2=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-2 D.6或- 6B 档(提升精练)1.圆x 2+y 2-4x +6y =0的圆心坐标是( ) A .(2,3) B .(-2,3) C .(-2,-3) D .(2,-3)2.设圆C 与圆x 2+(y -3)2=1外切,与直线y =0相切,则圆C 的圆心轨迹为( ) A .抛物线 B .双曲线 C .椭圆 D .圆3.圆心在y 轴上,半径为1,且过点(1,2)的圆的方程为( )A .x 2+(y -2)2=1B .x 2+(y +2)2=1C .(x -1)2+(y -3)2=1D .x 2+(y -3)2=14.圆x 2+y 2-2x -2y +1=0上的点到直线x -y =2的距离的最大值是( ) A .2 B .1+ 2 C .2+22D .1+2 25.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] 圆心C(3,0),k CP =-12,由k CP ·k MN =-1,得k MN =2,所以MN 所在直线方程是2x -y -1=0,故选D.6.圆心在曲线y =3x (x>0)上,且与直线3x +4y +3=0相切的面积最小的圆的方程为( )A .(x -1)2+(y -3)2=(185)2B .(x -3)2+(y -1)2=(165)2C .(x -2)2+(y -32)2=9D .(x -3)2+(y -3)2=97.已知圆O :x 2+y 2=5和点A(1,2),则过A 且与圆O 相切的直线与两坐标轴围成的三角形的面积等于________.8.已知点M(1,0)是圆C :x 2+y 2-4x -2y =0内的一点,那么过点M 的最短弦所在直线的方程是________.9.已知圆心在x 轴上,半径为2的圆O 位于y 轴左侧,且与直线x +y =0相切,则圆O 的方程是________.10.已知圆C :x 2+y 2-4x -6y +12=0,点A(3,5),求:(1)过点A 的圆的切线方程;(2)O 点是坐标原点,连结OA ,OC ,求△AOC 的面积S.C 档(跨越导练)1.已知圆的方程为x 2+y 2-6x -8y =0,设该圆中过点M(3,5)的最长弦、最短弦分别为AC 、BD ,则以点A 、B 、C 、D 为顶点的四边形ABCD 的面积为( )A .10 6B .20 6C .30 6D .40 62.以抛物线y 2=20x 的焦点为圆心,且与双曲线x 216-y29=1的两渐近线都相切的圆的方程为( )A .x 2+y 2-20x +64=0 B .x 2+y 2-20x +36=0 C .x 2+y 2-10x +16=0 D .x 2+y 2-10x +9=03.已知A 、B 是圆O :x 2+y 2=16上的两点,且|AB|=6,若以AB 为直径的圆M 恰好经过点C(1,-1),则圆心M 的轨迹方程是________.4.已知圆C 的圆心是直线x -y +1=0与x 轴的交点,且圆C 与直线x +y +3=0相切,则圆C 的方程为__________.5.圆C 的半径为1,圆心在第一象限,与y 轴相切,与x 轴相交于A 、B ,|AB|=3,则该圆的标准方程是________.6.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. 7. 求经过7x +8y =38及3x -2y =0的交点且在两坐标轴上截得的截距相等的直线方程.8.已知直线l 经过点P (3,1),且被两平行直线l 1;x +y +1=0和l 2:x +y +6=0截得的线段之长为5,求直线l 的方程.9.设圆上的点A (2,3)关于直线x +2y =0的对称点仍在圆上,且与直线x -y +1=0相交的弦长为22,求圆的方程.10.已知m ∈R,直线l :mx -(m 2+1)y =4m 和圆C :x 2+y 2-8x +4y +16=0.(1)求直线l 斜率的取值范围;(2)直线l 能否将圆C 分割成弧长的比值为12的两段圆弧?为什么?圆的方程及直线与圆的位置关系参考答案典题探究例1解析:直线l :ax +by =1与圆C :x 2+y 2=1有两个不同交点,则1a 2+b2<1,a 2+b 2>1,点P (a ,b )在圆C 外部,故选C.例2.答案:相交解析:动直线l 平分圆C :(x -2)2+(y -1)2=1,即圆心(2,1)在直线上,又圆O :⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =3sin θ,即x 2+y 2=9,且22+12<9,(2,1)在圆O 内,则直线l 与圆O : ⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =3sin θ,(θ为参数)的位置关系是相交,故填相交.例3.答案:±1解析:∵l 1⊥l 2,∴kl 1·kl 2=-1,即(-a )·a =-1,∴a =±1.例4.答案:(-3,3)解析:因|4a -9+1|5=4,∴a =7,a =-3.当a =7时,不满足2x +y <4(舍去),∴a =-3.演练方阵A 档(巩固专练)1、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.2、答案:A解析:记直线l 1的斜率为k 1,直线l 3的斜率为k 3,注意到k 1k 3=-1,l 1⊥l 3,依题意画出示意图,结合图形分析可知,直线l 2到直线l 3的角是30°,选A.3、答案:D解析:因k PA =1,则k PB =-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、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、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、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 -6m 2+3,4m +6m 2+3),由交点在第二象限知横坐标为负、纵坐标为正,故3m -6m 2+3<0且4m +6m 2+3>0⇒-32<m <2.7、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、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=2 3.故选D. 9、答案:C解析:圆x 2+y 2+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、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.B 档(提升精练)1. [答案] D[解析] 将一般式化为标准式(x -2)2+(y +3)2=13. ∴圆心坐标为(2,-3). 2. [答案] A[解析] 动圆圆心C 到定点(0,3)的距离与到定直线y =-1的距离相等,符合抛物线的定义,故选A.3. [答案] A[解析] 设圆心坐标为(0,b),则由题意知-2+b -2=1,解得b =2,故圆的方程为x 2+(y -2)2=1. 4. [答案] B[解析] 圆的方程化为标准形式:(x -1)2+(y -1)2=1, 圆心(1,1)到直线x -y -2=0的距离d =|1-1-2|2=2,所求距离的最大值为2+1,故选B.5. [解析] 圆心C(3,0),k CP =-12,由k CP ·k MN =-1,得k MN =2,所以MN 所在直线方程是2x -y -1=0,故选D.6. [答案] C[解析] 设圆心坐标为(a ,3a)(a>0),则圆心到直线3x +4y +3=0的距离d =|3a +12a +3|5=35(a +4a +1)≥35(4+1)=3,等号当且仅当a =2时成立.此时圆心坐标为(2,32),半径为3,故所求圆的方程为(x -2)2+(y -32)2=9.7. [答案]254[解析] ∵点A(1,2)在⊙O :x 2+y 2=5上, ∴过A 的切线方程为x +2y =5, 令x =0得,y =52,令y =0得,x =5,∴三角形面积为S =12×52×5=254.8. [答案] x +y -1=0[解析] 过点M 的最短的弦与CM 垂直,圆C :x 2+y 2-4x -2y =0的圆心为C(2,1), ∵k CM =1-02-1=1,∴最短弦所在直线的方程为y -0=-1(x -1),即x +y -1=0.9. [答案] (x +2)2+y 2=210. [解析] (1)⊙C :(x -2)2+(y -3)2=1.当切线的斜率不存在时,过点A 的直线方程为x =3,C(2,3)到直线的距离为1,满足条件.当k 存在时,设直线方程为y -5=k(x -3), 即kx -y +5-3k =0,由直线与圆相切得, |-k +2|k 2+1=1,∴k =34.∴直线方程为x =3或y =34x +114.(2)|AO|=9+25=34, 直线OA :5x -3y =0, 点C 到直线OA 的距离d =134, S =12·d·|AO|=12.C 档(跨越导练)C 组答案 1、[答案] B[解析] 圆的方程:(x -3)2+(y -4)2=25, ∴半径r =5,圆心到最短弦BD 的距离d =1, ∴最短弦长|BD|=46, 又最长弦长|AC|=2r =10,∴四边形的面积S =12×|AC|×|BD|=20 6.2、[答案] C[解析] 抛物线的焦点坐标是(5,0),双曲线的渐近线方程是3x±4y=0,点(5,0)到直线3x±4y=0的距离d =3即为所求圆的半径.故所求圆的方程为(x -5)2+y 2=9,即x 2+y 2-10x +16=0,故选C.3、[答案] (x -1)2+(y +1)2=9[解析] ∵M 是以AB 为直径的圆的圆心,|AB|=6, ∴半径为3,又⊙M 经过点C ,∴|CM|=12|AB|=3,∴点M 的轨迹方程为(x -1)2+(y +1)2=9.4、[答案] (x +1)2+y 2=2[解析] 在直线方程x -y +1=0中,令y =0得,x =-1,∴圆心坐标为(-1,0), 由点到直线的距离公式得圆的半径 R =|-1+0+3|2=2,∴圆的标准方程为(x +1)+y 2=2.5、[答案] (x -1)2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -122=1[解析] 如下图设圆心C(a ,b),由条件知a =1,取弦AB 中点D ,则CD =AC 2-AD 2=12-⎝⎛⎭⎪⎫322=12,即b =12,∴圆方程为(x -1)2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -122=1.6、[解析] (1)证明:∵圆C 过原点O ,∴OC 2=t 2+4t2. 设圆C 的方程是(x -t)2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -2t 2=t 2+4t 2,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)∵|OM|=|ON|,|CM|=|CN|, ∴OC 垂直平分线段MN. ∵k MN =-2,∴k OC =12.∴直线OC 的方程是y =12x.∴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=5.7、解析:易得交点坐标为(2,3)设所求直线为7x +8y -38+λ(3x -2y )=0, 即(7+3λ)x +(8-2λ)y -38=0,令x =0,y =388-2λ,令y =0,x =387+3λ,由已知,388-2λ=387+3λ,∴λ=15,即所求直线方程为x +y -5=0.又直线方程不含直线3x -2y =0,而当直线过原点时,在两轴上的截距也相等,故3x -2y =0亦为所求.8、分析一:如图,利用点斜式方程,分别与l 1、l 2联立,求得两交点A 、B 的坐标(用k 表示),再利用|AB |=5可求出k 的值,从而求得l 的方程.解析:解法一:若直线l 的斜率不存在,则直线l 的方程为x =3,此时与l 1、l 2的交点分别为A ′(3,-4)或B ′(3,-9),截得的线段AB 的长|AB |=|-4+9|=5,符合题意.若直线l 的斜率存在,则设直线l 的方程为y =k (x -3)+1.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -3)+1,x +y +1=0,得 A (3k -2k +1,-4k -1k +1). 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ y =k (x -3)+1,x +y +6=0,得 B (3k -7k +1,-9k -1k +1). 由|AB |=5.得(3k -2k +1-3k -7k +1)2+(-4k -1k +1+9k -1k +1)2=52. 解之,得k =0,直线方程为y =1.综上可知,所求l 的方程为x =3或y =1.9、解析:设所求圆的圆心为(a ,b ),半径为r ,∵点A (2,3)关于直线x +2y =0的对称点A ′仍在这个圆上,∴圆心(a ,b )在直线x +2y =0上,∴a +2b =0, ①(2-a )2+(3-b )2=r 2. ②又直线x -y +1=0截圆所得的弦长为22,∴r 2-(a -b +12)2=(2)2 ③ 解由方程①、②、③组成的方程组得:⎩⎪⎨⎪⎧ b =-3,a =6,r 2=52.或⎩⎪⎨⎪⎧ b =-7,a =14,r 2=244,∴所求圆的方程为(x -6)2+(y +3)2=52或(x -14)2+(y +7)2=244.10、解析:(1)直线l 的方程可化为y =m m 2+1x -4m m 2+1, 直线l 的斜率k =mm 2+1,因为|m |≤12(m 2+1), 所以|k |=|m |m 2+1≤12,当且仅当|m |=1时等号成立. 所以,斜率k 的取值范围是[-12,12].(2)不能.由(1)知l 的方程为y =k (x -4),其中|k |≤12.圆C 的圆心为C (4,-2),半径r =2.圆心C 到直线l 的距离d =21+k 2. 由|k |≤12,得d ≥45>1,即d >r 2. 从而,若l 与圆C 相交,则圆C 截直线l 所得的弦所对的圆心角小于2π3. 所以l 不能将圆C 分割成弧长的比值为12的两段圆弧.。

人教A版高中数学必修2--4.1.2(2)求轨迹方程

人教A版高中数学必修2--4.1.2(2)求轨迹方程
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ห้องสมุดไป่ตู้
(3)圆x y 8x 10y F 0与x轴相
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6 切, 则这个圆截 轴所得的弦长是___ y
(4)点A(3,5)是圆x y 4 x 8 y 80 0的一
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条弦的中点 则这条弦所在的直线方 , 程是 __
x y 8 0
轨迹
轨迹:一个点在空间移动,它所通过的全部路径叫做这 个点的轨迹 例如: (1)到一角两边距离相等的点的轨迹是这个角的角平分 线。 (2)到一条线段两个端点距离相等的点的轨迹是这条线 段的中垂线。
方法二 定义法(公式法):先判断并证明轨 迹形状,再根据特殊曲线定义写出方程.
由垂径定理可知 : CM OA OMC为直角三角形 直角顶点M的轨迹为以斜边
OC为直径的圆. 圆的圆心为OC的中点( 1 ,0), 2
半径 r 1 | OC | 1 2 2 所求圆的方程为:
(x - 1 ) 2 y 2 1 (舍去原点(0,0)) 2 4
CM OM
CM OM 0
( x 1, y) ( x, y) 0
(x - ) y 1 4
1 2 2 2
( x 1) x y 2 0
所求轨迹方程为: - 1 ) 2 y 2 1 (舍去原点(0,0)) (x 2 4
例1 :已知圆C的方程为 : ( x - 1) 2 y 2 1, 过原点O作任一弦OA, 求 弦OA的中点M的轨迹方程.
练习: 1. 已知圆C的方程为: ( x 4) 2 y 2 4, 过原点的直线 交 l 圆为A和B两点(不重合), 求弦AB的中点M的轨迹方程 .
y
B

高一数学必修2专题10求轨迹方程-

高一数学必修2专题10求轨迹方程-

求轨迹方程考向一直接法求轨迹方程1、动点P到点4(6,0)的距离是到点8(2,0)的距离的姻倍,则动点P的轨迹方程为()A.(x+2)2+y2=32B.r+/=16C.(x-l)2+y2 =16D.x2+(-l)2=16【分析】设P为(x,y),依据题中条件动点尸到点,4(6,0)的距离是SU点8(2.0)的距离的VI 倍,列出关于,.y的方程式.化简即可得点F的轨迹方程.【解答】解:设P(x,y),则由题意可得:7(x-6)2+y2=^^(A-2)2+3^,化简整理得3+2尸+V=32.A.【点评】求符合某种务榆动点的轨迹方程,其实质就是利用题设中的几何条件,用“坐标化将其转化为寻求变星间的关系.直接法是捋动点满足的几何条件或者等最关系,直接坐标化,列出等式化简即得动点轨迹方程.2.古希腊数学家阿波罗尼奥斯(约公元前262~公元前190年)的者作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,他证明过这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数^>0.^1)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆.在平面直角坐标系中,设,4(—3,0),8(3,0),动点M满足翌J=2,则动点M的轨迹方程为()I M d IA.(x-5)2+/=16B.;+(y-5)'=9C.(x+5)2+y2=16D.?+(y+5)2=9【分析】设出动点坐标,利用已知条件^出方程.化简求解即可.【解答】解:设村(3),由黑=2,I Mo I得危+?:+《=4,可得:3+3)勺寸=松_3尸+4),2,(x-3)・+V即x2-10x+y2+9=0故动点M的轨迹方程为(X-5)2+y2=16.故选:A.【点评】本题考查轨迹方程的求法,是基本知识的考查・3、已知RtA^C的斜边为AB,且.4(-1,0).8(3.0)・求:直角顶点C的轨迹方程;【答案】x'+r-lr-3=0(1^).【解析】方法一设%,),),因为C三点不共线,所以.函因为,且BC,.4C斜率均存在,所以kAc kBc=- 1 ,y又端二七,如c二—,所以岌—二-1,化简得F+y2 -2X-3二0x+1x-3x+1x-3因此,直角顶点C的轨迹方程为必+)】-2x-3二00*0)・方法二设•纱的中点为。

人教A版高中必修二试题专题:求动点的轨迹方程

人教A版高中必修二试题专题:求动点的轨迹方程

高中数学学习材料金戈铁骑整理制作专题:求动点的轨迹方程例1:已知点M 到定点O (0,0)的距离与到定点A (3,0)的距离的比为12,求M 点的轨迹方程例2:已知动圆M 与两定圆A:(x+3)2+y 2=1和B:(x-3)2+y 2=4都外切,求动圆圆心M 的轨迹方程例3:△ABC 的顶点B,C 的坐标分别是(2,1)、(-3,-1),顶点A 在圆22(2)(4)4x y ++-=上运动,求△ABC 的重心的轨迹方程例4:当参数m 随意变化时,求抛物线()y x m x m =+++-22211的顶点的轨迹方程。

例5:已知点P 在直线x=2上移动,直线l 通过原点且 与OP 垂直,通过点A (1,0)及点P 的直线m 和直线l 交于点Q,求点Q 的轨迹方程练习、平行四边形ABCD 的顶点A 、C 坐标为(3,-1)、(2,-3),顶点D 在直线310x y -+=上移动,则顶点B 的轨迹方程为练习2、设点P 是以F 1、F 2为焦点的双曲线221169x y -=上的动点,求12F F P ∆的重心G 的轨迹方程2291(0)16x y y -=≠练习作业:1、求与圆2240x y x +-=外切且与Y 轴相切的动圆的圆心的轨迹方程2、已知线段AB 的两个端点A 、B 分别在x 轴、y 轴上滑动,|AB|=3,点P 是AB 上一点,且|AP|=1,则点P 的轨迹方程是____________3、抛物线24y x =的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)与抛物线交于A 、B 两点,动点C 在抛物线上,求△ABC 重心P 的轨迹方程。

4、已知P (4,0)在圆2236x y +=内,点A ,B 是圆上的两个动点,且AP 与BP 垂直,求AB 中点的轨迹方程5、椭圆与双曲线有共同的焦点F 1(一4,0),F 2(4,0),且椭圆的长轴长是双曲线实轴长的2倍,求椭圆与双曲线交点的轨迹6、边长为a 的正三角形PAB 的顶点A 、B 分别在y 轴和x 轴上移动,使点P 按逆时针方向移动,求点P 的轨迹方程。

【人教版】2020高中数学 考点49 轨迹方程庖丁解题 新人教A版必修2

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考点49 轨迹方程在高考数学试题中,求动点轨迹是一个难点,也是一个重点.求动点轨迹方程常用的方法有:直接法、定义法、参数法,相关点法等.【例】已知动点P (x ,y )与两定点M (-1,0),N (1,0)连线的斜率之积等于–1.则动点P 的轨迹C 的方程为_______________.【答案】x 2+y 2=1(x ≠±1).【规律方法】求轨迹方程的一般步骤(1)建立适当坐标系,设出动点M 的坐标(x ,y ). (2)列出点M 满足条件的集合.(3)用坐标表示上述条件,列出方程f(x ,y )=0. (4)将上述方程化简.(5)证明化简后的以方程的解为坐标的点都是轨迹上的点.1.方程y =9-x 2表示的曲线是( )A .一条射线B .一个圆C .两条射线D .半个圆【答案】D【解析】方程y =9-x 2可化为x 2+y 2=9(y ≥0),所以方程y =9-x 2表示圆x 2+y 2=9位于x 轴上方的部分,是半个圆. 【易错易混】要注意到y >0,应是个半圆.2.方程x2 +y2+2ax–b2 =0表示的图形是()A.一个圆B.只有当a=0时,才能表示一个圆C.一个点D.a,b不同时为0时,才能表示一个圆【答案】D【解析】当a=b=0时,原方程变为x2+y2=0,表示一个点.当a2+b2≠0时,方程x2+y2+2ax–b2=0表示一个圆.3.在△ABC中,若顶点B、C的坐标分别是(-2,0)和(2,0),中线AD的长度是3,则点A的轨迹方程是()A.x2+y2=3 B.x2+y2=4C.x2+y2=9(y≠0)D.x2+y2=9(x≠0)【答案】C【解析】中点D(0,0),由于|AD|为定长3,所以A点在以D为圆心,3为半径的圆上,选C.【规律总结】求轨迹方程时经常遇到“去”或“补”的问题,当所求方程包括不合题意的点时,必须去掉;当所求方程不含其他合乎条件的点时,必须补出来(如本例).以上例题所用方法均是由题意所给出的等量关系直接列出方程所得,故称“直接法”.4.已知两定点A(–2,0),B(1,0),若动P满足|PA|=2|PB|,则点P的轨迹所包围的图形的面积等于()A.πB.4πC.8πD.9π【答案】B5.已知动点M到点(8,0)的距离等于点M到点(2,0)的距离的2倍,那么点M的轨迹方程是()A.x2+y2 =32 B.x2+y2 =16C.(x–1)2+y2=16 D.x2+(y–1)2=16【答案】B【解析】设M(x,y),则M=整理得x2+y2= 16.6.已知圆C:x2+(y-1)2=5,直线l:mx-y+1-m=0.(1)求证:对任意m∈R,直线l与圆C总有两个不同的交点;(2)求弦AB的中点M的轨迹方程.y -( )A .一个圆B .两个圆C .一个半圆D .两个半圆【答案】D【解析】方程可化为(|x |-1)2+(y -1)2=1,又|x |-1≥0,所以x ≥1或x ≤-1.若x ≤-1,方程为(x +1)2+(y -1)2=1;若x ≥1,方程为(x -1)2+(y -1)2=1.方程表示两个半圆. 2.动点A 在圆x 2+y 2=1上移动时,它与定点B(3,0)连线的中点的轨迹方程是 .【答案】(2x –3)2+4y 2=1【解析】设中点M(x ,y ),则动点A(2x –3,2y ),∵A 在圆x 2+y 2=1上,∴(2x –3)2+(2y )2=1, 即所求轨迹方程为(2x –3)2+4y 2=1.3.设方程22242(3)2(14)1690x y m x m y m +-++-++=,若该方程表示一个圆, m 的取值范围 ,这时圆心的轨迹方程 . 【答案】24(3)1y x =--,20,47x ⎛⎫∈⎪⎝⎭【解析】配方得:[]2222(3)(14)167x m y m m m ⎡⎤-++--=+-⎣⎦4.设定点M (–3,4),动点N 在圆x 2+y 2=4上运动,以OM ,ON 为两边作Y MONP ,求点P 的轨迹方程.【解析】如图所示,设P (x ,y ),N (x 0,y 0), 则线段OP 的中点坐标为(,)22x y,线段MN 的中点坐标为0034(,)22x y -+. 因为平行四边形的对角线互相平分, 故0034,2222x y x y -+==, 则有0034x x y y =+⎧⎨=-⎩即N (x +3,y –4).又点N 在圆x 2+ y 2=4上,故(x +3)2+(y –4)2=4. 因此点P 的轨迹为圆(除去两点),其轨迹方程为(x +3)2+(y –4)2=4 (除去2128912(,),(,)5555--,两点).天津之眼天津之眼,全称天津永乐桥摩天轮,坐落在天津海河畔,是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,兼具观光和交通功能.是世界上唯一建在桥上的摩天轮,是天津的地标之一.摩天轮直径为110米,轮外装挂64个360度透明座舱,每个座舱可乘坐8个人,可同时供512个人观光.摩天轮旋转一周所需时间为30分钟,到达最高处时,周边景色一览无余,甚至能看到方圆40公里以内的景致,被誉为“天津之眼”.图为天津之眼夜景.。

湖北省孝感市2018年高考数学备考资料 研究专题4(必修2):动点的轨迹方程的求法

湖北省孝感市2018年高考数学备考资料 研究专题4(必修2):动点的轨迹方程的求法

动点的轨迹方程的求法孝感一中邓格人教版数学必修2第四章的习题4.1 B组3个习题<P124)都是求动点的轨迹方程,可见轨迹方程的求法这一知识点的重要性,从近几年高考命题来看,求动点的轨迹方程是常考题型,主要以解答题的形式出现,并且轨迹问题的考查往往与函数、方程、向量、平面几何等知识相融合,着重考查分析问题,解决问题的能力,对逻辑思维能力、运算能力也有一定的要求,我们从教材中这3个习题入手,来探究动点的轨迹方程的求法.b5E2RGbCAP1、定义法习题1 等腰三角形的顶点A的坐标是<4,2),底边一个端点B的坐标是<3,5),求另一个端点C的轨迹方程,并说明它是什么图形.【数学必修2习题4.1B组T1】p1EanqFDPw解:由题意,等腰△ABC的另一个端点C在以A<4,2)为圆心,经过点B<3,5)的圆上,且除去点B以及点B关于点A对称的点B'DXDiTa9E3d设与点B<3,5)关于A<4,2)对称的点是B'(x',y'>,则有,解得:x'=5, y'=-1所以点B关于点A的对称点是B'<5,-1)又|AB|=顶点C的轨迹是圆,除去两点B<3,5),B'<5,-1)即顶点C的轨迹方程是,且习题2 长为2a的线段AB的两个端点A和B分别在x轴和y 轴上滑动,求线段AB的中点的轨迹方程。

【数学必修2习题4.1B组T2】解:设线段AB的中点为M,点M运动时,到原点的距离为定长,即Rt△AOB的斜边上的中线长,因为|AB| =2a,即点,所以点M的轨迹是以O为圆心,a为半径的圆,根据圆的标准方程,点M的轨迹方程为:RTCrpUDGiT习题1和习题2都是用到定义法求动点的轨迹方程,即运用解读几何中一些常用定义<例如圆,椭圆,双曲线等的定义),从曲线定义出发直接写出轨迹方程。

定义法要求对圆锥曲线定义所包含的几何意义理解得很透彻。

5PCzVD7HxA2、直接法习题3 已知点M与两个定点O<0,0),A<3,0)的距离的比为,求点M的轨迹方程。

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专题:求动点的轨迹方程
例1:已知点M 到定点O (0,0)的距离与到定点A (3,0)的距离的比为
12
,求M 点的轨迹方程
例2:已知动圆M 与两定圆A:(x+3)2+y 2=1和B:(x-3)2+y 2=4都外切,求动圆圆心M 的轨迹方程
例3:△ABC 的顶点B,C 的坐标分别是(2,1)、(-3,-1),顶点A 在圆22
(2)(4)4x y ++-=上运动,求△ABC 的重心的轨迹方程
例4:当参数m 随意变化时,求抛物线()y x m x m =+++-22211的顶点的轨迹方程。

例5:已知点P 在直线x=2上移动,直线l 通过原点且 与OP 垂直,通过点A (1,0)及点P 的直线m 和直线l 交于点Q,求点Q 的轨迹方程
练习、平行四边形ABCD 的顶点A 、C 坐标为(3,-1)、(2,-3),顶点D 在直线310x y -+=上移动,则顶点B 的轨迹方程为
练习2、设点P 是以F 1、F 2为焦点的双曲线22
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x y -=上的动点,求12F F P ∆的重心G 的轨迹方程2
291(0)16
x y y -=≠
练习作业:
1、求与圆2240x y x +-=外切且与Y 轴相切的动圆的圆心的轨迹方程
2、已知线段AB 的两个端点A 、B 分别在x 轴、y 轴上滑动,|AB|=3,点P 是AB 上一点,且|AP|=1,则点P 的轨迹方程是____________
3、抛物线2
4y x =的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)与抛物线交于A 、B 两点,动点C 在抛物线上,求△ABC 重心P 的轨迹方程。

4、已知P (4,0)在圆22
36x y +=内,点A ,B 是圆上的两个动点,且AP 与BP 垂直,求AB 中点的轨迹方程
5、椭圆与双曲线有共同的焦点F 1(一4,0),F 2(4,0),且椭圆的长轴长是双曲线实轴长的2倍,求椭圆与双曲线交点的轨迹
6、边长为a 的正三角形PAB 的顶点A 、B 分别在y 轴和x 轴上移动,使点P 按逆时针方向移动,求点P 的轨迹方程。

7、已知常数a>0,在矩形ABCD 中,AB=4,BC=4a,O 为AB 中点,点E,F,G 分别在BC 、CD 、DA 上移动,且BE CF DG BC CD DA
==,P 为GE 与OF 的交点,求点P 轨迹方程。

8、如图,过点A(-3,0)的直线l 与曲线C :22
24x y +=交于B 、C 两点.作平行四边形OBPC ,
求点P 的轨迹方程。

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