高中数学_直线、圆和方程压轴题[培优、提高]
高中数学4.2.3 直线与圆的方程的应用 导学课时提升作业(二十八)
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课时提升作业(二十八)直线与圆的方程的应用一、选择题(每小题3分,共18分)1.直线x+y-2=0截圆x2+y2=4得的劣弧所对的圆心角为( )A.30°B.45°C.60°D.90°【解析】选C.由于直线的倾斜角为120°,画出草图,如图,易得等边三角形.2.已知点A(-1,1)和圆C:(x-5)2+(y-7)2=4,一束光线从A经x轴反射到圆C上的最短路程是( )A.6-2B.8C.4D.10【解析】选B.点A关于x轴的对称点A′(-1,-1),A′与圆心(5,7)的距离为=10.所以所求最短路程为10-2=8.3.(2014·海口高一检测)台风中心从A地以每小时20km的速度向东北方向移动,离台风中心30km及以内的地区为危险地区,城市B在A的正东40km外,B城市处于危险区内的时间为( )A.0.5hB.1hC.1.5hD.2h【解析】选B.建立直角坐标系如图,圆B是半径为30km的圆,当台风中心处于弦CD之间(包括端点)时城市B处于危险区,易知CD长为20km,故城市B处在危险区的时间为1h.4.(2013·大连高一检测)圆C:(x-4)2+(y-4)2=4与直线y=kx的交点为P,Q,原点为O,则|OP|·|OQ|的值为( )A.2B.28C.32D.由k确定【解题指南】由平面几何知识可知|OP|·|OQ|等于过O点圆的切线长的平方. 【解析】选B.如图,过原点O作☉C的切线OA,连结AC,OC,在Rt△OAC中,|OA|2=|OC|2-r2=32-4=28,由平面几何知识可知,|OP|·|OQ|=|OA|2=28.5.某圆拱桥的示意图如图所示,该圆拱的跨度AB是36m,拱高OP是6m,在建造时,每隔3m需用一个支柱支撑,则支柱A2P2的长为( )A.(12-24)mB.(12+24)mC.(24-12)mD.不确定【解析】选A.如图,以线段AB所在的直线为x轴,线段AB的中点O为坐标原点建立平面直角坐标系,那么点A,B,P的坐标分别为(-18,0),(18,0),(0,6).设圆拱所在的圆的方程是x2+y2+Dx+Ey+F=0.因为A,B,P在此圆上,故有解得故圆拱所在圆的方程是x2+y2+48y-324=0.将点P2的横坐标x=6代入上式,结合图形解得y=-24+12.故支柱A2P2的长约为(12-24)m.【方法锦囊】建立适当的直角坐标系应遵循三点原则①若曲线是轴对称图形,则可选它的对称轴为坐标轴;②常选特殊点作为直角坐标系的原点;③尽量使已知点位于坐标轴上.6.(2014·延安高一检测)方程=kx+2有唯一解,则实数k的范围是( )A.k=±B.k∈(-2,2)C.k<-2或k>2D.k<-2或k>2或k=±【解析】选D.由题意知,直线y=kx+2与半圆x2+y2=1(y≥0)只有一个交点.结合图形易得k<-2或k>2或k=±.二、填空题(每小题4分,共12分)7.一条光线从点A(7,2)射入,经过x轴上点P反射后,通过圆B:(x+3)2+(y-3)2=25的圆心,则反射点的坐标为________.【解析】B关于x轴对称点B′(-3,-3).直线AB′:=,即5x-35=10y-20,即5x-10y-15=0,所以直线AB′与x轴交点为(3,0),所以反射点坐标为(3,0). 答案:(3,0)【举一反三】若把题干中“通过圆B:(x+3)2+(y-3)2=25的圆心”改为“与圆B:(x+3)2+(y-3)2=25相切”,则反射点的坐标为________.【解析】圆B:(x+3)2+(y-3)2=25关于x轴对称圆的方程为圆B′:(x+3)2+(y+3)2=25.设入射光线的方程为y-2=k(x-7)即kx-y-7k+2=0,又圆心B′(-3,-3)到kx-y-7k+2=0的距离等于半径5,所以=5,所以k=或k=0(舍),所以入射光线的方程为x-y-=0,所以入射光线与x轴交点为,所以反射点坐标为.答案:8.(2014·烟台高一检测)已知直线x-2y-3=0与圆(x-2)2+(y+3)2=9相交于E,F两点,圆心为点C,则△CEF的面积等于________.【解析】因为圆心C(2,-3)到直线的距离为d==,又R=3,所以|EF|=2=4.所以S△CEF=|EF|·d=2.答案:29.若点P在直线l1:x+y+3=0上,过点P的直线l2与曲线C:(x-5)2+y2=16相切于点M,则|PM|的最小值为________.【解析】曲线C:(x-5)2+y2=16是圆心为C(5,0),半径为4的圆,连接CP,CM,则在△MPC中,CM⊥PM,则|PM|==,当|PM|取最小值时,|CP|取最小值,又点P在直线l1上,则|CP|的最小值是点C到直线l1的距离,即|CP|的最小值为d==4,则|PM|的最小值为=4.答案:4三、解答题(每小题10分,共20分)10.如图所示,已知直线l的解析式是y=x-4,并且与x轴,y轴分别交于A,B两点.一个半径为1.5的圆C,圆心C从点(0,1.5)开始以每秒0.5个单位的速度沿着y 轴向下运动,当圆C与直线l相切时,求该圆运动的时间.【解析】设运动的时间为ts,则ts后圆心的坐标为(0,1.5-0.5t).因为圆C与直线l:y=x-4,即4x-3y-12=0相切,所以=1.5.解得t=6或16.即该圆运动的时间为6s或16s.11.有相距100km的A,B两个批发市场,商品的价格相同,但在某地区居民从两地运回商品时,A地的单位距离的运费是B地的2倍.问怎样确定A,B两批发市场的售货区域对当地居民有利?【解析】建立以AB所在直线为x轴,AB中点为原点的直角坐标系,则A(-50,0), B(50,0).设P(x,y),由2|PA|=|PB|,得x2+y2+x+2500=0,所以在圆x2+y2+x+2500=0内到A地购物合算;在圆x2+y2+x+2500=0外到B 地购物合算;在圆x2+y2+x+2500=0上到A,B两地购物一样合算.一、选择题(每小题4分,共16分)1.由y=|x|和圆x2+y2=4所围成的较小扇形的面积是( )A. B.π C. D.【解析】选B.由题意围成的面积为圆面积的,所以S=πr2=π,故选B.2.(2014·兰州高一检测)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( )A.10B.20C.30D.40【解析】选B.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2=4,所以四边形ABCD的面积为×AC×BD=×10×4=20.3.将直线2x-y+λ=0,沿x轴向左平移1个单位,所得直线与圆x2+y2+2x-4y=0相切,则实数λ的值为( )A.-3或7B.-2或8C.0或10D.1或11【解析】选A.直线2x-y+λ=0,沿x轴向左平移1个单位可变形为2(x+1)-y+λ=0,即2x-y+λ+2=0.又d==,则λ=7或λ=-3.4.若曲线y=1+与直线y=k(x-2)+4有两个交点,则实数k的取值范围为( ) A. B.C. D.【解题指南】画出曲线y=1+及直线y=k(x-2)+4的图象,利用数形结合求k的取值范围.【解析】选D.如图,曲线y=1+表示上半圆,直线y=k(x-2)+4过定点P(2,4),且A(-2,1).因为k PA=,PC与半圆相切,所以易求k PC=,所以<k≤.二、填空题(每小题5分,共10分)5.设村庄外围所在曲线的方程可用(x-2)2+(y+3)2=4表示,村外一小路方程可用x-y+2=0表示,则从村庄外围到小路的最短距离为________.【解析】因为圆心到直线的距离为,从村庄外围到小路的最短距离为-2. 答案:-26.已知实数x,y满足x2+y2-4x+1=0,则(1)x-y的最大值和最小值分别是________和________.(2)的最大值和最小值分别是________和________.(3)x2+y2的最大值和最小值分别是________和________.【解析】(1)设x-y=b,则y=x-b与圆x2+y2-4x+1=0有公共点,即≤,所以2-≤b≤2+.故x-y的最大值为2+,最小值为2-.(2)设=k,则y=kx与x2+y2-4x+1=0有公共点,即≤,所以-≤k≤,故的最大值为,最小值为-.(3)圆心(2,0)到原点距离为2,半径r=.故(2-)2≤x2+y2≤(2+)2.由此x2+y2的最大值为7+4,最小值为7-4.答案:(1)2+2-(2)-(3)7+47-4三、解答题(每小题12分,共24分)7.设有一个半径为3km的圆形村落,甲、乙两人同时从村落中心出发,甲向东,而乙向北前进,甲出村后不久,改变前进方向.沿着相切于村落边界的方向前进,后来恰好与乙相遇,设甲、乙两人的速度都一定,其比为3∶1,此二人在何处相遇? 【解析】如图,以村落中心为坐标原点,以东西方向为x轴,南北方向为y轴建立直角坐标系.设甲向东走到D转向到C恰好与乙相遇.设D,C两点的坐标分别为(a,0),(0,b),其中a>3,b>3,则CD方程为+=1.设乙的速度为v,则甲的速度为3v.依题意,得解得所以乙向北走3.75km时两人相遇.8.(2014·江苏高考)如图,为了保护河上古桥OA,规划建一座新桥BC,同时设立一个圆形保护区.规划要求:新桥BC与河岸AB垂直;保护区的边界为圆心M在线段OA上并与BC相切的圆.且古桥两端O和A到该圆上任意一点的距离均不少于80m.经测量,点A位于点O正北方向60m处,点C位于点O正东方向170m处(OC为河岸),tan∠BCO=.(1)求新桥BC的长.(2)当OM多长时,圆形保护区的面积最大?【解析】(1)以OC,OA为x,y轴,向东和向北为正方向建立直角坐标系,则C(170,0),A(0,60).由题意,k BC=-,直线BC的方程y=-(x-170),又k AB=-=,故直线AB方程为y=x+60.由解得即B(80,120),所以|BC|==150(m).(2)设OM=t,即M(0,t),0≤t≤60,由(1)直线BC的一般方程为4x+3y-680=0,圆M的半径为r=,由题意要求由于0≤t≤60,因此r===136-t,所以所以10≤t≤35,所以当t=10时,r取得最大值130m,此时圆的面积最大.关闭Word文档返回原板块。
高中数学 直线和圆的方程十年高考题(带详细解析) 知识点+例题
直线和圆的方程一、选择题1.(2003北京春文12,理10)已知直线ax +by +c =0(abc ≠0)与圆x 2+y 2=1相切,则三条边长分别为|a |,|b |,|c |的三角形( )A.是锐角三角形B.是直角三角形C.是钝角三角形D.不存在2.(2003北京春理,12)在直角坐标系xOy 中,已知△AOB 三边所在直线的方程分别为x =0,y =0,2x +3y =30,则△AOB 内部和边上整点(即横、纵坐标均为整数的点)的总数是( )A.95B.91C.88D.75 3.(2002京皖春文,8)到两坐标轴距离相等的点的轨迹方程是( ) A.x -y =0 B.x +y =0 C.|x |-y =0 D.|x |-|y |=04.(2002京皖春理,8)圆2x 2+2y 2=1与直线x sin θ+y -1=0(θ∈R ,θ≠2π+k π,k ∈Z )的位置关系是( ) A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定的5.(2002全国文)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,-1B.2,-2C.1D.-16.(2002全国理)圆(x -1)2+y 2=1的圆心到直线y =33x 的距离是( ) A.21 B.23 C.1D.37.(2002北京,2)在平面直角坐标系中,已知两点A (co s 80°,sin80°),B (co s 20°,sin20°),则|AB |的值是( )A.21B.22C.23D.18.(2002北京文,6)若直线l :y =kx 3-与直线2x +3y -6=0的交点位于第一象限,则直线l 的倾斜角的取值范围是( )A.)3,6[ππB.)2,6(ππC.)2,3(ππD.]2,6[ππ9.(2002北京理,6)给定四条曲线:①x 2+y 2=25,②4922y x +=1,③x 2+42y =1,④42x +y 2=1.其中与直线x +y -5=0仅有一个交点的曲线是( )A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④10.(2001全国文,2)过点A (1,-1)、B (-1,1)且圆心在直线x +y -2=0上的圆的方程是( )A.(x -3)2+(y +1)2=4B.(x +3)2+(y -1)2=4C.(x -1)2+(y -1)2=4D.(x +1)2+(y +1)2=4 11.(2001上海春,14)若直线x =1的倾斜角为α,则α( )A.等于0B.等于4π C.等于2π D.不存在12.(2001天津理,6)设A 、B 是x 轴上的两点,点P 的横坐标为2且|P A |=|PB |,若直线P A 的方程为x -y +1=0,则直线PB 的方程是( )A.x +y -5=0B.2x -y -1=0C.2y -x -4=0D.2x +y -7=013.(2001京皖春,6)设动点P 在直线x =1上,O 为坐标原点.以OP 为直角边,点O 为直角顶点作等腰Rt △OP Q ,则动点Q 的轨迹是( )A.圆B.两条平行直线C.抛物线D.双曲线14.(2000京皖春,4)下列方程的曲线关于x =y 对称的是( ) A.x 2-x +y 2=1 B.x 2y +xy 2=1 C.x -y =1 D.x 2-y 2=115.(2000京皖春,6)直线(23-)x +y =3和直线x +(32-)y =2的位置关系是( ) A.相交不垂直 B.垂直 C.平行 D.重合16.(2000全国,10)过原点的直线与圆x 2+y 2+4x +3=0相切,若切点在第三象限,则该直线的方程是( )A.y =3xB.y =-3xC.y =33xD.y =-33x17.(2000全国文,8)已知两条直线l 1:y =x ,l 2:ax -y =0,其中a 为实数,当这两条直线的夹角在(0,12π)内变动时,a 的取值范围是( )A.(0,1)B.(3,33) C.(33,1)∪(1,3) D.(1,3)18.(1999全国文,6)曲线x 2+y 2+22x -22y =0关于( ) A.直线x =2轴对称B.直线y =-x 轴对称C.点(-2,2)中心对称D.点(-2,0)中心对称19.(1999上海,13)直线y =33x 绕原点按逆时针方向旋转30°后所得直线与圆(x -2)2+y 2=3的位置关系是( )A.直线过圆心B.直线与圆相交,但不过圆心C.直线与圆相切D.直线与圆没有公共点20.(1999全国,9)直线3x +y -23=0截圆x 2+y 2=4得的劣弧所对的圆心角为( )A.6πB.4π C .3πD.2π21.(1998全国,4)两条直线A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0垂直的充要条件是( )A.A 1A 2+B 1B 2=0B.A 1A 2-B 1B 2=0C.12121-=B B A A D.2121A A B B =122.(1998上海)设a 、b 、c 分别是△ABC 中∠A 、∠B 、∠C 所对边的边长,则直线sin A ·x +ay +c =0与bx -sin B ·y +sin C =0的位置关系是( )A.平行B.重合C.垂直D.相交但不垂直23.(1998全国文,3)已知直线x =a (a >0)和圆(x -1)2+y 2=4相切,那么a 的值是( )A.5B.4C.3D.224.(1997全国,2)如果直线ax +2y +2=0与直线3x -y -2=0平行,那么系数a 等于( )A.-3B.-6C.-23 D.32 25.(1997全国文,9)如果直线l 将圆x 2+y 2-2x -4y =0平分,且不通过第四象限,那么直线l 的斜率的取值范围是( )A.[0,2]B.[0,1]C.[0,21] D.[0,21) 26.(1995上海,8)下列四个命题中的真命题是( )A.经过定点P 0(x 0,y 0)的直线都可以用方程y -y 0=k (x -x 0)表示B.经过任意两个不同的点P 1(x 1,y 1)、P 2(x 2,y 2)的直线都可以用方程(y -y 1)·(x 2-x 1)=(x -x 1)(y 2-y 1)表示C.不经过原点的直线都可以用方程1=+bya x 表示 D.经过定点A (0,b )的直线都可以用方程y =kx +b 表示 27.(1995全国文,8)圆x 2+y 2-2x =0和x 2+y 2+4y =0的位置关系是( ) A.相离 B.外切 C.相交 D.内切28.(1995全国,5)图7—1中的直线l 1、l 2、l 3的斜率分别为k 1、k 2、k 3,则( )A.k 1<k 2<k 3B.k 3<k 1<k 2C.k 3<k 2<k 1D.k 1<k 3<k 2 29.(1994全国文,3)点(0,5)到直线y =2x 的距离是( ) A.25B.5C.23D.25图7—130.(2003上海春,2)直线y=1与直线y=3x+3的夹角为_____.31.(2003上海春,7)若经过两点A(-1,0)、B(0,2)的直线l与圆(x -1)2+(y-a)2=1相切,则a=_____.32.(2002北京文,16)圆x2+y2-2x-2y+1=0上的动点Q到直线3x+4y +8=0距离的最小值为.33.(2002北京理,16)已知P是直线3x+4y+8=0上的动点,P A,PB是圆x2+y2-2x-2y+1=0的两条切线,A、B是切点,C是圆心,那么四边形P ACB 面积的最小值为.34.(2002上海文,6)已知圆x2+(y-1)2=1的圆外一点P(-2,0),过点P作圆的切线,则两条切线夹角的正切值是.35.(2002上海理,6)已知圆(x+1)2+y2=1和圆外一点P(0,2),过点P作圆的切线,则两条切线夹角的正切值是.36.(2002上海春,8)设曲线C1和C2的方程分别为F1(x,y)=0和F2(x,y)=0,则点P(a,b) C1∩C2的一个充分条件为.37.(2001上海,11)已知两个圆:x2+y2=1①与x2+(y-3)2=1②,则由①式减去②式可得上述两圆的对称轴方程.将上述命题在曲线仍为圆的情况下加以推广,即要求得到一个更一般的命题,而已知命题应成为所推广命题的一个特例.推广的命题为:38.(2001上海春,6)圆心在直线y=x上且与x轴相切于点(1,0)的圆的方程为.39.(2000上海春,11)集合A={(x,y)|x2+y2=4},B={(x,y)|(x-3)2+(y-4)2=r2},其中r>0,若A∩B中有且仅有一个元素,则r的值是_____.40.(1997上海)设圆x2+y2-4x-5=0的弦AB的中点为P(3,1),则直线AB的方程是.41.(1994上海)以点C(-2,3)为圆心且与y轴相切的圆的方程是.42.(2003京春文,20)设A(-c,0),B(c,0)(c>0)为两定点,动点P到A点的距离与到B点的距离的比为定值a(a>0),求P点的轨迹.43.(2003京春理,22)已知动圆过定点P(1,0),且与定直线l:x=-1相切,点C在l上.(Ⅰ)求动圆圆心的轨迹M的方程;(Ⅱ)设过点P,且斜率为-3的直线与曲线M相交于A、B两点.(i)问:△ABC能否为正三角形?若能,求点C的坐标;若不能,说明理由;(ii)当△ABC为钝角三角形时,求这种点C的纵坐标的取值范围.44.(2002全国文,21)已知点P 到两个定点M (-1,0)、N (1,0)距离的比为2,点N 到直线PM 的距离为1.求直线PN 的方程.45.(1997全国文,25)已知圆满足:①截y 轴所得弦长为2;②被x 轴分成两段圆弧,其弧长的比为3∶1;③圆心到直线l :x -2y =0的距离为55,求该圆的方程.46.(1997全国理,25)设圆满足:(1)截y轴所得弦长为2;(2)被x轴分成两段圆弧,其弧长的比为3∶1.在满足条件(1)、(2)的所有圆中,求圆心到直线l:x-2y=0的距离最小的圆的方程.47.(1997全国文,24)已知过原点O的一条直线与函数y=lo g8x的图象交于A、B两点,分别过点A、B作y轴的平行线与函数y=lo g2x的图象交于C、D 两点.(1)证明点C、D和原点O在同一条直线上.(2)当BC平行于x轴时,求点A的坐标.48.(1994上海,25)在直角坐标系中,设矩形OPQR的顶点按逆时针顺序依次为O(0,0),P(1,t),Q(1-2t,2+t),R(-2t,2),其中t∈(0,+∞).(1)求矩形OPQR在第一象限部分的面积S(t).(2)确定函数S(t)的单调区间,并加以证明.49.(1994全国文,24)已知直角坐标平面上点Q(2,0)和圆C:x2+y2=1,动点M到圆C的切线长与|MQ|的比等于常数λ(λ>0).求动点M的轨迹方程,说明它表示什么曲线.答案解析1.答案:B解析:圆心坐标为(0,0),半径为 1.因为直线和圆相切.利用点到直线距离公式得:d =22||b a c +=1,即a 2+b 2=c 2.所以,以|a |,|b |,|c |为边的三角形是直角三角形.评述:要求利用直线与圆的基本知识,迅速找到a 、b 、c 之间的关系,以确定三角形形状.2.答案:B 解析一:由y =10-32x (0≤x ≤15,x ∈N )转化为求满足不等式y ≤10-32x (0≤x ≤15,x ∈N )所有整数y 的值.然后再求其总数.令x =0,y 有11个整数,x =1,y 有10个,x =2或x =3时,y 分别有9个,x =4时,y 有8个,x =5或6时,y 分别有7个,类推:x =13时y 有2个,x =14或15时,y 分别有1个,共91个整点.故选B.解析二:将x =0,y =0和2x +3y =30所围成的三角形补成一个矩形.如图7—2所示.对角线上共有6个整点,矩形中(包括边界)共有16×11=176.因此所求△AOB 内部和边上的整点共有26176+=91(个) 评述:本题较好地考查了考生的数学素质,尤其是考查了思维的敏捷性与清晰的头脑,通过不等式解等知识探索解题途径.3.答案:D解析:设到坐标轴距离相等的点为(x ,y ) ∴|x |=|y | ∴|x |-|y |=0 4.答案:C解析:圆2x 2+2y 2=1的圆心为原点(0,0)半径r 为22,圆心到直线x sin θ+y -1=0的距离为:1sin 11sin |1|22+=+=θθd∵θ∈R ,θ≠2π+k π,k ∈Z∴0≤sin 2θ<1 ∴d >22∴d >r ∴圆2x 2+2y 2=1与直线x sin θ+y -1=0(θ∈R ,θ≠2π+k π,k ∈Z )的位置关系是相离.图7—2解析:将圆x 2+y 2-2x =0的方程化为标准式:(x -1)2+y 2=1 ∴其圆心为(1,0),半径为1,若直线(1+a )x +y +1=0与该圆相切,则圆心到直线的距离d 等于圆的半径r∴11)1(|11|2=++++a a ∴a =-16.答案:A解析:先解得圆心的坐标(1,0),再依据点到直线距离的公式求得A 答案. 7.答案:D解析:如图7—3所示,∠AOB =60°,又|OA |=|OB |=1 ∴|AB |=1 8.答案:B方法一:求出交点坐标,再由交点在第一象限求得倾斜角的范围⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=++=⇒⎩⎨⎧=-+-=k k y kx y x kx y 3232632)32(306323 ∵交点在第一象限,∴⎩⎨⎧>>00y x∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>+->++032326032)32(3kk k∴k ∈(33,+∞)∴倾斜角范围为(2,6ππ)方法二:如图7—4,直线2x +3y -6=0过点A (3,0),B (0,2),直线l 必过点(0,-3),当直线过A 点时,两直线的交点在x 轴,当直线l 绕C 点逆时针旋转时,交点进入第一象限,从而得出结果.评述:解法一利用曲线与方程的思想,利用点在象限的特征求得,而解法二利用数形结合的思想,结合平面几何中角的求法,可迅速、准确求得结果.9.答案:D解析:联立方程组,依次考查判别式,确定D. 10.答案:C解析一:由圆心在直线x +y -2=0上可以得到A 、C 满足条件,再把A 点坐标(1,-1)代入圆方程.A 不满足条件.∴选C.解析二:设圆心C 的坐标为(a ,b ),半径为r ,因为圆心C 在直线x +y -2=0上,∴b =2-a . 由|CA |=|CB |,得(a -1)2+(b +1)2=(a +1)2+(b -1)2,解得a =1,b =1 因此所求圆的方程为(x -1)2+(y -1)2=4评述:本题考查圆的方程的概念,解法一在解选择题中有广泛的应用,应引起重视.图7—3图7—4解析:直线x =1垂直于x 轴,其倾斜角为90°. 12.答案:A解析:由已知得点A (-1,0)、P (2,3)、B (5,0),可得直线PB 的方程是x +y -5=0. 评述:本题考查直线方程的概念及直线的几何特征. 13.答案:B解析一:设P =1+bi ,则Q =P (±i ), ∴Q =(1+bi )(±i )=±b i ,∴y =±1 解析二:设P 、Q 点坐标分别为(1,t ),(x ,y ), ∵OP ⊥OQ ,∴1t·xy=-1,得x +ty =0 ①∵|OP |=|OQ |,∴2221y x t +=+,得x 2+y 2=t 2+1②由①得t =-y x ,将其代入②,得x 2+y 2=22y x +1,(x 2+y 2)(1-21y)=0.∵x 2+y 2≠0,∴1-21y=0,得y =±1. ∴动点Q 的轨迹为y =±1,为两条平行线. 评述:本题考查动点轨迹的基本求法. 14.答案:B解析:∵点(x ,y )关于x =y 对称的点为(y ,x ),可知x 2y +xy 2=1的曲线关于x =y 对称. 15.答案:B 解析:直线(23-)x +y =3的斜率k 1=32-,直线x +(32-)y =2的斜率k 2=23+,∴k 1·k 2=)23)(32(+-=-1.16.答案:C解析一:圆x 2+y 2+4x +3=0化为标准式(x +2)2+y 2=1,圆心C (-2,0).设过原点的直线方程为y =kx ,即kx -y =0.由1|2|2+-k k =1,解得k =±33,∵切点在第三象限, ∴k >0,所求直线方程为y =33x . 解析二:设T 为切点,因为圆心C (-2,0),因此CT =1,OC =2,△OCT 为Rt △.如图7—5,∴∠CO T=30°,∴直线OT 的方程为y =33x . 评述:本题考查直线与圆的位置关系,解法二利用数与形的完美图7—5结合,可迅速、准确得到结果.17.答案:C解析:直线l 1的倾斜角为4π,依题意l 2的倾斜角的取值范围为(4π-12π,4π)∪(4π,4π+12π)即:(6π,4π)∪(4π,3π),从而l 2的斜率k 2的取值范围为:(33,1)∪(1,3). 评述:本题考查直线的斜率和倾斜角,两直线的夹角的概念,以及分析问题、解决问题的能力.18.答案:B解析:由方程(x +2)2+(y -2)2=4如图7—6所示,故圆关于y =-x 对称 故选B.评述:本题考查了圆方程,以及数形结合思想.应注意任何一条直径都是圆的对称轴.19.答案:C解析:直线y =33x 绕原点逆时针旋转30°所得的直线方程为:y =3x .已知圆的圆心(2,0)到y =3x 的距离d =3,又因圆的半径r =3,故直线y =3x 与已知圆相切.评述:本题考查直线的斜率和倾斜角以及直线与圆的位置关系. 20.答案:C解析:如图7—7所示,由⎪⎩⎪⎨⎧=+=-+4032322y x y x消y 得:x 2-3x +2=0 ∴x 1=2,x 2=1 ∴A (2,0),B (1,3)∴|AB |=22)30()12(-+-=2又|OB |=|OA |=2∴△AOB 是等边三角形,∴∠AOB =3π,故选C.评述:本题考查直线与圆相交的基本知识,及正三角形的性质以及逻辑思维能力和数形结合思想,同时也体现了数形结合思想的简捷性.如果注意到直线AB 的倾斜角为120°.则等腰△OAB 的底角为60°.因此∠AOB =60°.更加体现出平面几何的意义.21.答案:A图7—6图7—7解法一:当两直线的斜率都存在时,-11B A ·(22B A -)=-1,A 1A 2+B 1B 2=0. 当一直线的斜率不存在,一直线的斜率为0时,⎩⎨⎧==⎩⎨⎧==0001221B A B A 或, 同样适合A 1A 2+B 1B 2=0,故选A. 解法二:取特例验证排除.如直线x +y =0与x -y =0垂直,A 1A 2=1,B 1B 2=-1,可排除B 、D. 直线x =1与y =1垂直,A 1A 2=0,B 1B 2=0,可排除C ,故选A.评述:本题重点考查两直线垂直的判定、直线方程的一般式等基本知识点,重点考查分类讨论的思想及逻辑思维能力.22.答案:C解析:由题意知a ≠0,s i n B ≠0,两直线的斜率分别是k 1=-a A sin ,k 2=Bbsin . 由正弦定理知k 1·k 2=-a A sin ·Bbsin =-1,故两直线垂直. 评述:本题考查两直线垂直的条件及正弦定理.23.答案:C解析:方程(x -1)2+y 2=4表示以点(1,0)为圆心,2为半径的圆,x =a 表示与x 轴垂直且与圆相切的直线,而此时的切线方程分别为x =-1和x =3,由于a >0,取a =3.故选C.评述:本题考查圆的方程、圆的切线方程及图象.利用数形结合较快完成此题. 24.答案:B解析一:若两直线平行,则22123-≠-=a , 解得a =-6,故选B.解析二:利用代入法检验,也可判断B 正确.评述:本题重点考查两条直线平行的条件,考查计算能力. 25.答案:A解析:圆的标准方程为:(x -1)2+(y -2)2=5.圆过坐标原点.直线l 将圆平分,也就是直线l 过圆心C (1,2),从图7—8看到:当直线过圆心与x 轴平行时,或者直线同时过圆心与坐标原点时都不通过第四象限,并且当直线l 在这两条直线之间变化时都不通过第四象限.当直线l 过圆心与x 轴平行时,k =0, 当直线l 过圆心与原点时,k =2. ∴当k ∈[0,2]时,满足题意.评述:本题考查圆的方程,直线的斜率以及逻辑推理能力,数形结合的思想方法. 26.答案:B解析:A 中过点P 0(x 0,y 0)与x 轴垂直的直线x =x 0不能用y -y 0=k (x -x 0)表示,因为其斜率k 不存在;C 中不过原点但在x 轴或y 轴无截距的直线y =b (b ≠0)或x =a (a ≠0)图7—8不能用方程bya x +=1表示;D 中过A (0,b )的直线x =0不能用方程y =kx +b 表示. 评述:本题考查直线方程的知识,应熟练掌握直线方程的各种形式的适用范围. 27.答案:C解析:将两圆方程分别配方得(x -1)2+y 2=1和x 2+(y -2)2=4,两圆圆心分别为O 1(1,0),O 2(0,2),r 1=1,r 2=2,|O 1O 2|=52122=+,又1=r 2-r 1<5<r 1+r 2=3,故两圆相交,所以应选C.评述:本题考查了圆的一般方程、标准方程及圆的关系以及配方法. 28.答案:D解析:直线l 1的倾斜角α1是钝角,故k 1<0,直线l 2与l 3的倾斜角α2、α3均为锐角,且α2>α3,所以k 2>k 3>0,因此k 2>k 3>k 1,故应选D.评述:本题重点考查直线的倾斜角、斜率的关系,考查数形结合的能力. 29.答案:B解析:直线方程可化为2x -y =0,d =55|5|=-. 评述:本题重点考查直线方程的一般式及点到直线的距离公式等基本知识点,考查运算能力.30.答案:60°解析:因为直线y =3x +3的倾斜角为60°,而y =1与x 轴平行,所以y =1与y =3x +3的夹角为60°.评述:考查直线方程的基本知识及几何知识,考查数形结合的数学思想.31.答案:a =4±5解析:因过A (-1,0)、B (0,2)的直线方程为:2x -y +2=0.圆的圆心坐标为C (1,a ),半径r =1.又圆和直线相切,因此,有:d =5|22|+-a =1,解得a =4±5. 评述:本题考查直线方程、直线和圆的位置关系及点到直线的距离公式等知识. 32.答案:2解析:圆心到直线的距离d =5|843|++=3 ∴动点Q 到直线距离的最小值为d -r =3-1=2 33.答案:22解法一:∵点P 在直线3x +4y +8=0上.如图7—9. ∴设P (x ,432-- x ),C 点坐标为(1,1), S 四边形P ACB =2S △P AC图7—9=2·21·|AP |·|AC |=|AP |·|AC |=|AP | ∵|AP |2=|PC |2-|AC |2=|PC |2-1∴当|PC |最小时,|AP |最小,四边形P ACB 的面积最小. ∴|PC |2=(1-x )2+(1+2+43x )2=9)145(1025162522++=++x x x ∴|PC |min =3 ∴四边形P ACB 面积的最小值为22.解法二:由法一知需求|PC |最小值,即求C 到直线3x +4y +8=0的距离,∵C (1,1),∴|PC |=5|843|++=3,S P ACD =22. 34.答案:34解法一:圆的圆心为(0,1)设切线的方程为y =k (x +2).如图7—10. ∴kx +2k -y =0 ∴圆心到直线的距离为1|12|2+-k k =1∴解得k =34或k =0, ∴两切线交角的正切值为34. 解法二:设两切线的交角为α∵tan212=α,∴tan α=3441112tan 12tan22=-=-αα. 35.答案:34解析:圆的圆心为(-1,0),如图7—11. 当斜率存在时,设切线方程为y =kx +2 ∴kx -y +2=0 ∴圆心到切线的距离为1|2|2++-k k =1 ∴k =43, 图7—10图7—11即tan α=43 当斜率不存在时,直线x =0是圆的切线 又∵两切线的夹角为∠α的余角 ∴两切线夹角的正切值为34 36.答案:F 1(a ,b )≠0,或F 2(a ,b )≠0,或F 1(a ,b )≠0且F 2(a ,b )≠0或C 1∩C 2=∅或P ∉C 1等解析:点P (a ,b )∉C 1∩C 2,则 可能点P 不在曲线C 1上; 可能点P 不在曲线C 2上;可能点P 既不在曲线C 1上也不在曲线C 2上; 可能曲线C 1与曲线C 2不存在交点.37.答案:可得两圆对称轴的方程2(c -a )x +2(d -b )y +a 2+b 2-c 2-d 2=0 解析:设圆方程(x -a )2+(y -b )2=r 2 ① (x -c )2+(y -d )2=r 2 ② (a ≠c 或b ≠d ),则由①-②,得两圆的对称轴方程为: (x -a )2-(x -c )2+(y -b )2-(y -d )2=0, 即2(c -a )x +2(d -b )y +a 2+b 2-c 2-d 2=0.评述:本题考查圆的方程、圆的公共弦方程的概念,考查抽象思维能力和推广数学命题的能力.38.答案:(x -1)2+(y -1)2=1 解析一:设所求圆心为(a ,b ),半径为r . 由已知,得a =b ,r =|b |=|a |.∴所求方程为(x -a )2+(y -a )2=a 2又知点(1,0)在所求圆上,∴有(1-a )2+a 2=a 2,∴a =b =r =1. 故所求圆的方程为:(x -1)2+(y -1)2=1. 解析二:因为直线y =x 与x 轴夹角为45°. 又圆与x 轴切于(1,0),因此圆心横坐标为1,纵坐标为1,r =1.评述:本题考查圆的方程等基础知识,要注意利用几何图形的性质,迅速得到结果. 39.答案:3或7解析:当两圆外切时,r =3,两圆内切时r =7,所以r 的值是3或7.评述:本题考查集合的知识和两圆的位置关系,要特别注意集合代表元素的意义. 40.答案:x +y -4=0解析一:已知圆的方程为(x -2)2+y 2=9,可知圆心C 的坐标是(2,0),又知AB 弦的中点是P (3,1),所以k CP =2301--=1,而AB 垂直CP ,所以k AB =-1.故直线AB 的方程是x +y -4=0.解析二:设所求直线方程为y -1=k (x -3).代入圆的方程,得关于x 的二次方程:(1+k 2)x 2-(6k 2-2k +4)x +9k 2-6k -4=0,由韦达定理:x 1+x 2=221426k k k ++-=6,解得k =1.解析三:设所求直线与圆交于A 、B 两点,其坐标分别为A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),则有⎪⎩⎪⎨⎧=+-=+-9)2(9)2(22222121y x y x②-①得(x 2+x 1-4)(x 2-x 1)+(y 2-y 1)(y 2+y 1)=0 又AB 的中点坐标为(3,1),∴x 1+x 2=6,y 1+y 2=2. ∴1212x x y y --=-1,即AB 的斜率为-1,故所求方程为x +y -4=0.评述:本题考查直线的方程与圆的有关知识.要特别注意圆所特有的几何性质. 41.答案:(x +2)2+(y -3)2=4 解析:因为圆心为(-2,3),且圆与y 轴相切,所以圆的半径为2.故所求圆的方程为(x +2)2+(y -3)2=4.42.解:设动点P 的坐标为P (x ,y )由||||PB PA =a (a >0),得2222)()(yc x y c x +-++=a ,化简,得:(1-a 2)x 2+2c (1+a 2)x +c 2(1-a 2)+(1-a 2)y 2=0.当a ≠1时,得x 2+221)1(2aa c -+x +c 2+y 2=0.整理, 得:(x -1122-+a a c )2+y 2=(122-a ac )2当a =1时,化简得x =0.所以当a ≠1时,P 点的轨迹是以(1122-+a a c ,0)为圆心,|122-a ac |为半径的圆;当a =1时,P 点的轨迹为y 轴.评述:本题考查直线、圆、曲线和方程等基本知识,考查运用解析几何的方法解决问题的能力.43.(Ⅰ)解法一,依题意,曲线M 是以点P 为焦点,直线l 为准线的抛物线,所以曲线M 的方程为y 2=4x .解法二:设M (x ,y ),依题意有|MP |=|MN |,所以|x +1|=22)1(y x +-.化简得:y 2=4x .(Ⅱ)(i )由题意得,直线AB 的方程为y =-3(x -1).由⎪⎩⎪⎨⎧=--=.4),1(32x y x y 消y 得3x 2-10x +3=0,解得x 1=31,x 2=3. ① ②图7—12所以A 点坐标为(332,31),B 点坐标为(3,-23), |AB |=x 1+x 2+2=316. 假设存在点C (-1,y ),使△ABC 为正三角形,则|BC |=|AB |且|AC |=|AB |,即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-++=+++.)316()32()131()316()32()13(222222y y 由①-②得42+(y +23)2=(34)2+(y -332)2,解得y =-9314. 但y =-9314不符合①, 所以由①,②组成的方程组无解.因此,直线l 上不存在点C ,使得△ABC 是正三角形.(ii )解法一:设C (-1,y )使△ABC 成钝角三角形,由⎩⎨⎧-=--=.1),1(3x x y 得y =23,即当点C 的坐标为(-1,23)时,A 、B 、C 三点共线,故y ≠23.又|AC |2=(-1-31)2+(y -332)2=334928y -+y 2, |BC |2=(3+1)2+(y +23)2=28+43y +y 2,|AB |2=(316)2=9256.当∠CAB 为钝角时,co sA =||||2||||||222AC AB BC AC AB ⋅-+<0.即|BC |2 >|AC |2+|AB |2,即9256334928342822++->++y y y y ,即y >392时,∠CAB 为钝角. 当|AC |2>|BC |2+|AB |2,即9256342833492822+++>+-y y y y ,即y <-3310时,∠CBA 为钝角. 又|AB |2>|AC |2+|BC |2,即2234283349289256y y y y++++->, 即0)32(,03433422<+<++y y y. 该不等式无解,所以∠ACB 不可能为钝角.因此,当△ABC 为钝角三角形时,点C 的纵坐标y 的取值范围是)32(9323310≠>-<y y y 或. 解法二:以AB 为直径的圆的方程为(x -35)2+(y +332)2=(38)2. 圆心(332,35-)到直线l :x =-1的距离为38,所以,以AB 为直径的圆与直线l 相切于点G (-1,-332). 当直线l 上的C 点与G 重合时,∠ACB 为直角,当C 与G 点不重合,且A 、B 、C 三点不共线时,∠ACB 为锐角,即△ABC 中,∠ACB 不可能是钝角.因此,要使△ABC 为钝角三角形,只可能是∠CAB 或∠CBA 为钝角.过点A 且与AB 垂直的直线方程为)31(33332-=-x y . 令x =-1得y =932. 过点B 且与AB 垂直的直线方程为y +2333=(x -3). 令x =-1得y =-3310.又由⎩⎨⎧-=--=.1),1(3x x y 解得y =23,所以,当点C 的坐标为(-1,23)时,A 、B 、C 三点共线,不构成三角形.因此,当△ABC 为钝角三角形时,点C 的纵坐标y 的取值范围是y <-3310或y >932(y ≠23).评述:该题全面综合了解析几何、平面几何、代数的相关知识,充分体现了“注重学科知识的内在联系”.题目的设计新颖脱俗,能较好地考查考生综合运用数学知识解决问题的能力.比较深刻地考查了解析法的原理和应用,以及分类讨论的思想、方程的思想.该题对思维的目的性、逻辑性、周密性、灵活性都进行了不同程度的考查.对运算、化简能力要求也较高,有较好的区分度.44.解:设点P 的坐标为(x ,y ),由题设有2||||=PN PM ,即2222)1(2)1(y x y x +-⋅=++.整理得 x 2+y 2-6x +1=0. ①因为点N 到PM 的距离为1,|M N|=2, 所以∠PMN =30°,直线PM 的斜率为±33, 直线PM 的方程为y =±33(x +1).② 将②式代入①式整理得x 2-4x +1=0. 解得x =2+3,x =2-3.代入②式得点P 的坐标为(2+3,1+3)或(2-3,-1+3);(2+3,-1-3)或(2-3,1-3).直线PN 的方程为y =x -1或y =-x +1.45.解:设圆的方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2. 令x =0,得y 2-2by +b 2+a 2-r 2=0. |y 1-y 2|=222122124)(a r y y y y -=-+=2,得r 2=a 2+1①令y =0,得x 2-2ax +a 2+b 2-r 2=0, |x 1-x 2|=r b r x x x x 224)(2221221=-=-+,得r 2=2b 2②由①、②,得2b 2-a 2=1又因为P (a ,b )到直线x -2y =0的距离为55, 得d =555|2|=-b a ,即a -2b =±1. 综上可得⎩⎨⎧=-=-;12,1222b a a b 或⎩⎨⎧-=-=-121222b a a b 解得⎩⎨⎧-=-=11b a 或⎩⎨⎧==11b a于是r 2=2b 2=2.所求圆的方程为(x +1)2+(y +1)2=2或(x -1)2+(y -1)2=2. 46.解:设所求圆的圆心为P (a ,b ),半径为r ,则P 到x 轴、y 轴的距离分别为|b |、|a |. 由题设圆P 截x 轴所得劣弧所对圆心角为90°,圆P 截x 轴所得弦长为2r ,故r 2=2b 2,又圆P 截y 轴所得弦长为2,所以有r 2=a 2+1, 从而有2b 2-a 2=1又点P (a ,b )到直线x -2y =0距离为d =5|2|b a -, 所以5d 2=|a -2b |2=a 2+4b 2-4ab ≥a 2+4b 2-2(a 2+b 2)=2b 2-a 2=1 当且仅当a =b 时上式等号成立,此时5d 2=1,从而d 取得最小值,由此有⎩⎨⎧=-=1222a b b a 解方程得⎩⎨⎧==11b a 或⎩⎨⎧-=-=11b a 由于r 2=2b 2,知r =2,于是所求圆的方程为(x -1)2+(y -1)2=2或(x +1)2+(y +1)2=2评述:本题考查了圆的方程,函数与方程,求最小值问题,进一步考查了待定系数法、函数与方程思想.题中求圆的方程给出的三个条件比较新颖脱俗,灵活运用几何知识和代数知识将条件恰当转化,推演,即合乎逻辑、说理充分、陈述严谨.47.(1)证明:设A 、B 的横坐标分别为x 1,x 2,由题设知x 1>1,x 2>1,点A (x 1,lo g 8x 1),B (x 2,lo g 8x 2).因为A 、B 在过点O 的直线上,所以228118log log x x x x =, 又点C 、D 的坐标分别为(x 1,lo g 2x 1),(x 2,lo g 2x 2) 由于lo g 2x 1=2log log 818x =3lo g 8x 1,lo g 2x 2=2log log 828x =3lo g 8x 2,所以OC 的斜率和OD 的斜率分别为228222118112log 3log ,log 3log x x x x k x x x x k OD OC ====.由此得k OC =k OD ,即O 、C 、D 在同一条直线上.(2)解:由BC 平行于x 轴,有lo g 2x 1=lo g 8x 2,解得 x 2=x 13 将其代入228118log log x x x x =,得x 13lo g 8x 1=3x 1lo g 8x 1. 由于x 1>1,知lo g 8x 1≠0,故x 13=3x 1,x 1=3,于是点A 的坐标为(3,lo g 83).评述:本小题主要考查对数函数图象、对数换底公式、对数方程、指数方程等基础知识,考查运算能力和分析问题的能力.48.解:(1)当1-2t >0即0<t <21时,如图7—13,点Q 在第一象限时,此时S (t )为四边形OPQK 的面积,直线QR 的方程为y -2= t (x +2t ).令x =0,得y =2t 2+2,点K 的坐标为(P ,2t 2+2).t t t S S S OKR OPQR OPQK 2)22(21)1(2222⋅+-+=-=)1(232t t t -+-=当-2t +1≤0,即t ≥21时,如图7—14,点Q 在y 轴上或第二象限,S (t )为△OP L的面积,直线PQ 的方程为y -t =-t1(x -1),令x =0得y =t +t 1,点L 的坐标为(0,t +t 1),S △OPL =1)1(21⋅+t t)1(21tt += 所以S (t )=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥+<<-+-21 )1(21210 )1(232t t t t t t t(2)当0<t <21时,对于任何0<t 1<t 2<21,有S (t 1)-S (t 2)=2(t 2-t 1)[1-(t 1+t 2)+(t 12+t 1t 2+t 22)]>0,即S (t 1)> S (t 2),所以S (t )在区间(0,21)内是减函数. 图7—13图7—14当t ≥21时,对于任何21≤t 1≤t 2,有S (t 1)-S (t 2)=21(t 1-t 2)(1-211t t ), 所以若21≤t 1≤t 2≤1时,S (t 1)>S (t 2);若1≤t 1≤t 2时,S (t 1)<S (t 2),所以S (t )在区间[21,1]上是减函数,在区间[1,+∞)内是增函数,由2[121+(21)2-(21)3]=45=S (21)以及上面的证明过程可得,对于任何0<t 1<21≤t 2<1,S (t 2)<45≤S (t 1),于是S (t )的单调区间分别为(0,1]及[1,+∞),且S (t )在(0,1]内是减函数,在[1,+∞)内是增函数.49.解:如图7—15,设直线MN 切圆于N ,则动点M 组成的集合是:P ={M ||MN |=λ|MQ |},(λ>0为常数)因为圆的半径|ON |=1,所以|MN |2=|MO |2-|ON |2=|MO |2-1.设点M 的坐标为(x ,y ),则2222)2(1y x y x +-=-+λ整理得(λ2-1)(x 2+y 2)-4λ2x +(1+4λ2)=0当λ=1时,方程化为x =45,它表示一条直线,该直线与x 轴垂直,交x 轴于点(45,0); 当λ≠1时,方程化为(x -1222-λλ)2+y 2=)1(3122-+λλ它表示圆心在(1222-λλ,0),半径为|1|3122-+λλ的圆. 评述:本题考查曲线与方程的关系、轨迹的概念等解析几何的基本思想以及综合运用知识的能力.图7—15。
人教A版高中数学选修一第二章《直线和圆的方程》提高训练题 (20)(含答案解析)
关键点点睛:解决本题的关键在于得到直线AB的方程以及观察得到该直线过定点.
3.D
【解析】
的几何意义即圆上的点 到定点 的斜率,求得斜率取值范围即可.
的几何意义即圆上的点 到定点 的斜率,由图知,斜率的范围处在圆的两条切线斜率之间,其中AC斜率不存在,设AB的斜率为k,
则AB的方程为 ,
由切线性质有, ,解得 ,故 的取值范围为 ,
(1)求出直线 恒过定点的坐标
(2)求直线 的斜率的取值范围
(3)若 为坐标原点,直线 的斜率分别为 ,试问 是否为定值?若是,求出该定值:若不是,请说明理由.
46.已知圆 与y轴交于 两点,且 (C为圆心),过点 且斜率为k的直线与圆C相交于 两点
(1)求实数m的值;
(2)若 ,求k的取值范围.
47.已知圆C过点 , , ,点A在直线 上.
D.圆 与圆 可能外切
三、双空题
24.过圆 : 外一点 作圆 的切线,切点分别为 , ,我们可以把线段 叫做圆 的切点弦,其所在直线方程为 .现过点 作圆 : 的切线,切点分别为 , ,则切点弦 所在直线的方程为___________;若点 是直线 : 上的动点,过点 作圆 : 的切线,切点分别为 , ,则切点弦 所在直线恒过定点___________.
31.已知直线 与圆 交于点A,B,则 _________.
32.已知过点 的直线l与直线 垂直,l与圆 相交于A,B两点,则 ____________.
33.在平面直角坐标系 中,定义 , 两点的折线距离 .设点 , , , ,若 ,则 的取值范围___________.
34.设直线 : ,圆 : ,若直线 与圆相切,则 的最小值为___________.
高中数学-直线、圆与方程压轴题(培优、提高)
高二数学 第3讲 直线与圆综合1.已知圆C :x 2+y 2+2x -3=0.(1)求圆的圆心C 的坐标和半径长;(2)直线l 经过坐标原点且不与y 轴重合,l 与圆C 相交于A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2)两点,求证:2111x x 为定值;(3)斜率为1的直线m 与圆C 相交于D 、E 两点,求直线m 的方程,使△CDE 的面积最大.2.已知点G (5,4),圆C 1:(x -1)2+(x -4)2=25,过点G 的动直线l 与圆C 1相交于E 、F 两点,线段EF 的中点为C .(1)求点C 的轨迹C 2的方程;(2)若过点A (1,0)的直线l 1与C 2相交于P 、Q 两点,线段PQ 的中点为M ;又l 1与l 2:x +2y +2=0的交点为N ,求证|AM|•|AN|为定值.3.已知点C (1,0),点A ,B 是⊙O :x2+y2=9上任意两个不同的点,且满足0=⋅BC AC ,设M 为弦AB 的中点.求点M 的轨迹T 的方程;4.已知平面直角坐标系上一动点(,)P x y 到点(2,0)A -的距离是点P 到点(1,0)B 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(2,1)对称,点(3,0)C ,求22||||QA QC +的最大值和最小值;(3)过点A 的直线l 与点P 的轨迹C 相交于,E F 两点,点(2,0)M ,则是否存在直线l ,使EFM S △取得最大值,若存在,求出此时l 的方程,若不存在,请说明理由。
5.已知圆22:4O x y +=和点(1,)M a .(1)若过点M 有且只有一条直线与圆O 相切,求正数a 的值,并求出切线方程;(2)若a =M 的圆的两条弦AC ,BD 互相垂直.①求四边形ABCD 面积的最大值;②求||||AC BD +的最大值.6.已知过原点的动直线l 与圆C 1:x 2+y 2-6x +5=0相交于不同的两点A ,B .(1)求圆C 1的圆心坐标;(2)求线段AB 的中点M 的轨迹C 的方程;(3)是否存在实数k ,使得直线L :y =k (x -4)与曲线C 只有一个交点?若存在,求出k 的取值范围;若不存在,说明理由.7.已知以点A(-1,2)为圆心的圆与直线l1: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l1相交于点P.(I)求圆A的方程;2时,求直线l的方程;(Ⅱ)当MN=19(Ⅲ)BPBQ 是否为定值,如果是,求出定值;如果不是,请说明理由.8.已知直线l:4x+3y+10=0,半径为2的圆C与l相切,圆心C在x轴上且在直线l的右上方(1)求圆C的方程;(2)过点M(1,0)的直线与圆C交于A,B两点(A在x轴上方),问在x轴正半轴上是否存在定点N,使得x轴平分∠ANB?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.9.平面直角坐标系xoy中,直线x-y+1=0截以原点O为圆心的圆所得的弦长为6.(1)求圆O的方程;(2)若直线l与圆O切于第一象限,且与坐标轴交于D,E,当DE长最小时,求直线l的方程;(3)设M,P是圆O上任意两点,点M关于x轴的对称点为N,若直线MP、NP分别交于x轴于点(m,0)和(n,0),问mn是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.10.已知圆M:x2+(y-4)2=4,点P是直线l:x-2y=0上的一动点,过点P作圆M的切线PA、PB,切点为A、B.(Ⅰ)当切线PA的长度为23时,求点P的坐标;(Ⅱ)若△PAM的外接圆为圆N,试问:当P运动时,圆N是否过定点?若存在,求出所有的定点的坐标;若不存在,说明理由;(Ⅲ)求线段AB长度的最小值.11.已知一动圆经过点M(2,0),且在y轴上截得的弦长为4,设动圆圆心的轨迹为曲线C.(1)求曲线C的方程;(2)过点N(1,0)任意作相互垂直的两条直线l1,l2,分别交曲线C于不同的两点A,B和不同的两点D,E.设线段AB,DE的中点分别为P,Q.①求证:直线PQ过定点R,并求出定点R的坐标;②求|PQ|的最小值.。
2021【通用版】高考数学(艺术生)考前冲刺专题《直线和圆的方程》(含解析)
专题一、直线和圆的方程测试题【高频考点】本知识涉及直线的倾斜角与斜率,两直线的位置关系,圆的方程,直线与圆的位置关系,弦长计算以及对称问题,直线过定点问题。
【考情分析】本阶段是高考考查重点内容之一,涉及题型主要选择题与填空题,考察两直线的垂直平行关系,以及直线与圆的位置关系以及圆与圆锥曲线的综合交汇,注意利用平面几何的性质求解。
【重点推荐】第22题,涉及证明定值问题以及最值问题,考察综合能力,第8题数学文化题,第20题考察三角函数恒等变换与直线的交汇,命题角度新颖,考察综合解决问题的能力。
一选择题1.直线x+y﹣1=0的倾斜角等于()A.45° B.60° C.120°D.135°【答案】:D【解析】直线x+y﹣1=0的斜率为﹣1,设其倾斜角为θ(0°≤θ<135°),∴tanθ=﹣1,则θ=135°.故选:D.2.(资阳模拟)已知直线l1:ax+(a+2)y+2=0与l2:x+ay+1=0平行,则实数a的值为()A.﹣1或2 B.0或2 C.2 D.﹣1【答案】:D【解析】由a•a﹣(a+2)=0,即a2﹣a﹣2=0,解得a=2或﹣1.经过验证可得:a=2时两条直线重合,舍去.∴a=﹣1.故选:D.3.(北京模拟)直线l:3x+4y+5=0被圆M:(x﹣2)2+(y﹣1)2=16截得的弦长为()A.B.5 C.D.10【答案】:C【解析】∵圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=16,∴圆心(2,1),半径r=4,圆心到直线的距离d==3,∴直线3x+4y+5=0被圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=16截得的弦长l=2.故选:C.4.已知点(﹣1,2)和(,0)在直线l:ax﹣y+1=0(a≠0)的同侧,则直线l倾斜角的取值范围是()A.(,) B.(0,)∪(,π) C.(,)D.(,)【答案】D【解析】:点(﹣1,2),(,0)在直线ax﹣y+1=0的同侧,(﹣a﹣2+1)(a+1)>0,解不等式可得,﹣<a<﹣1∴,故选:D.5(武汉模拟)已知圆C1:,x2+y2=r2,圆C2:(x﹣a)2+(y﹣b)2=r2(r>0)交于不同的A (x1,y1),B(x2,y2)两点,给出下列结论:①a(x1﹣x2)+b(y1﹣y2)=0;②2ax1+2by1=a2+b2;③x1+x2=a,y1+y2=b.其中正确结论的个数是()A.0 B.1 C.2 D.3【答案】:D6.(丹东二模)圆心为(2,0)的圆C与圆x2+y2+4x﹣6y+4=0相外切,则C的方程为()A.x2+y2+4x+2=0 B.x2+y2﹣4x+2=0 C.x2+y2+4x=0 D.x2+y2﹣4x=0【答案】:D【解析】圆x2+y2+4x﹣6y+4=0的圆心为M(﹣2,3),半径为r=3,CM==5,∴圆C的半径为5﹣3=2,∴圆C的标准方程为:(x﹣2)2+y2=4,即x2+y2﹣4x=0.故选:D.7.(房山区一模)圆x2+y2=4被直线y=﹣截得的劣弧所对的圆心角的大小为120°,则b的值()A.±2 B.C.2 D.【答案】A【解析】:根据题意,圆x2+y2=4的圆心为(0,0),半径r=2,若圆x2+y2=4被直线y=﹣截得的劣弧所对的圆心角的大小为120°,则圆心到直线的距离d==1,即=1,解可得b=±2,故选:A.8.已知点P在直线x+3y﹣2=0上,点Q在直线x+3y+6=0上,线段PQ的中点为M(x0,y0),且y0<x0+2,则的取值范围是()A.[﹣,0)B.(﹣,0)C.(﹣,+∞)D.(﹣∞,﹣)∪(0,+∞)【答案】:D【解析】∵点P在直线x+3y﹣2=0上,点Q在直线x+3y+6=0上,线段PQ的中点为M(x0,y0),∴,化为x0+3y0+2=0.又y0<x0+2,设=k OM,当点位于线段AB(不包括端点)时,则k OM>0,当点位于射线BM(不包括端点B)时,k OM<﹣.∴的取值范围是(﹣∞,﹣)∪(0,+∞).故选:D.9.一条光线从点(﹣2,3)射出,经x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.或B.或C.或D.或【答案】:D【解析】由题意可知:点(﹣2,﹣3)在反射光线上.设反射光线所在的直线方程为:y+3=k(x+2),即kx﹣y+2k﹣3=0.由相切的性质可得:=1,化为:12k2﹣25k+12=0,解得k=或.故选:D.10.(宜宾模拟)过点P(2,3)并且在两坐标轴上截距相等的直线方程为()A.2x﹣3y=0 B.3x﹣2y=0或x+y﹣5=0C.x+y﹣5=0 D.2x﹣3y=0或x+y﹣5=0【答案】:B【解析】①当所求的直线与两坐标轴的截距不为0时,设该直线的方程为x+y=a,把(2,3)代入所设的方程得:a=5,则所求直线的方程为x+y=5即x+y﹣5=0;②当所求的直线与两坐标轴的截距为0时,设该直线的方程为y=kx,把(2,3)代入所求的方程得:k=,则所求直线的方程为y=x即3x﹣2y=0.综上,所求直线的方程为:3x﹣2y=0或x+y﹣5=0.故选:B.11.(红河州二模)已知方程kx+3﹣2k=有两个不同的解,则实数k的取值范围是()A.B.C.D.【答案】:C12.(涪城区校级模拟)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,则直线l的斜率的取值范围是()A.[2﹣,1] B.[2﹣,2+] C.[,] D.[0,+∞)【答案】:B【解析】圆x2+y2﹣4x﹣4y﹣10=0可化为(x﹣2)2+(y﹣2)2=18,则圆心为(2,2),半径为3;则由圆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可得,圆心到直线l:ax+by=0的距离d≤3﹣2=;即≤,则a2+b2+4ab ≤0,若a=0,则b=0,故不成立,故a≠0,则上式可化为1+()2+4≤0,由直线l的斜率k=﹣,则上式可化为1+k2﹣4k≤0,则∈[2﹣,2+],故选:B.二.填空题13.已知两点A(0,1),B(4,3),则线段AB的垂直平分线方程是.【答案】:2x+y﹣6=0【解析】两点A(0,1),B(4,3),中点坐标为:(2,2),直线AB的斜率为:=,AB垂线的斜率为:﹣2,线段AB的垂直平分线方程是:y﹣2=﹣2(x﹣2),即:2x+y﹣6=0,故答案为2x+y﹣6=0.14.(顺义区二模)圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=1的圆心到直线y=2x+2的距离为.【答案】:【解析】圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=1的圆心为C(2,1),直线y=2x+2化为一般形式是2x﹣y+2=0,则圆心到直线的距离为d==.故答案为:.15.(铜山区三模)已知圆O:x2+y2=r2(r>0)及圆上的点A(﹣r,0),过点A的直线l 交y轴于点B(0,1),交圆于另一点C,若AB=2BC,则直线l的斜率为.【答案】:或.【解析】由题意直线l的方程为=,即x﹣ry+r=0,联立直线与圆的方程:,得C(,),∵AB=2BC,∴=2,解得r=或r=,∴直线l的斜率k==或k==.故答案为:或.16设m∈R,过定点A的动直线x+my=0和过定点B的直线mx﹣y﹣m+3=0交于点P(x,y),则|PA|+|PB|的最大值是.【答案】:2.【解析】由题意可得动直线x+my=0过定点A(0,0),直线mx﹣y﹣m+3=0可化为(x﹣1)m+3﹣y=0,令可解得,即B(1,3),又1×m+m×(﹣1)=0,故两直线垂直,∴|PA|2+|PB|2=|AB|2=10,由基本不等式可得10=|PA|2+|PB|2=(|PA|+|PB|)2﹣2|PA||PB|≥(|PA|+|PB|)2﹣2()2=(|PA|+|PB|)2,∴(|PA|+|PB|)2≤20,解得|PA|+|PB|≤2,当且仅当|PA|=|PB|=时取等号.故答案为:2.三.解答题l0l17.(本题10分)直线的倾斜角为45,在x轴上的截距为-2,直线和x轴,y轴分别交于点A,B,在线段AB为边在第二象限内作等边△ABC,如果在第二象限内有一点P(m,1)使得△ABP和△ABC的面积相等,求m的值.(1)求圆的圆心C的坐标和半径长;(2)直线l经过坐标原点且不与y轴重合,l与圆C相交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,求证:为定值;(3)斜率为1的直线m与圆C相交于D、E两点,求直线m的方程,使△CDE的面积最大.【解析】:(1)圆C:x2+y2+2x﹣3=0,配方得(x+1)2+y2=4,则圆心C的坐标为(﹣1,0),圆的半径长为2;…………3分(2)设直线l的方程为y=kx,联立方程组,消去y得(1+k2)x2+2x﹣3=0,…………5分则有:;所以为定值;…………7分(3)解法一:设直线m的方程为y=kx+b,则圆心C到直线m的距离,所以,≤,…………9分当且仅当,即时,△CDE的面积最大,从而,解之得b=3或b=﹣1,故所求直线方程为x﹣y+3=0或x﹣y﹣1=0.解法二:由(1)知|CD|=|CE|=R=2,所以≤2,当且仅当CD⊥CE时,△CDE的面积最大,此时;设直线m的方程为y=x+b,则圆心C到直线m的距离,由,得,由,得b=3或b=﹣1,故所求直线方程为x﹣y+3=0或x﹣y﹣1=0.…………12分专题二、算法、复数、推理与证明测试题命题报告:1.高频考点:程序框图、复数、归纳推理、类比推理、演绎推理、不等式的证明等。
高三数学高考复习直线与圆的方程考题分析
直线与圆的方程考题分析关于直线或直线与圆相结合的题型是历年高考考查的重点.下面我们撷取几例典型的题目,与同学们共赏.例1 (广东卷)在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD 的长为2,宽为1,AB 、AD 边分别在x 轴、y 轴的正半轴上,A 点与坐标原点重合(如图1所示).将矩形折叠,使A 点落在线段DC 上.若折痕所在直线的斜率为k ,试写出折痕所在直线的方程.解:①当k =0时,A 点与D 点重合,折痕所在的直线方程为12y =; ②当k ≠0时,设将矩形折叠后A 落在线段CD 上的点为G (a ,1),所以A 与G 关于折痕所在的直线对称,故有1OG k k =-,解得a k =-.故G 点坐标为G (-k ,1).从而折痕所在的直线与OG 的交点坐标(线段OG 的中点)为122k M ⎛⎫- ⎪⎝⎭,. 所以折痕所在的直线方程为122k y k x ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭,即2122k y kx =++. 由①、②得折痕所在的直线方程为k =0时,12y =;k ≠0时,2122k y kx =++. 点评:本题以“折叠”为载体,考查了直线关于直线对称或者是点对称等知识,给直线方程问题又增添了“动”的活力.例2 (江苏卷)直线x +2y =0被曲线2262150x y x y +---=所截得的弦长等于 ____.解析:本小题主要考查直线与圆的方程以及直线与圆的位置关系、点到直线的距离、弦长求法等知识.重点考查了数形结合的思想.曲线2262150x y x y +---=,即222(3)(1)5x y -+-=.此曲线是以(31)C ,为圆心,5为半径的圆.由点到直线的距离公式,得圆心C到直线x +2y =0的距离为d ==又圆的半径r =5,所以截得的弦长l =故应填例3 在坐标平面内,与点(12)A ,距离为l ,且与点(31)B ,距离为2的直线共有( ). A.1条 B.2条 C.3条 D.4条解析:解决本题可以先设出直线的方程,然后应用点到直线的距离公式求解,满足条件的直线方程为y =3,4x +3y -5=0,但那样做将面临非常复杂的计算.事实上,本题并没有要求求出与点(12)A ,距离为1且与点(31)B ,距离为2的直线方程,只要求判断满足这样条件的直线有几条,所以可以通过画图的办法来解决问题.经过计算可知,A、B两点间的距离为,所以在A、B两点间不可能存在满足条件的直线,这样的直线只可能在A、B两点的同侧,所以满足条件的直线有两条.也可以从平面解析几何的角度来考虑.如图2,到点A距离为1的动点轨迹是一个圆,到点B距离为2的动点轨迹也是一个圆,因为这两个圆相交,所以它们只有两条外公切线,即为所求的两条直线.所以答案应选(B).。
专题08 直线与圆的方程-2021年高考数学尖子生培优题典(新高考专版)(原卷版)
1 / 42021年高考数学尖子生培优题典(新高考专版)专题08 直线与圆的方程姓名:__________________ 班级:______________ 得分:_________________一、单选题1.以点(2,-1)为半径的圆的标准方程是( )A .(x +2)2+(y -1)2B .(x +2)2+(y -1)2=2C .(x -2)2+(y +1)2=2D .(x -2)2+(y +1)22.设直线1:10l kx y -+=,2:10l x ky -+=,若12l l ⊥,则k =( )A .-1B .1C .±1D .03.圆2228130+--+=x y x y 截直线10ax y +-=所得的弦长为a =( ) A .43- B .34- CD .24.直线0x a +-=的倾斜角为 ( (A .30B .150︒C .120︒D .与a 取值有关5.斜率为4的直线经过点A (3,5)(B (a,7)(C ((1(b )三点,则a (b 的值为( )A .a (72 (b (0 B .a ((72(b ((11C .a (72(b ((11 D .a ((72(b (116.若方程22420x y x y k +-++=表示圆,则k 的取值范围是( )2 / 4A .5k >B .5k <C .5k ≥D .5k ≤7.已知3(2,)A -,(3,2)B --,直线l 过定点(1,1)P ,且与线段AB 相交,则直线l 的斜率k 的取值范围是( ) A .344k -≤≤ B .344k ≤≤ C .12k ≠ D .4k ≤-或34k ≥ 8.若实数,x y 满足224240x y x y ++-+=,则y x的取值范围是( ) A .4,[0,)3⎛⎤-∞-⋃+∞ ⎥⎝⎦ B .3,[0,)4⎛⎤-∞-+∞ ⎥⎝⎦ C .4,03⎡⎤-⎢⎥⎣⎦D .3,04⎡⎤-⎢⎥⎣⎦二、多选题9.(多选)若直线1l 的倾斜角为α,且12l l ⊥,则直线2l 的倾斜角可能为( )A .90α︒-B .90α︒+C .90α︒-D .180α︒-10.若直线3y x b =+与圆221x y +=相切,则b =( )A .2-B .2±C .2D .5±11.直线y x b =+与曲线21x y =-恰有一个交点,则实数b 可取下列哪些值( )A .2-B .1-C .1D .212.古希腊数学家阿波罗尼奧斯(约公元前262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,著作中有这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数k (0k >且1k ≠)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆.已知()0,0O ,()3,0A ,圆C :()()22220y x r r +=->上有且仅有一个点P 满足2PA PO =,则r 的取值可以为( )A .1B .2C .3D .53 / 4三、填空题13.直线2:sin 103l x y π-+=的斜率为__. 14.若三条直线y =2x ,x +y =3,mx -2y -5=0相交于同一点,则m 的值为________.15.若点(m ,n)在直线4x +3y -10=0上,则m 2+n 2的最小值是________.16.已知直线l :340x y m ++=,圆C :22420x y x +-+=,则圆C 的半径r =______;若在圆C 上存在两点A ,B ,在直线l 上存在一点P ,使得90APB ∠=︒,则实数m 的取值范围是______.四、解答题17.已知ABC ∆的三个顶点()1,0A -,()5,4B -,()1,2C .(1)求BC 边上的中线所在直线的方程;(2)求AB 边上的高线所在直线的方程.18.已知圆心为C (4,3)的圆经过原点O .(1)求圆C 的方程;(2)设直线3x ﹣4y +15=0与圆C 交于A ,B 两点,求△ABC 的面积.19.已知圆C 与y 轴相切,圆心在射线()300x y x -=≥,且被直线y x =截得的弦长为. (1)求圆C 的方程;(2)若点P 在圆C 上,求点P 到直线34110x y -+=的距离的最小值.20.已知圆O :228x y +=,点()012P -,,直线l 过点0P 且倾斜角为α. (1)判断点0P 与圆O 的位置关系,并说明理由;4 / 4(2)若3π4α=,求直线l 被圆O 所戴得的弦AB 的长. 21.圆224x y +=,点P 为直线:40l x y +-=上一动点,过点P 引圆O 的两条切线,切点分别为A ,B .(1)若点P 的坐标为(6,2)-,求直线PA 、PB 的方程;(2)求证:直线AB 恒过定点Q ,并求出该定点Q 的坐标.22.已知动圆Q 经过定点()0,F a ,且与定直线:l y a =-相切(其中a 为常数,且0a >).记动圆圆心Q 的轨迹为曲线C .(1)求C 的方程,并说明C 是什么曲线?(2)设点P 的坐标为()0,a -,过点P 作曲线C 的切线,切点为A ,若过点P 的直线m 与曲线C 交于M ,N 两点,证明:AFM AFN ∠=∠.。
高三数学一轮总复习 专题十一 直线和圆的方程含解析 试题
本卷贰O 贰贰年贰月捌日编写; 出题人:令狐学复;欧阳化语;令狐理总。
专题十一、直线和圆的方程本卷贰O 贰贰年贰月捌日编写; 出题人:令狐学复;欧阳化语;令狐理总。
抓住4个高考重点重点1 直线的方程1.求直线的斜率及倾斜角的范围 2.求直线的方程[高考常考角度]角度1 设P 为曲线2:23C y x x =++上的点,且曲线C 在点P 处切线倾斜角的取值范围为[0,]4π,那么点P 横坐标的取值范围为〔 〕A. 1[1,]2-- B. [1,0]- C. [0,1] D. 1[,1]2解析:,此题考察直线的倾斜角与斜率以及导数几何意义的应用.切线的斜率tan [0,1]k α=∈,设切点为00(,)P x y ,于是0001|22[0,1][1,]2x x k y x x ='==+∈=>∈--,应选A角度 2 假设过点(4,0)A 的直线l 与曲线C :22(2)1x y -+=有公一共点,那么直线l 的斜率的取值范围为〔 〕A. [B. (C. [D.( 解析: 此题考察直线与曲线的位置关系,直线的斜率.方法一:设过(4,0)A 的直线l 的方程为(4)y k x =-,即40kx y k --=〔注:当k 不存在时,不满足题意〕.直线与圆C 23311k k ≤=>≤≤+,应选C . 方法二:如图,0(2,0),||||1,||230C CE CF AC CAE CAF ====>∠=∠=因此 33AE AF k k ==应选C角度3 直线l 过点(1,2)-且与直线2340x y -+=垂直,那么l 的方程是〔 〕A. 3210x y +-=B. 3270x y ++=C. 2350x y -+=D. 2380x y -+= 解析:此题主要考察直线的方程的求解和两直线垂直时斜率的关系. 方法一:由直线l 与直线2340x y -+=垂直,可知直线l 的斜率是32-,由点斜式可得直线l 的方程为32(1)2y x -=-+,即3210x y +-=,应选A方法二:由直线l 与直线2340x y -+=垂直,可设直线l 的方程为320x y m ++=,又直线l 过点(1,2)-,所以3(1)2201m m ⨯-+⨯+==>=-,故直线l 的方程为3210x y +-=,选A重点2 两条直线的位置关系3.点到直线的间隔 、两条平行线的间隔[高考常考角度]角度1 0a >,假设平面内三点23(1,),(2,),(3,)A a B a C a -一共线,那么a =_______解析:由,A B C 、、三点一共线,所以232210122131AB AC a a a a k k a a a ++==>==>--==>=-- 0,12a a >∴=角度2 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:由圆方程222220(1)1x x y x y ++==>++=,圆心为(1,0),1r -= 所求直线的斜率为1k =,方程为1y x =+,即10x y -+=角度3圆C 过点(1,0),且圆心在x 轴的正半轴上,直线:1l y x =-被圆C 所截得的弦长为,那么过圆心且与直线l 垂直的直线的方程为 30x y +-= .解析:由题意,设所求的直线方程为0x y m ++=,设圆心坐标为(,0)a ,那么由题意知:2222(1)1,3r a a a +==-=>=-=,又因为圆心在x 轴的正半轴上,所以3a =, 故圆心坐标为(3,0),因为圆心(3,0)在所求的直线上,所以有300=>3m m ++==-, 故所求的直线方程为30x y +-=点评:此题考察了直线的方程、点到直线的间隔 、直线与圆的关系,考察了学生解决直线与圆问题的才能。
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。
第二章 直线和圆的方程【压轴题专项训练】(解析版)
第二章直线和圆的方程【压轴题专项训练】一、单选题1.直线20x y ++=分别与x 轴,y 轴交于A ,B 两点,点P 在圆()2222x y -+=上,则ABP△面积的取值范围是A .[]26,B .[]48,C .D .⎡⎣【答案】A 【详解】分析:先求出A ,B 两点坐标得到AB ,再计算圆心到直线距离,得到点P 到直线距离范围,由面积公式计算即可详解: 直线x y 20++=分别与x 轴,y 轴交于A ,B 两点()()A 2,0,B 0,2∴--,则AB =点P 在圆22x 22y -+=()上∴圆心为(2,0),则圆心到直线距离1d ==故点P 到直线x y 20++=的距离2d 的范围为则[]2212,62ABPSAB d ==∈故答案选A.点睛:本题主要考查直线与圆,考查了点到直线的距离公式,三角形的面积公式,属于中档题.2.已知点()()2,3,3,2A B ---,直线:10l mx y m +--=与线段AB 相交,则直线l 的斜率k 的取值范围是()A .34k ≥或4k ≤-B .344k -≤≤C .15k <-D .344k -≤≤【答案】A 【详解】()()110m x y -+-=,所以直线l 过定点()1,1P ,所以34PB k =,4PA k =-,直线在PB 到PA 之间,所以34k ≥或4k ≤-,故选A .3.两圆222240x y ax a +++-=和2224140x y by b +--+=恰有三条公切线,若,a R b R ∈∈且0ab ≠,则2211a b +的最小值为A .1B .3C .19D .49【答案】A 【详解】试题分析:由题意得两圆22()4x a y ++=与22(2)1x y b y +-=相外切,即222149a b =+⇒+=,所以22222222221111(4)141()[5][5]1999a b a b a b a b b a ++=+=++≥+=,当且仅当22224=a b b a 时取等号,所以选A.考点:两圆位置关系,基本不等式求最值【易错点睛】在利用基本不等式求最值时,要特别注意“拆、拼、凑”等技巧,使其满足基本不等式中“正”(即条件要求中字母为正数)、“定”(不等式的另一边必须为定值)、“等”(等号取得的条件)的条件才能应用,否则会出现错误.4.过圆22:1O x y +=内一点11,42⎛⎫⎪⎝⎭作直线交圆O 于A ,B 两点,过A ,B 分别作圆的切线交于点P ,则点P 的坐标满足方程()A .240x y +-=B .240x y -+=C .240x y --=D .240x y ++=【答案】A 【分析】设出P 点坐标,求解出以OP 为直径的圆M 的方程,将圆M 的方程与圆O 的方程作差可得公共弦AB 的方程,结合点11,42⎛⎫⎪⎝⎭在AB 上可得点P 的坐标满足的方程.【详解】设()00,P x y ,则以OP 为直径的圆()()00:0M x x x y y y -+-=,即22000x y x x y y +--=①因为,PA PB 是圆O 的切线,所以,OA PA OB PB ⊥⊥,所以A ,B 在圆M 上,所以AB 是圆O 与圆M 的公共弦,又因为圆22:1O x y +=②,所以由①-②得直线AB 的方程为:0010x x y y +-=,又点11,42⎛⎫⎪⎝⎭满足直线AB 方程,所以00111042x y +-=,即240x y +-=.故选:A.5.在平面直角坐标系中,已知点(),P a b 满足1a b +=,记d 为点P 到直线20x my --=的距离.当,,a b m 变化时,d 的最大值为()A .1B .2C .3D .4【答案】C 【分析】根据直线:20l x my --=过定点A 确定出对于给定的一点P ,d 取最大值时PA l ⊥且max d PA =,然后根据点P 为正方形上任意一点求解出max PA ,由此可知max d .【详解】直线:20l x my --=过定点()2,0A ,对于任意确定的点P ,当PA l ⊥时,此时d PA =,当PA 不垂直l 时,过点P 作PB l ⊥,此时d PB =,如图所示:因为PB AB ⊥,所以PA PB >,所以max d PA =,由上可知:当P 确定时,max d 即为PA ,且此时PA l ⊥;又因为P 在如图所示的正方形上运动,所以max max d PA =,当PA 取最大值时,P 点与()1,0M -重合,此时()213PA =--=,所以max 3d =,故选:C.【点睛】关键点点睛:解答本题的关键在于利用图像分析d 取最大值时PA 与直线l 的位置关系,通过位置关系的分析可将问题转化为点到点的距离问题,根据图像可直观求解.6.若实数,x y 满足x -=x 最大值是()A .4B .18C .20D .24【答案】C 【分析】当0x =时,解得0y =;当0x >,令t =22x t -+=,设()22x f t t =-+,()g t =()f t 和()g t 有公共点,观察图形可求解.【详解】当0x =时,解得0y =,符合题意;当0x >时,令t =0t ≥,又0x y -≥,则t ≤,即t ⎡∈⎣,则原方程可化为22xt -+=,设()22xf t t =-+,()g t =t ⎡∈⎣,则()f t 表示斜率为2-的直线,()g t则问题等价于()f t 和()g t有公共点,观察图形可知,=20x =,当直线过点(时,2x=4x =,因此,要使直线与圆有公共点,[]4,20x ∈,综上,[]{}4,200x ∈⋃,故x 的最大值为20.故选:C.【点睛】关键点睛:解题得关键是令t =()22xf t t =-+与圆有公共点.7.已知圆222:()(21)2C x m y m m -+-+=,有下列四个命题:①一定存在与所有圆都相切的直线;②有无数条直线与所有的圆都相交;③存在与所有圆都没有公共点的直线;④所有的圆都不过原点.其中正确的命题个数是A .1B .2C .3D .4【答案】C 【分析】①可先设出切线方程,利用圆心到直线距离等于半径建立等式求解.②③根据直线与两条切线的相对位置,可找出与圆相交和相离的直线④假设过原点,有解【详解】由圆222:()(21)2C x m y m m -+-+=知圆心坐标为(),21m m -,半径|r m =,圆心在直线21y x =-上,①假设存在直线与所有圆均相切,设为y kx b =+则(),21m m -到y kx b =+的距离为|r m =可得|r m ==直线与所有圆均相切,故切线应与m 无关,可取1b =-=解得2k =-±即(21y x -±=-所以,存在与所有圆均相切的直线,故①正确;过点()0,1-介于两相切直线之间的直线,均与所有圆相交,故②正确;过点()0,1-在两相切直线之外部区域的直线,与所有圆均没有交点,故③正确;假设过原点,则222()(21)2m m m -+-+=,得1m =或13m =,故④错误.故选:C 【点睛】处理直线与圆的位置关系时,若两方程已知或圆心到直线的距离易表达,则用几何法;若方程中含有参数,或圆心到直线的距离的表达较繁琐,则用代数法.8.已知,x y R ∈)AB .3C.D .6【答案】C 【分析】将问题转化为“点()0,y 到点()2,1的距离加上点(),0x 到点()2,1的距离加上点(),0x 到点()0,y 的距离之和的最小值”,采用分类讨论的方法并画出辅助图示求解出最小值.【详解】()0,y 到点()2,1(),0x 到点()2,1的距离,表示点(),0x 到点()0,y 的距离,设()()()2,1,,0,0,A B x C y ,表示AB BC AC ++的长度和,显然当点(),0x 与点()0,y 在,x y 轴的非负半轴上,对应原式的结果更小,当()(),0,0,x y 均不在坐标原点,如下图所示:考虑到求解最小值,所以2,1x y ≤≤,设,B A 关于原点的对称点为,B A '',所以AB BC AC AC B C A B AB A B AA '''''''++=++≥+>==当()(),0,0,x y 其中一个在坐标原点,如下图所示:此时分别有2AC BC AB AC AC AC ++>+==2AC BC AB AB AB AB ++>+==,所以AC BC AB ++>当()(),0,0,x y 都在坐标原点时,AB AC BC ++==的最小值为故选:C.【点睛】(1)先将问题转化为点到点的距离之和问题;(2)画出图示,必要时借助点关于直线的对称点知识进行分析;(3)根据距离之和的最小值得到原式的最小值.二、多选题9.下列说法正确的是()A .直线21y ax a =-+必过定点(2,1)B .直线3240x y -+=在y 轴上的截距为-2C10y ++=的倾斜角为120°D .若直线l 沿x 轴向左平移3个单位长度,再沿y 轴向上平移2个单位长度后,回到原来的位置,则该直线l 的斜率为23-【答案】ACD 【分析】代入点的坐标判断A ,求出纵截距判断B ,求出斜率得倾斜角,判断C ,写出平移直线后的方程,与原方程一致,由此求得ba-,判断D .【详解】2211z a -+=,所以点(2,1)在直线上,A 正确;对3240x y -+=,令0x =,得2y =,直线3240x y -+=在y 轴上截距为2,B 错误;10y ++=的斜率为120︒,C 正确;设直线l 方程为0ax by c ++=,沿x 轴向左平移3个单位长度,再沿y 轴向上平移2个单位长度后得(3)(2)0a x b y c ++-+=,即320ax by c a b +++-=它就是0ax by c ++=,所以320a b -=,所以23a kb =-=-,D 正确.故选:ACD .【点睛】关键点点睛:本题考查直线方程,利用直线方程研究直线的性质是解析几何的基本方法.掌握直线的概念与特征是解题关键.10.已知点P 是直线3450x y -+=上的动点,定点()1,1Q ,则下列说法正确的是()A .线段PQ 的长度的最小值为45B .当PQ 最短时,直线PQ 的方程是3470x y +-=C .当PQ 最短时P 的坐标为1341,2525⎛⎫⎪⎝⎭D .线段PQ 的长度可能是23【答案】AC 【分析】当PQ 垂直直线3450x y -+=时,PQ 最短,即可判断A 、D ,设出P 坐标,根据最短使PQ 与直线垂直求解P 坐标,即可判断C ,由两点式求出直线方程,即可判断B .【详解】解:当PQ 垂直直线3450x y -+=时,PQ 最短,Q 到直线的距离为223454534-+=+,故A 正确;故PQ 的长度范围为4,5⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭,2435<,故D 错误;设35,4m P m +⎛⎫ ⎪⎝⎭,则3514413PQ m k m +-==--,解得1325m =,故P 为1341,2525⎛⎫⎪⎝⎭,故C 正确;此时直线PQ 的方程是114113112525y x --=--,即4370x y +-=,故B 错误,故选:AC .11.(2021•佛山模拟)已知圆2221:C x y r +=,圆2222:()()C x a y b r -+-=,(0r >,且a ,b 不同时为0)交于不同的两点1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y ,下列结论正确的是A .221122ax by a b +=+B .1212()()0a x x b y y -+-=C .12x x a +=,12y y b+=D .M ,N 为圆2C 上的两动点,且||3MN r =,则||OM ON +的最大值为22a b r ++【答案】ABC【解析】根据题意,圆2221:C x y r +=和圆2222:(?)(?)(0)C x a y b r r +=>交于不同的两点A ,B ,∴两圆方程相减可得直线AB 的方程为:22220a b ax by +--=,即22220ax by a b +--=,分别把点1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y 两点坐标代入22220ax by a b +--=得:221122??0ax by a b +=,222222??0ax by a b +=,所以选项A 正确,上面两式相减得:12122()2()0a x x b y y -+-=,即1212()()0a x x b y y -+-=,所以选项B 正确,两圆的半径相等,∴由圆的性质可知,线段AB 与线段12C C 互相平分,则有120222x x a a++==,12022y y bb ++==,变形可得12x x a +=,12y y b +=,C 正确;M ,N 为圆2C 上的两动点,且||3MN r =,设MN 的中点为D ,则2C D MN ⊥,所以22231()22C D r r r =-=,所以MN 的中点D 的轨迹为以2(,)C a b 为圆心,12r 为半径的圆,所以MN 的中点D 的轨迹方程为2221()()4x a y b r -+-=,又||2||OM ON OD +=,所以||OM ON +的最大值为222212()22a b r a b r +=+,故D 错误.故选ABC .三、填空题12.已知C 为圆:()2211x y -+=上一动点,点B 坐标为(3,点A 坐标为()4,0,则3AC BC +的最小值为_________.【答案】27【分析】设圆心为M ,由圆的方程得到圆心和半径,取4,03D ⎛⎫⎪⎝⎭,可证得CMDAMC ,得到3AC CD =,可知()333AC BC CD BC BD +=+≥,利用两点间距离公式可求得最小值.【详解】设圆:()2211x y -+=的圆心为M ,则()1,0M ,半径1MC =,取4,03D ⎛⎫ ⎪⎝⎭,13MD MC MCMA==,CMD CMA ∠=∠,CMD AMC ∴,3AC CD ∴=,()333AC BC CD BC BD ∴+=+≥(当且仅当,,B C D 三点共线且C 在线段BD 上时取等号),BD =,3AC BC ∴+≥即3AC BC +的最小值为故答案为:【点睛】关键点点睛:本题考查圆部分的最值问题的求解,解题关键是能够利用三角形相似将问题转化为三角形两边之和大于第三边的问题,由此确定三点共线时取得最小值.13.已知函数()f x ax b =--,其中a ,b R ∈,()f x 的最大值为(,)M a b ,则(,)M a b 的最小值为___________.【答案】12【分析】数形结合分析可知(,)M a b 的最小值为()[]0,1g x x =∈与()h x ax b x =+=-纵向距离,从而可以求出结果.【详解】函数()(),f x ax b M a b =-≤,即四分之一圆[]0,1y x =∈上的点到直线1x y +=上的最大距离为12-,此时圆上的点记为P ,如图:只有过PN 的中点且平行于直线1x y +=的直线才满足条件,所以当211,2a b =-=时,(,)M a b 的最小值为()[]0,1g x x =∈与()212h x ax b x +=+=-的纵向距离,即(,)M a b 的最小值为1⎛- ⎝⎭故答案为:212.【点睛】处理直线与圆的位置关系时,若两方程已知或圆心到直线的距离易表达,则用几何法;若方程中含有参数,或圆心到直线的距离的表达较繁琐,则用代数法.14.已知直线()()()11410a x a y a -++-+=(其中a 为实数)过定点P ,点Q 在函数1y x x=+的图像上,则PQ 连线的斜率的取值范围是___________.【答案】[3)-+∞,【分析】把直线方程整理成a 的多项式,根据恒等式的知识求出定点P 的坐标,【详解】由()()()11410a x a y a -++-+=得(4)40x y a x y -+-++-=∴4040x y x y -+-=⎧⎨+-=⎩,解得0,4x y =⎧⎨=⎩,∴(0,4)P 。
高中数学快速提升成绩题型训练——直线与圆
高考数学快速提升成绩题型训练——直线与圆1. 已知圆的方程是222=+y x ,直线b x y +=,当b 为何值时,圆与直线有(1)有两个交点;(2)有一个交点;(3)没有交点.2 已知圆C :(x -1)2+(y -2)2=2,点P (2,-1),过P 点作圆C 的切线P A 、PB ,B 、A 为切点. (1)求P A 、PB 所在直线的方程; (2)求切线长|P A |;(3)求∠APB 的正弦值; (4)求AB 的方程.3.如图所示,已知定点A (2,0),点Q 是圆x 2+y 2=1上的动点,∠AOQ 的 平分线交AQ 于M ,当Q 点在圆上移动时,求动点M 的轨迹方程.4.已知圆C :(x -2)2+(y -3)2=4,直线l :(m +2)x +(2m +1)y =7m +8. (1)证明:不论m 为何实数值,直线l 与圆C 恒相交; (2)当直线l 被圆C 截得的弦长最短时,求m 的值.5.已知圆C :x 2+y 2+2x -4y +3=0.(1)若圆C 的切线在x 轴和y 轴上截距相等,求切线的方程;(2)从圆C 外一点P (x ,y )向圆引切线PM ,M 为切点,O 为坐标原点,且有:|PM |=|PO |,求使|PM |最小的点P 的坐标.6、由点P(0,1)引圆x 2+y 2=4的割线l ,交圆于A,B 两点,使ΔAOB 的面积为27(O 为原点),求直线l 的方程。
7、点A(0,2)是圆x 2+y 2=16内的定点,点B,C 是这个圆上的两个动点,若BA ⊥CA,求BC 中点M 的轨迹方程,并说明它的轨迹是什么曲线。
8、已知与曲线C: x 2+y 2-2x-2y+1=0相切的直线l 与x 轴、y 轴的正半轴交于两点A 、B ,O 为原点,|OA|=a ,|OB|=b(a>2,b>2)(1)求证:曲线C 与直线l 相切的条件是(a-2)(b-2)=2 ; (2)求ΔAOB 面积的最小值。
江苏)高考数学 压轴大题突破练 直线与圆
中档大题规范练——直线与圆1.已知圆O:x2+y2=4和点M(1,a).(1)若过点M有且只有一条直线与圆O相切,求实数a的值,并求出切线方程.(2)若a=2,过点M的圆的两条弦AC,BD互相垂直,求AC+BD的最大值.解(1)由条件知点M在圆O上,所以1+a2=4,则a=± 3.当a=3时,点M为(1,3),kOM=3,k切=-33,此时切线方程为y-3=-33(x-1).即x+3y-4=0,当a=-3时,点M为(1,-3),kOM=-3,k切=3 3.此时切线方程为y+3=33(x-1).即x-3y-4=0.所以所求的切线方程为x+3y-4=0或x-3y-4=0.(2)设O到直线AC,BD的距离分别为d1,d2(d1,d2≥0),则d21+d22=OM2=3.又有AC=24-d21,BD=24-d22,所以AC+BD=24-d21+24-d22.则(AC+BD)2=4×(4-d21+4-d22+24-d21·4-d22)=4×[5+216-4?d21+d22?+d21d22]=4×(5+24+d21d22).因为2d1d2≤d 21+d22=3,所以d21d22≤94, 当且仅当d1=d2=62时取等号,所以4+d21d22≤52, 所以(AC +BD)2≤4×(5+2×52)=40. 所以AC +BD≤210,即AC +BD 的最大值为210.2.已知圆C :(x +1)2+y2=8.(1)设点Q(x ,y)是圆C 上一点,求x +y 的取值范围;(2)在直线x +y -7=0上找一点P(m ,n),使得过该点所作圆C 的切线段最短.解 (1)设x +y =t ,因为Q(x ,y)是圆上的任意一点,所以该直线与圆相交或相切, 即|-1+0-t|2≤22,解得-5≤t≤3, 即x +y 的取值范围是[-5,3].(2)因为圆心C 到直线x +y -7=0的距离d =|-1+0-7|2=42>22=r , 所以直线与圆相离,因为切线、圆心与切点的连线、切线上的点与圆心的连线,组成一直角三角形且半径为定值;所以只有当过圆心向直线x +y -7=0作垂线,过其垂足作的切线段最短,其垂足即为所求.设过圆心作直线x +y -7=0的垂线为x -y +c =0.又因为该线过圆心(-1,0),所以-1-0+c =0,即c =1,而x +y -7=0与x -y +1=0的交点为(3,4),即点P 坐标为(3,4).3.已知点P(0,5)及圆C :x2+y2+4x -12y +24=0.(1)若直线l 过点P 且被圆C 截得的线段长为43,求l 的方程;(2)求过P 点的圆C 的弦的中点的轨迹方程.解 (1)如图所示,AB =43,将圆C 方程化为标准方程为(x +2)2+(y -6)2=16,∴圆C 的圆心坐标为(-2,6),半径r =4,设D 是线段AB 的中点,则CD ⊥AB ,又AD =23,AC =4.在Rt △ACD 中,可得CD =2.设所求直线l 的斜率为k ,则直线l 的方程为y -5=kx ,即kx -y +5=0.由点C 到直线l 的距离公式:|-2k -6+5|k2+?-1?2=2, 得k =34. 故直线l 的方程为3x -4y +20=0.又直线l 的斜率不存在时,也满足题意,此时方程为x =0. ∴所求直线l 的方程为x =0或3x -4y +20=0.(2)设过P 点的圆C 的弦的中点为D(x ,y),则CD ⊥PD ,即CD →·PD→=0, ∴(x +2,y -6)·(x,y -5)=0,化简得所求轨迹方程为x2+y2+2x -11y +30=0.4.a 为何值时,(1)直线l1:x +2ay -1=0与直线l2:(3a -1)x -ay -1=0平行?(2)直线l3:2x +ay =2与直线l4:ax +2y =1垂直?解 (1)①当a =0时,两直线的斜率不存在,直线l1:x -1=0,直线l2:x +1=0,此时,l1∥l2.②当a≠0时,l1:y =-12a x +12a ,l2:y =3a -1a x -1a ,直线l1的斜率为k1=-12a ,直线l2的斜率为k2=3a -1a ,要使两直线平行,必须⎩⎪⎨⎪⎧ -12a =3a -1a ,12a ≠-1a ,解得a =16.综合①②可得当a =0或a =16时,两直线平行.(2)方法一 ①当a =0时,直线l3的斜率不存在,直线l3:x -1=0,直线l4:y -12=0,此时,l3⊥l4. ②当a≠0时,直线l3:y =-2a x +2a 与直线l4:y =-a 2x +12,直线l3的斜率为k3=-2a ,直线l4的斜率为k4=-a 2,要使两直线垂直,必须k3·k4=-1,即-2a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2=-1,不存在实数a 使得方程成立. 综合①②可得当a =0时,两直线垂直.方法二 要使直线l3:2x +ay =2和直线l4:ax +2y =1垂直,根据两直线垂直的充要条件,必须A1A2+B1B2=0,即2a +2a =0,解得a =0,所以,当a =0时,两直线垂直.5.已知圆C 的方程为x2+y2+ax +2y +a2=0,一定点为A(1,2),且过定点A(1,2)作圆的切线有两条,求a 的取值范围.解 将圆C 的方程配方有(x +a 2)2+(y +1)2=4-3a24, ∴4-3a24>0,① ∴圆心C 的坐标为(-a 2,-1),半径r =4-3a22. 当点A 在圆外时,过点A 可作圆的两条切线,∴AC>r ,即 ?1+a 2?2+?2+1?2>4-3a22, 化简得a2+a +9>0.②由①②得-233<a<233, ∴a 的取值范围是-233<a<233. 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:△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 上的动点,求PB +PQ 的最小值及此时点P 的坐标.(1)证明 由题设知,圆C 的方程为(x -t)2+(y -2t )2=t2+4t2, 化简得x2-2tx +y2-4ty =0, 当y =0时,x =0或2t ,则A(2t,0);当x =0时,y =0或4t ,则B(0,4t), 所以S △AOB =12OA·OB =12|2t|·|4t|=4为定值. 即△AOB 的面积为定值.(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 =2t t =2t2=12,∴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,圆心到直线2x +y -4=0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 =?-6?2+?-3?2- 5=35-5=2 5.所以PB +PQ 的最小值为25,直线B′C 的方程为y =12x ,则直线B′C 与直线x +y +2=0的交点P 的坐标为(-43,-23).。
新高考高中数学 名师预测 考前押题精品 直线与圆的方程(选择与填空)
精选16 直线与圆的方程(选择与填空)1.涉及直线被圆截得的弦长问题的两种求解方法:(1)利用半径长r 、弦心距d 、弦长l 的一半构成直角三角形, 结合勾股定理222()2ld r +=求解;(2)若斜率为k 的直线l 与圆C 交于1122,,()()A x y B x y ,两点,则12|||AB x x =-. 2.求两圆公共弦长的两种方法:(1)联立两圆的方程求出交点坐标,再利用两点间的距离公式求解; (2)求出两圆公共弦所在直线的方程,转化为直线被圆截得的弦长问题. 3.两圆相交时公共弦所在直线的方程:设圆C 1:x 2+y 2+D 1x +E 1y +F 1=0 ①,圆C 2:x 2+y 2+D 2x +E 2y +F 2=0 ②,若两圆相交,则有一条公共弦,由①-②,得(D 1-D 2)x +(E 1-E 2)y +F 1-F 2=0 ③. 方程③表示圆C 1与圆C 2的公共弦所在直线的方程. 4.距离公式:(1)平面上任意两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)间的距离|P 1P 2| (2)点P 0(x 0,y 0)到直线l :Ax +By +C =0的距离d.(3)两条平行线Ax +By +C 1=0与Ax +By +C 2=0(C 1≠C 2)间的距离d.一、单选题1.直线l :10mx y m -+-=与圆C :22(1)5x y +-=的位置关系是 A .相交 B .相切 C .相离D .不确定2.直线过点()0,2P ,且截圆224x y +=所得的弦长为2,则直线的斜率为A .32±B .C .±D .3.已知点)P和圆C :224x y +=,则过点P 且与圆C 相切的直线方程是A 4y -=B 4y +=C .4x -=D .4x =4.若直线:10l x y -+=与圆22210x y ay +--=相切,则实数a = A .1- B .0 C .1D .25.已知()0,0A ,()1,1B ,直线l 过点()2,0且和直线AB 平行,则直线l 的方程为 A .20x y --= B .20x y +-= C .240x y --=D .240x y +-=6.若直线210ax y ++=与直线220x y +-=互相垂直,则实数a 的值是 A .1 B .1- C .4D .4-7.若圆心坐标为()2,1-的圆被直线10x y --=截得的弦长为 A .()()22212x y -++= B .()()22214x y -++= C .()()22218x y -++=D .()()222116x y -++=8.过点()0,1P 的直线l 与圆()()22111x y -+-=相交于A ,B 两点,若该直线的斜率为1,则AB =A .1 BCD .29.已知过点()2,4M -的直线l 与圆C :()()22125x y -++=相切,且与直线230ax y -+=垂直,则实数a 的值为A .4B .2C .2-D .4-10.已知直线()1:3453l a x y a ++=-,()2:258l x a y ++=,若12l l //,则a 的值为 A .7- B .1- C .7-或1-D .2-或411.若函数()f x x m =-有零点,则实数m 的取值范围是A .⎡-⎣B .4,⎡⎣C .[]4,4-D .4,⎡-⎣12.已知直线1l :230ax y +-=,2l :()310x a y a ++-=,若12l l ⊥.则a 的值为 A .25- B .25C .1D .-213.圆22420x y x y ++-=和圆22230x y x +--=交于A 、B 两点,则相交弦AB 的垂直平分线的方程为 A .6230x y -+= B .310x y +-= C .2230x y -+=D .310--=x y14.若点()1,1P 到直线cos sin 2x y θθ⋅+⋅=的距离为d ,则d 的最大值是A .2+B .2C .2-D .2+15.圆1C :22430x y x +-+=与圆2C :()()2214x y a ++-=外切,则实数a 的值为 A .4 B .16 C .8D .1216.已知P 为圆22:1O x y +=上一个动点,O 为坐标原点,过点P 作圆O 的切线与圆221:28190O x y x y +---=相交于两点,A B ,则||AB 最小值是A 1B 1C .2D .217.设点(3,4)M 在圆222(0)x y r r +=>外,若圆O 上存在点N ,使得3OMN π∠=,则实数r 的取值范围是A .5[,)2+∞ B .)+∞C .[,5)2D .5[,5)218.古希腊数学家阿波罗尼奧斯(约公元前262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,著作中有这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数k (0k >且1k ≠)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆.已知(0,0),(3,0)O A ,动点(,)P x y 满足2PA PO=,则动点P 轨迹与圆22(1)1x y -+=位置关系是A .外离B .外切C .相交D .内切19.已知动直线:20(0,0)l ax by c a c ++-=>>恒过点(2,)P n ,且(5,0)Q 到动直线l的最大距离为3,则22c a c+的最小值为 A .92 B .94C .3D .920.已知点()1,0A m -,()()1,00B m m +>,若圆C :2288280x y x y +--+=上存在一点P ,使得PA PB ⊥,则实数m 的取值范围是 A .3m ≥ B .3m 7≤≤ C .27m -<≤D .46m ≤≤21.已知圆C :()()22122x y -+-=和点()00P x ,,若圆C 上存在两点,A B 使得3APB π∠=,则实数0x 的取值范围是A .[]3,1-B .[13]-,C .[2,3]-D .[2,4]-22.若关于x 的方程3kx k =+-恰有两个实数根,则实数k 的取值范围是A .4,3⎛⎫+∞⎪⎝⎭ B .43,32⎛⎤⎥⎝⎦ C .40,3⎛⎫ ⎪⎝⎭D .43,32⎛⎫ ⎪⎝⎭23.若P 是直线l :260x y ++=上一动点,过P 作圆C :22230x y x ++-=的两条切线,切点分别为A ,B ,则四边形PACB 面积的最小值为 A .1 B .2 C .3D .424.直线220ax by -+=被222440x y x y ++--=截得弦长为6,则ab 的最大值是 A .9 B .4 C .12D .1425.点P 是直线2100x y ++=上的动点,直线PA ,PB 分别与圆224x y +=相切于A ,B 两点,则四边形PAOB (O 为坐标原点)的面积的最小值等于A .8B .4C .24D .1626.若P 是直线l :3490x y +-=上一动点,过P 作圆C :2240x y x ++=的两条切线,切点分别为A ,B ,则四边形PACB 面积的最小值为A B .CD .27.已知圆C 的方程为222610x y x y +-++=,点P 在圆C 上,O 是坐标原点,则||OP 的最小值为A .3B 3C .3-D .228.已知圆O 的半径为3,且经过点()5,12P ,若点C 的坐标为(),a bA .5B .7C .9D .1029.两圆222240x y ax a +++-=和2224140x y by b +--+=恰有三条公切线,若a R ∈,b R ∈且0ab ≠,则2211a b +的最小值为 A .72B .4C .1D .5二、多选题30.若圆22240x y x y +--=的圆心到直线0x y a -+=,则实数a 的值为 A .2 B .2- C .12D .031.已知圆C :()()223372x y -+-=,若直线0x y m +-=垂直于圆C 的一条直径,且经过这条直径的一个三等分点,则m = A .2 B .4 C .6D .1032.若过点()2,0有两条直线与圆222210x y x y m +-+++=相切,则实数m 的可能取值是 A .-3 B .3 C .0D .1233.点P 在圆221:1C x y +=上,点Q 在圆222:68240C x y x y +-++=上,则A .PQ 的最小值为0B .PQ 的最大值为7C .两个圆心所在的直线斜率为43-D .两个圆相交弦所在直线的方程为68250x y --=34.已知直线l :(2)10mx m y m --+-=,圆C :22(1)1x y -+=,则下列结论中正确A .存在m 的一个值,使直线l 经过圆心CB .无论m 为何值时,直线l 与圆C 一定有两个公共点C .圆心C 到直线l 的最大距离是2D .当1m =时,圆C 关于直线l 对称的圆的方程为22(1)1y x +-=.35.圆221:(2cos )(2sin )1C x y θθ-+-=与圆222:1C x y +=,下列说法正确的是A .对于任意的θ,圆1C 与圆2C 始终相切B .对于任意的θ,圆1C 与圆2C 始终有四条公切线C .当6πθ=时,圆1C 被直线10l y --=D .P ,Q 分别为圆1C 与圆2C 上的动点,则PQ 的最大值为436.已知点()()1,0,1,0A B -,若圆()()2221221x a y a -++--=上存在点M 满足3MA MB ⋅=,则实数a 的值为A .2-B .1-C .2D .037.如图,直线12,l l 相交于点O ,点P 是平面内的任意一点,若x ,y 分别表示点P 到12,l l 的距离,则称(x ,y )为点P 的“距离坐标”.下列说法正确的是A .距离坐标为(0,0)的点有1个B .距离坐标为(0,1)的点有2个C .距离坐标为(1,2)的点有4个D .距离坐标为(x ,x )的点在一条直线上38.如果()2,0A ,()1,1B ,()1,1C - ,()2,0D - ,CD 是以OD 为直径的圆上一段圆弧,CB 是以BC 为直径的圆上一段圆弧,BA 是以OA 为直径的圆上一段圆弧,三段弧构成曲线Ω,则下面说法正确的是A .曲线Ω与x 轴围成的面积等于32πB .CB 与BA 的公切线方程为10x y +--=C .AB 所在圆与CB 所在圆的交点弦方程为0x y -=D .用直线y x =截CD 所在的圆,所得的弦长为239.下列说法正确的是A .直线(3)4330()m x y m m ++-+=∈R 恒过定点(3,3)--B .圆224x y +=上有且仅有3个点到直线l :0x y -=的距离等于1C .若圆1C :2220x y x ++=与圆2C :22480(20)x y x y m m +--+=<恰有三条公切线,则4m =D .若已知圆C :224x y +=,点P 为直线142x y+=上一动点(点P 在圆C 外),过点P 向圆C 引两条切线PA ,PB ,其中A ,B 为切点,则直线AB 经过定点(1,2)40.古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名,他发现:平面内到两个定点A 、B 的距离之比为定值λ(1λ≠)的点所形成的图形是圆.后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知在平面直角坐标系xOy 中,()2,0A -、()4,0B ,点P 满足12PA PB =,设点P 所构成的曲线为C ,下列结论正确的是 A .C 的方程为()22416x y ++=B .在C 上存在点D ,使得D 到点()1,1的距离为3 C .在C 上存在点M ,使得2MO MA =D .在C 上存在点N ,使得224NO NA +=41.在平面上有相异两点A ,B ,设点P 在同一平面上且满足PA PB λ=(其中0λ>,且1λ≠),则点P 的轨迹是一个圆,这个圆称为阿波罗尼斯圆.设(),0A a -,(),0B a ,a 为正实数,下列说法正确的是A .当2λ=时,此阿波罗尼斯圆的半径43r a = B .当12λ=时,以AB 为直径的圆与该阿波罗尼斯圆相切 C .当01λ<<时,点B 在阿波罗尼斯圆圆心的左侧 D .当1λ>时,点A 在阿波罗尼斯圆外,点B 在圆内42.已知ABC 的三个顶点的坐标分别为(2)A -,3、()21B --,、(61)C -,,以原点为圆心的圆与此三角形有唯一的公共点,则圆的方程为 A .221x y += B .22165x y +=C .224x y +=D .2237x y +=43.“平面内到两个定点A ,B 的距离之比为定值()1λλ≠的点的轨迹是圆”.在平面直角坐标系xOy 中,()2,0A -,()4,0B ,点P 满足12PA PB =.设点P 的轨迹为C ,下列结论正确的是A .C 的方程为()22416x y ++=B .当A ,B ,P 三点不共线时,射线PO 是APB ∠的平分线C .PAB △的面积最大值为12D .在C 上存在点M ,使得2MO MA = 44.已知曲线22:20(1,2,)n C x nx y n -+==.从点(1,0)P -向曲线n C 引斜率为(0)n n k k >的切线n l ,切点为(),n n n P x y .则下列结论正确的是A .数列{}n x 的通项为1n n x n =+B .数列{}n y的通项为1n y n =+ C .当3n >时,13521n x x x x -⋅⋅⋅⋅>Dn nxy < 三、填空题45.直线3450x y ++=被圆224x y +=截得的弦长为____________. 46.直线:1l y x =+与圆22:430C x y y +-+=交于A 、B 两点,则ABC 的面积是____________.47.已知两点()1,0M -,()1,0N ,若直线340x y m -+=上存在点P 满足0PM PN ⋅=,则实数m 的取值范围是____________.48.在平面直角坐标系中,已知点()2,0A 、()4,0B .若直线:0l x y m -+=上存在点P使得PB PA =,则实数m 的取值范围是____________.49.若直线1:26l x ay C +-=与直线()()2:150l x a y a +-++=平行,则实数a =_________.50.在平面直角坐标系xOy 中,过圆1C :22()(4)1x k y k -++-=上任一点P 作圆2C :22(1)1x y ++=的一条切线,切点为Q ,则当PQ 取最小值时,k =____________.51.已知直线1:0l ax y a ++=,()()2:2130l x a y a a R +++=∈,若12l l ⊥,则a =_________.52.已知直线0x y a -+=与圆22:2O x y +=相交于A 、B 两点(O 为坐标原点),且AOB 为等边三角形,则实数a =____________.53.已知圆()()2245169x y -+-=,过点()1,1的直线交圆于A ,B 两点,则AB 的取值范围为____________.54.已知直线():120l kx y k k R -+-=∈,则点()5,0A 到l 的距离的最大值为_________.1155.已知圆()()22:215C x y -+-=及点()0,2B ,设P ,Q 分别是直线:20l x y ++=和圆C 上的动点,则PB PQ +的最小值为____________.56.已知圆()222:2400C x y mx y m m +--+=>被直线:30l x y -+=截得的弦长为 ,则m =____________.57.关于x 、y 的方程组282(3)mx y x m y m+=⎧⎨+-=⎩无解,则实数m =_________. 58.已知直线y =ax 与圆C :x 2+y 2-6y +6=0相交于A ,B 两点,C 为圆心.若△ABC 为等边三角形,则a 的值为____________.59.大约2000多年前,我国的墨子就给出了圆的概念:“一中同长也.”意思是说,圆有一个圆心,圆心到圆周上的点的距离都相等.这个定义比古希腊数学家欧几里德给出的圆的定义要早100年.已知O 是坐标原点,3OP =,若1(2M -,则线段PM 长的最小值是___________.60.已知圆22(1)4x y -+=上一动点Q ,则点()2,3P --到点Q 的距离的最小值为___________.61.已知圆C 与y轴相切于点(P ,与x 轴正半轴交于两点A ,B ,30APB ∠=,则圆C 的方程为___________.62.已知点()3,0A ,()0,4B ,点P 在圆221x y +=上运动,则22||||PA PB +的最小值为___________.63.已知点(),P x y 是直线240x y -+=上一动点,直线PA ,PB 是圆22:20C x y y ++=的两条切线,A ,B 为切点,C 为圆心,则四边形PACB 面积的最小值是____________.64.已知两定点()()1,0,1,0A B -,如果平面内动点C满足条件CA =,则ABC S ∆的最大值是___________.65.过点()3,1的直线分别与x 轴、y 轴的正半轴交于A 、B 两点,则AOB (O 为坐标原点)面积取得最小值时直线方程为_________.66.2020年是中国传统的农历“鼠年”,有人用3个圆构成“卡通鼠”的形象,如图:(0,3)Q -是圆Q 的圆心,圆Q 过坐标原点O ;点L 、S 均在x 轴上,圆L 与圆S 的半径都等于2,圆S 、圆L 均与圆Q 外切.已知直线l 过点O .若直线l 截圆L 、圆S 、圆Q 所得弦长均等于d ,则d =____________.67.已知圆M :()()22004x x y y -+-=,从点()3,4N 向圆M 作两条切线NP ,NQ ,切点分别为P ,Q ,若3PNQ π∠=,则点M 到直线34250x y ++=的最小距离为___________. 68.圆222410x y x y +-++=关于直线30(00)ax by a b --=>>,对称,则12a b+的最小值是___________. 69.已知方程为2220x y x ay a ++-+=的圆关于直线40x y +=对称,则圆的半径r =___________;若过点()1,0M 作该圆的切线,切点为A ,则线段MA 长度为___________. 70.公元前3世纪,古希腊数学家阿波罗尼斯(Apollonius )在《平面轨迹》一书中,曾研究了众多的平面轨迹问题,其中有如下结果:平面内到两定点距离之比等于已知数的动点轨迹为直线或圆.后世把这种圆称之为阿波罗尼斯圆.已知直角坐标系中()2,0A -,()2,0B ,(),P x y,且满足PA =,则点P 的运动轨迹方程为___________,点P 到直线40x y +-=的最小距离为___________.71.已知直线:(0)l y kx k =>与圆22:((1)1C x y -+-=相切,则k =____________,直线m 过点()0,2且与直线l 垂直,m 与圆C 相交于A ,B 两点,则弦AB 的中点坐标为____________.72.已知圆221:20O x y ax +-+=与直线l 相切于点(3,1)P ,则直线l 的方程为13 ____________,设直线l 与圆222:(1)(1)4O x y -+-=相交于A ,B 两点,则||AB =____________.73.已知以点P 为圆心的圆经过点A (-1,0)和B (3,4),线段AB 的垂直平分线交圆P 于点C 和D ,且|CD |=.则直线CD 的方程为___________,圆P 的方程为___________. 74.已知圆C 的方程为222x y +=,点P 是直线250x y --=上的一个动点,过点作圆C 的两条切线PA 、PB ,A 、B 为切点,则四边形PACB 的面积的最小值为____________;直线AB 过定点____________.75.已知集合{(,)1}A x y ax y =+=∣,{(,)1}B x y x ay =+=∣,{}22(,)1C x y x y =+=∣,若()A B C 有两个元素,则a 的取值为____________;若()A B C 有三个元素,则a 的取值为____________.。
第12讲 直线与圆压轴题精选(原卷版)
第12讲 直线与圆压轴题精选题型一:单选题【例1】(2022·全国·模拟预测(文))已知过点作圆的两条切线()()4,0P m m ≠22:40C x y y +-=PA,,切点分别为,,则直线必过定点( )PB A B AB A . B . C . D .()1,2()2,1()1,111,2⎛⎫⎪⎝⎭【例2】(2022·北京·高三专题练习)在平面直角坐标系中,直线与轴和()0y kx m k =+≠x y轴分别交于,两点,,若,则当,变化时,点到点A B AB =CA CB ⊥k m C ()1,1的距离的最大值为( )A .B .C .D 【例3】(2022·全国·高三专题练习(理))已知是圆上一个动点,且直线M 22:1C x y +=与直线相交于点P ,则1:30l mx ny m n --+=222:30(,R,0)l nx my m n m n m n +--=∈+≠PM的取值范围是( )A .B .C .D .1,1]+1]1]1]【例4】(2022·广东汕头·高二期末)已知平面向量,且,向量满足,a b ||||2,2a b a b ==⋅= c ,则的最小值为( )1||||2--=- c a b a b ||()c λb λR -∈A B C D 111【例5】(2022·江西抚州·高二期末(理))已知直线l 与圆交于A ,B 两点,点22:9O x y +=()4,0P 满足,若AB 的中点为M ,则的最大值为( )PA PB ⊥OMA .B .C .D .2+23232【例6】(2022·山东·烟台二中模拟预测)已知过点的动直线l 与圆C :(2216xy +=交于A ,B 两点,过A ,B 分别作C 的切线,两切线交于点N .若动点,则()()cos ,sin 02M θθθπ≤<的最小值为( )MNA .6B .7C .8D .9【例7】(2022·全国·高三专题练习)已知平面直角坐标系内一动点P ,满足圆()22:41C x y -+=上存在一点Q 使得,则所有满足条件的点P 构成图形的面积为( )45CPQ ∠=︒A .B .C .D .34ππ32π2π【例8】(2022·浙江·高三专题练习)已知圆,圆()()221:111C x y -++=()()222:459C x y -+-=,点M 、N 分别是圆、圆上的动点,点P 为x 轴上的动点,则的最大值是( )1C 2C PN PM-A .B .9C .7D .42+【题型专练】1.(2021·黑龙江·哈尔滨三中高三阶段练习(理))已知圆,点是直线22:(2)1C x y -+=P :0l x y +=上一动点,过点作圆的切线切点分别是和,下列说法正确的为( )P C ,PA PB A B A .圆上恰有一个点到直线的距离为C l 12B .切线长的最小PAC .四边形面积的最小值为2ACBP D .直线恒过定点AB 31,22⎛⎫- ⎪⎝⎭2.(2022·江苏省滨海中学模拟预测)AB 为⊙C :(x -2)2+(y -4)2=25的一条弦,6AB =,若点P 为⊙C 上一动点,则的取值范围是( )PA PB ⋅ A .[0,100]B .[-12,48]C .[-9,64]D .[-8,72]3.(2021·江苏·高二专题练习)已知是半径为1的动圆上一点,为圆()3,4M C P 22:1O x y +=上一动点,过点作圆的切线,切点分别为,,则当取最大值时,△P C A B ABPAB的外接圆的方程为( )A .B .223460x y x y +---=223460x y x y +--+=C .D .22340x y x y +--=22430x y x y +--=4.(2021·浙江·高二期中)设点,若在圆上存在点,使得,则()0,1M x 22:+1O x y =N 45OMN ∠=︒0x 的取值范围是( )A .B .C .D.⎡⎢⎣(][),11,-∞-+∞ ⎡⎣[]1,1-5.(2022·全国·高三专题练习(理))已知直线:40l x y -+=与x 轴相交于点A ,过直线l 上的动点P 作圆的两条切线,切点分别为C ,D 两点,记M 是224x y +=的中点,则的最小值为( )CD AMA .B .CD .36.(2021·江苏·高二专题练习)已知A 、B 是圆O :上两个动点,点P 的坐标为,若224x y +=(2,1),则线段长度的最大值为( )PAPB ⊥AB A .B .C.D32+7.(2021·辽宁营口·高三期末)已知圆的半径为3,是圆的一条直径,C AB C ,M N为圆上动点,且,点在线段上,则的最小值为( )4MN =E MN AE BE ⋅A .B .C .D .3-4-5-6-8.(2021·江苏·高二专题练习)直线 ,动直线 ,动直线:220l x y -+=1:0l ax y -=.设直线与两坐标轴分别交于两点,动直线l 1与l 2交于点P ,则2:240l x ay a ++-=l ,A B PAB△的面积最大值( )A .BC .D .11121129.(2020·安徽·安庆一中高二期中)已知点P (1,0)及圆C :222x y +=,点M ,N 在圆C 上,若PM ⊥PN ,则的取值范围为MNA .B .1⎤⎦22⎡+⎣C .D .21,2⎡-+⎣21,2⎡⎣10.(2021·江苏·高二专题练习)已知直线:与直线:1l 310mx y m --+=2l 310x my m +--=相交于点P ,线段是圆C :的一条动弦,且D 是线段AB ()()22114x y +++=AB =AB的中点.则的最大值为( )PDA .B .C .D .1题型一: 多选题【例1】(2022·全国·高二课时练习)已知点为圆()1,2M 228x y +=内一点,直线m 是以M 为中点的弦所在的直线,直线l 的方程为,则( )280x y ++=A .B .C .l 与圆相交D .l 与圆相离l m⊥//l m【例2】(2021新高考1卷多选)已知点在圆上,点、P ()()225516x y -+-=()4,0A ()0,2B ,则( )A. 点到直线的距离小于B. 点到直线的距离大于P AB 10P AB 2C. 当最小时,当最大时,PBA ∠PB =PBA ∠PB =【例3】(2022·重庆·二模)已知点,过直线上一点作圆()()0,0,4,4O A OA B 22:(4)4C x y -+=的切线,切点分别为,则( ),P Q A .以线段为直径的圆必过圆心PQ CB .以线段为直径的圆的面积的最小值为PQ 2πC .四边形的面积的最小值为4BPCQ D .直线在轴上的截距的绝对值之和的最小值为4PQ ,x y 【例4】(2022·福建福州·高二期中)在平面直角坐标系xOy 中,,,点P 满足()1,0A ()2,0B -,设点P 的轨迹为C ,则( )12PA PB =A .C 的周长为B .OP 平分∠APB4πC .面积的最大值为6D .当时,直线BP 与圆C 相切ABP △AP AB ⊥【例5】(2021·福建宁德·高二期中)(多选)下列命题正确的有( )A .直线 恒过定点()()34330R m x y m m ++-+=∈()33-,B .已知圆与圆相交于两点,则直线的方程为2214C x y +=:2222210C x y x y +--+=:A B ,AB .2250x y ++=C .圆与圆 恰有三条公切线,则()2211x y ++=()()222420x y m-+-=-4m =D .已知点分别为圆与直线上的动点,则的最小值为3.P Q ,()()22121x y -++=3450x y +-=PQ 【例6】(2022·全国·高二课时练习)已知直线l 与圆22:240C x y x y a ++-+=相交于A ,B 两点,弦AB 的中点为.下列结论中正确的是( )()0,1M A .实数a 的取值范围为B .实数a 的取值范围为3a <5a <C .直线l 的方程为D .直线l 的方程为10x y +-=10x y -+=【例7】(2022·湖北·荆门市龙泉中学高二期中)圆C :,直线224630x y x y ++--=,点P 在圆C 上,点Q 在直线l 上,则下列结论正确的是( ):3470l x y --=A .直线l 与圆C 相交B .的最小值是1||PQ C .若P 到直线l 的距离为2,则点P 有2个D .从Q 点向圆C 引切线,则切线段的最小值是3【例8】(2022·湖北·二模)设动直线交圆:230()l mx y m m R --+=∈22:(4)(5)12C x y -+-=于A ,B 两点(点C 为圆心),则下列说法正确的有( )A .直线l 过定点(2,3)B .当取得最小值时,||AB 1m =C .当最小时,其余弦值为ACB ∠14D .的最大值为24AC AB ⋅【题型专练】1.(2022·山东·青岛二中高三期末)点P 在圆M :()()225516x y -+-=上,点A (4,0),点B (0,2),下列结论正确的是( )A .过点A 可以作出圆的两条切线B .圆M 关于直线AB 对称的圆的方程为22131655x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C .点P 到直线AB 4D .当∠PBA 最大时,PB =2.(2022·辽宁锦州·一模)关于直线与圆:l y kx m =+22:4C x y +=,下列说法正确的是( )A .若直线l 与圆C 相切,则为定值B .若,则直线l 被圆C 截得的弦长为定值224m k -221m k -=C .若,则直线l 与圆C 相离D .1k m =+22m -<<是直线l 与圆C 有公共点的充分不必要条件3.(2021·辽宁大连·高二期中)点在圆上,点在圆P 221:1C x y +=Q 222:68240C x y x y +-++=上,则( )A .的最小值为3B .的最大值为7PQPQC .两个圆心所在的直线斜率为D .两个圆相交43-4.(2022·浙江浙江·高二期中)已知圆,直线22:60C x y x +-=:440()l mx y m m R +-+=∈,则下列结论正确的有( )A .圆C 的圆心坐标为,半径为9(3,0)B .对于任意实数m 直线l 恒过定点(1,1)-C .若直线l 交圆C 于A ,B 两点,则弦长的最小值为4ABD .当时,直线l 交圆C 于A ,B 两点,D 是圆C 上的动点,则面积的最大值为3m =ABD △5.(2022·湖南·长郡中学高三阶段练习)已知点在圆上,点,P 22:4O x y +=()3,0A ()0,4B ,则( )A .点到直线的距离最大值为P AB 225B .满足的点有2个AP BP ⊥P C .过点作圆的两切线,切点分别为、,则直线的方程为B O M N MN 1y =D .的最小值是2PA PB+6.(2021·重庆市两江中学校高二阶段练习)以下四个命题表述正确的是( )A .若点在圆外,则实数m 的取值范围为(1,2)222(1)20x y x m y m +++--+=(7,)-+∞B .圆上有且仅有3个点到直线222x y +=:10l x y -+=C .圆和圆外切221:2440C x y x y +---=222:2220C x y x y +++-=D .实数满足,则的取值范围是,x y 2220x y x ++=1yx -[7.(2021·湖北·黄石市有色第一中学高二阶段练习)以下四个命题表述错误的是( )A .直线恒过定点(1)(21)3()-+-=-∈R m x m y m m (5,2)--B .圆上有且仅有个点到直线222x y +=3:10l x y -+=C .曲线与恰有四条公切线,则实数的取值范围为22120C :x y x ++=222480C :x y x y m +--+=m 4m >D .已知圆,为直线上一动点,过点向圆引条切线,其中22:2C x y +=P 0x y ++=P C PA A为切点,则PA题型二: 解答题【例1】(2021·浙江高二期末)已知圆C 经过(4,2),(1,3)A B -两点,且在两坐标轴上的四个截距之和为2,(1)求圆C 的方程;(2)求过点且与圆C 相切的直线方程.P 【例2】(2022·全国·高二课时练习)已知圆,直线22:(1)(2)25C x y -+-=.:(21)(1)740()l m x m y m m R +++--=∈(1)证明:不论m 取什么实数,直线 l 与圆恒交于两点;(2)求直线被圆C 截得的弦长最小时 l 的方程.【例3】(2022·全国·高二课时练习)已知圆与直线2260x y x y m ++-+=230x y +-=交于M ,N 两点,且(O 为坐标原点),求m 的值.OM ON ⊥【例4】(2020·西安市·陕西师大附中)在平面直角坐标系中,设二次函数xoy 的图象与两坐标轴有三个交点,经过这三个交点的圆记为.2()2()f x x x b x R =++∈C (Ⅰ)若,求圆的方程;1b =-C (Ⅱ)当取所允许的不同的实数值时(,且),圆是否经过某定点(其坐标与b 1b <0b ≠C b 无关)?请证明你的结论.【例5】(2020·嘉祥县第一中学高二期中)古希腊数学家阿波罗尼奧斯(约公元前262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,著作中有这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数(且k 0k >1k ≠)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆.已知平面直角系中的点xOy,则满足的动点的轨迹记为圆.E F ||||PF PE =P E (1)求圆的方程;E (2)若点,当在上运动时,记(2,2),(2,6),(4,2)A B C ---P E 222||||||PA PB PC ++的最大值和最小值分别为和,求的值.M m M m +(3)过点向圆作切线,切点分别是,求直线的方程.(3,3)Q E ,QS QT ,S T ST 【例6】(2022·全国·高二课时练习)已知以点()2,,0C t t R t t ⎛⎫∈≠ ⎪⎝⎭为圆心的圆与x 轴交于点O ,A ,与y 轴交于点O 、B ,其中O 为坐标原点.(1)试写出圆C 的标准方程;(2)求证:的面积为定值;OAB (3)设直线与圆C 交于M ,N 两点,若,求圆C 的标准方程.24y x =-+=OM ON【题型专练】1.(2022·浙江浙江·高一期中)已知圆的方程:.C 22240x y x y m +---=(1)求实数的取值范围;m(2)若圆与直线交于,,求的值.C :230l x y +-=M N m 2.(2021·重庆市石柱中学校高二阶段练习)已知圆经过坐标原点,且与直线C 20x y -+=相切,切点为.()2,4P (1)求圆的标准方程;C (2)过圆内点的最长弦和最短弦分别为和求四边形的面积.C ()3,1E AF BD ABFD .3.(2021·山西·长治市上党区第一中学校高二阶段练习)设圆C 的圆心在x 轴的正半轴上,与y轴相交于点,且直线被圆C 截得的弦长为(A y x =(1)求圆C 的标准方程;(2)设直线y x m=-+与圆C 交于M ,N 两点,那么以MN 为直径的圆能否经过原点,若能,请求出直线MN 的方程;若不能,请说明理由.4.(2022·浙江·海宁一中高二期中)已知圆,点222212:(1)(2)1,:(3)(4)3C x y C x y -+-=-+-=分别在轴和圆上.,,P A B x 12,C C (1)判断两圆的位置关系;(2)求的最小值.PA PB +5.(2022·全国·高二课时练习)若圆与圆相外切.221:C x y m +=222:68160C x y x y +--+=(1)求m 的值;(2)若圆与x 轴的正半轴交于点A ,与y 轴的正半轴交于点B ,P 为第三象限内一点且在圆1C 1C 上,直线PA 与y 轴交于点M ,直线PB 与x 轴交于点N ,求证:四边形ABNM 的面积为定值.。
20道直线与圆的方程特训题(含详细的答案解析)
圆与直线方程的训练题一.选择题(共20小题)1.圆(x+1)2+y2=2的圆心到直线y=x+3的距离为()A.1 B.2 C.D.22.圆x2+y2﹣2x﹣8y+13=0的圆心到直线ax+y﹣1=0的距离为1,则a=()A.﹣ B.﹣C.D.23.已知两点P(4,0),Q(0,2),则以线段PQ为直径的圆的方程是()A.(x+2)2+(y+1)2=5 B.(x﹣2)2+(y﹣1)2=10C.(x﹣2)2+(y﹣1)2=5 D.(x+2)2+(y+1)2=104.圆心在直线y=x上,经过原点,且在x轴上截得弦长为2的圆的方程为()A.(x﹣1)2+(y﹣1)2=2 B.(x﹣1)2+(y+1)2=2C.(x﹣1)2+(y﹣1)2=2或(x+1)2+(y+1)2=2 D.(x﹣1)2+(y+1)2=2或(x+1)2+(y﹣1)2=25.已知圆x2+y2+2x﹣2y+a=0截直线x+y+2=0所得弦的长度为4,则实数a的值是()A.﹣2 B.﹣4 C.﹣6 D.﹣86.直线x+y=1与圆x2+y2﹣2ay=0(a>0)没有公共点,则a的取值范围是()A.(0,)B.(,)C.(,)D.(0,)7.直线l:x=my+2与圆M:x2+2x+y2+2y=0相切,则m的值为()A.1或﹣6 B.1或﹣7 C.﹣1或7 D.1或﹣8.圆(x﹣1)2+y2=1与圆x2+(y﹣1)2=2的位置关系为()A.外离 B.外切 C.相交 D.内切9.圆(x+2)2+y2=4与圆(x﹣2)2+(y﹣3)2=9的位置关系为()A.外切 B.相交 C.内切 D.相离10.已知圆C1:x2+y2=1,圆C2:x2+y2+4x﹣6y+4=0,则圆C1与圆C2的位置关系是()A.外离 B.相切 C.相交 D.内含11.若圆O1:(x﹣3)2+(y﹣4)2=25和圆O2:(x+2)2+(y+8)2=r2(5<r<10)相切,则r等于()A.6 B.7 C.8 D.912.直线x﹣y+3=0被圆(x+2)2+(y﹣2)2=2截得的弦长等于()A.B.C.2D.13.在直角坐标系中,直线x+y+3=0的倾斜角是()A.B.C.D.14.直线AB的斜率为2,其中点A(1,﹣1),点B在直线y=x+1上,则点B的坐标是()A.(4,5)B.(5.7)C.(2,1)D.(2,3)15.直线L1:ax+3y+1=0,L2:2x+(a+1)y+1=0,若L1∥L2,则a的值为()A.﹣3 B.2 C.﹣3或2 D.3或﹣216.已知直线l1:x+y=0,l2:2x+2y+3=0,则直线l1与l2的位置关系是()A.垂直 B.平行 C.重合 D.相交但不垂直17.若直线ax﹣y+1=0与直线2x+y+2=0平行,则a的值为()A.﹣2 B.﹣1 C.D.118.已知点(a,2)(a>0)到直线l:x﹣y+3=0的距离为1,则a=()A.B.C.D.19.点(2,1)到直线3x﹣4y+2=0的距离是()A.B.C.D.20.在直角坐标系xOy中,已知点A(4,2)和B(0,b)满足|BO|=|BA|,那么b的值为()A.3 B.4 C.5 D.6参考答案与试题解析一.选择题(共20小题)1.(2016•北京)圆(x+1)2+y2=2的圆心到直线y=x+3的距离为()A.1 B.2 C.D.2【解答】解:∵圆(x+1)2+y2=2的圆心为(﹣1,0),∴圆(x+1)2+y2=2的圆心到直线y=x+3的距离为:d==.故选:C.2.(2016春•金昌校级期末)圆x2+y2﹣2x﹣8y+13=0的圆心到直线ax+y﹣1=0的距离为1,则a=()A.﹣ B.﹣C.D.2【解答】解:圆x2+y2﹣2x﹣8y+13=0的圆心坐标为:(1,4),故圆心到直线ax+y﹣1=0的距离d==1,解得:a=,故选:A.3.(2016•长沙模拟)已知两点P(4,0),Q(0,2),则以线段PQ为直径的圆的方程是()A.(x+2)2+(y+1)2=5 B.(x﹣2)2+(y﹣1)2=10C.(x﹣2)2+(y﹣1)2=5 D.(x+2)2+(y+1)2=10【解答】解:∵圆的直径为线段PQ,∴圆心坐标为(2,1)半径r===∴圆的方程为(x﹣2)2+(y﹣1)2=5.故选:C.4.(2016•平度市一模)圆心在直线y=x上,经过原点,且在x轴上截得弦长为2的圆的方程为()A.(x﹣1)2+(y﹣1)2=2 B.(x﹣1)2+(y+1)2=2C.(x﹣1)2+(y﹣1)2=2或(x+1)2+(y+1)2=2 D.(x﹣1)2+(y+1)2=2或(x+1)2+(y﹣1)2=2【解答】解:画出圆A满足题中的条件,有两个位置,当圆心A在第一象限时,过A作AC⊥x轴,又|OB|=2,根据垂径定理得到点C为弦OB的中点,则|OC|=1,由点A在直线y=x上,得到圆心A的坐标为(1,1),且半径|OA|=,则圆A的标准方程为:(x﹣1)2+(y﹣1)2=2;当圆心A′在第三象限时,过A′作A′C′⊥x轴,又|OB′|=2,根据垂径定理得到点C′为弦OB′的中点,则|OC′|=1,由点A′在直线y=x上,得到圆心A′的坐标为(﹣1,﹣1),且半径|OA′|=,则圆A′的标准方程为:(x+1)2+(y+1)2=2,综上,满足题意的圆的方程为:(x﹣1)2+(y﹣1)2=2或(x+1)2+(y+1)2=2.故选C5.(2016•贵州校级模拟)已知圆x2+y2+2x﹣2y+a=0截直线x+y+2=0所得弦的长度为4,则实数a的值是()A.﹣2 B.﹣4 C.﹣6 D.﹣8【解答】解:圆x2+y2+2x﹣2y+a=0 即(x+1)2+(y﹣1)2=2﹣a,故弦心距d==.再由弦长公式可得2﹣a=2+4,∴a=﹣4,故选:B.6.(2016•扬州校级一模)直线x+y=1与圆x2+y2﹣2ay=0(a>0)没有公共点,则a的取值范围是()A.(0,)B.(,)C.(,)D.(0,)【解答】解:把圆x2+y2﹣2ay=0(a>0)化为标准方程为x2+(y﹣a)2=a2,所以圆心(0,a),半径r=a,由直线与圆没有公共点得到:圆心(0,a)到直线x+y=1的距离d=>r=a,当a﹣1>0即a>1时,化简为a﹣1>a,即a(1﹣)>1,因为a>0,无解;当a﹣1<0即0<a<1时,化简为﹣a+1>a,即(+1)a<1,a<=﹣1,所以a的范围是(0,﹣1)故选A7.(2016•佛山模拟)直线l:x=my+2与圆M:x2+2x+y2+2y=0相切,则m的值为()A.1或﹣6 B.1或﹣7 C.﹣1或7 D.1或﹣【解答】解:圆M:x2+2x+y2+2y=0,即(x+1)2+(y+1)2=2,表示以M(﹣1,﹣1)为圆心,半径等于的圆.再根据圆心到直线l:x﹣my﹣2=0的距离等于半径,可得=,求得m=1,或m=﹣7,故选:B.8.(2016•枣庄一模)圆(x﹣1)2+y2=1与圆x2+(y﹣1)2=2的位置关系为()A.外离 B.外切 C.相交 D.内切【解答】解:这两个圆(x﹣1)2+y2=1与圆x2+(y﹣1)2=2的圆心分别为(1,0)、(0,1);半径分别为1、.圆心距为,大于半径之差而小于半径之和,可得两个圆相交,故选:C.9.(2016春•漳州期末)圆(x+2)2+y2=4与圆(x﹣2)2+(y﹣3)2=9的位置关系为()A.外切 B.相交 C.内切 D.相离【解答】解:圆C(x+2)2+y2=4的圆心C(﹣2,0),半径r=2;圆M(x﹣2)2+(y﹣3)2=9的圆心M(2,3),半径R=3.∴|CM|==5=R+r=3+2=5.∴两圆外切.故选:A.10.(2016春•厦门期末)已知圆C1:x2+y2=1,圆C2:x2+y2+4x﹣6y+4=0,则圆C1与圆C2的位置关系是()A.外离 B.相切 C.相交 D.内含【解答】解:圆C1:x2+y2=1,表示以C1(0,0)为圆心,半径等于1的圆.圆C2:x2+y2+4x﹣6y+4=0,即(x+2)2+(y﹣3)2=9,表示以C2(﹣2,3)为圆心,半径等于3的圆.∴两圆的圆心距d==,∵3﹣1<<3+1,故两个圆相交.故选:C.11.(2016春•承德期末)若圆O1:(x﹣3)2+(y﹣4)2=25和圆O2:(x+2)2+(y+8)2=r2(5<r<10)相切,则r等于()A.6 B.7 C.8 D.9【解答】解:圆(x﹣3)2+(y﹣4)2=25的圆心M(3,4)、半径为5;圆(x+2)2+(y+8)2=r2的圆心N(﹣2,﹣8)、半径为r.若它们相内切,则圆心距等于半径之差,即=|r﹣5|,求得r=18或﹣8,不满足5<r<10.若它们相外切,则圆心距等于半径之和,即=|r+5|,求得r=8或﹣18(舍去).故选:C.12.(2016•马鞍山)直线x﹣y+3=0被圆(x+2)2+(y﹣2)2=2截得的弦长等于()A.B.C.2D.【解答】解:连接OB,过O作OD⊥AB,根据垂径定理得:D为AB的中点,根据(x+2)2+(y﹣2)2=2得到圆心坐标为(﹣2,2),半径为.圆心O到直线AB的距离OD==,而半径OB=,则在直角三角形OBD中根据勾股定理得BD==,所以AB=2BD=故选D.13.(2016•衡阳校级模拟)在直角坐标系中,直线x+y+3=0的倾斜角是()A.B.C.D.【解答】解:直线x+y+3=0斜率等于﹣,设此直线的倾斜角为θ,则tanθ=﹣,又0≤θ<π,∴θ=,故选D.14.(2016•长沙校级模拟)直线AB的斜率为2,其中点A(1,﹣1),点B在直线y=x+1上,则点B的坐标是()A.(4,5)B.(5.7)C.(2,1)D.(2,3)【解答】解:根据题意,点B在直线y=x+1上,设B的坐标为(x,x+1),则直线AB的斜率k===2,解可得x=4,即B的坐标为(4,5),故选:A.15.(2016•衡阳校级模拟)直线L1:ax+3y+1=0,L2:2x+(a+1)y+1=0,若L1∥L2,则a 的值为()A.﹣3 B.2 C.﹣3或2 D.3或﹣2【解答】解:直线L1:ax+3y+1=0的斜率为:,直线L1∥L2,所以L2:2x+(a+1)y+1=0的斜率为:所以=;解得a=﹣3,a=2(舍去)故选A.16.(2016•马鞍山)已知直线l1:x+y=0,l2:2x+2y+3=0,则直线l1与l2的位置关系是()A.垂直 B.平行 C.重合 D.相交但不垂直【解答】解:由直线l1:x+y=0,l2:2x+2y+3=0,可得斜率都等于﹣1,截距不相等.∴l1∥l2.故选:B.17.(2016•海南校级模拟)若直线ax﹣y+1=0与直线2x+y+2=0平行,则a的值为()A.﹣2 B.﹣1 C.D.1【解答】解:∵直线ax﹣y+1=0与直线2x+y+2=0平行,∴,解得a=﹣2,故选:A.18.(2016春•新疆期末)已知点(a,2)(a>0)到直线l:x﹣y+3=0的距离为1,则a=()A.B.C.D.【解答】解:由点到直线的距离公式得:=,∵a>0,∴a=.故选C.19.(2016•衡阳校级模拟)点(2,1)到直线3x﹣4y+2=0的距离是()A.B.C.D.【解答】解:点(2,1)到直线3x﹣4y+2=0的距离d==.故选A.20.(2016•北京)在直角坐标系xOy中,已知点A(4,2)和B(0,b)满足|BO|=|BA|,那么b的值为()A.3 B.4 C.5 D.6【解答】解:∵点A(4,2)和B(0,b)满足|BO|=|BA|,∴b2=42+(2﹣b)2,∴b=5.故选:C.。
直线与圆的位置关系压轴题八种模型全攻略(解析版)
直线与圆的位置关系压轴题八种模型全攻略【考点导航】目录【典型例题】【考点一判断直线和圆的位置关系】【考点二已知直线和圆的位置关系求半径的取值】【考点三已知直线和圆的位置关系求圆心到直线的距离】【考点四判断或补全使直线为切线的条件】【考点五证明某直线是圆的切线】【考点六切线的性质定理】【考点七切线的性质与判定的综合应用】【考点八直角三角形周长、面积与内切圆半径的关系】【过关检测】【典型例题】【考点一判断直线和圆的位置关系】1(2023春·广东惠州·九年级校考开学考试)如图,∠O=30°,P为OA上一点,且OP=6,以点P为圆心,半径为3的圆与OB的位置关系是( )A.相离B.相交C.相切D.以上三种情况均有可能【答案】C【分析】过点P作PC⊥OB于点C,根据直角三角形的性质,可得PC=12OP=3,再由直线与圆的位置,即可求解.【详解】解:如图,过点P作PC⊥OB于点C,∵∠O=30°,OP=6,∴PC=12OP=3,∵以点P为圆心的圆的半径为3,∴以点P为圆心,半径为3的圆与OB的位置关系是相切.故选:C【点睛】本题主要考查了直线与圆的位置关系,熟练掌握直线与圆的位置关系是解题的关键.【变式训练】1.(2023春·广东梅州·九年级校考开学考试)Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,以C为圆心,以AC长为半径作⊙C,则AB与⊙C的位置关系是()A.相离B.相切C.相交D.无法确定【答案】C【分析】此题首先应求得圆心到直线的距离,根据直角三角形的面积公式即可求得;再进一步根据这些和圆的位置关系与数量之间的联系进行判断.【详解】解:根据勾股定理求得BC=5.∵AC=3,BC=4,∴AB=32+42=5,S△ABC=12AC×BC=12×3×4=6,∴AB上的高为:6×2÷5=2.4,即圆心到直线的距离是2.4.∵2.4<3,∴直线和圆相交.故选:C.【点睛】此题主要考查了直线与圆的位置关系,关键是根据三角形的面积求出斜边上的高的长度.注意:直角三角形斜边上的高等于两条直角边的乘积除以斜边.2.(2022秋·九年级单元测试)已知⊙O的半径是3,点P在⊙O上,如果点P到直线l的距离是6,那么⊙O与直线l的位置关系是()A.相交B.相离C.相切或相交D.相切或相离【答案】D【分析】根据圆心到直线的距离d与圆的半径r之间的大小关系解答.【详解】如图,当点P与P1重合时,⊙O与直线l相切;当点P与P1不重合时,⊙O与直线l相离,∴⊙O与直线l的位置关系是相切或相离.故选:D.【点睛】此题考查直线与圆的位置关系,掌握数形结合是解题的关键.【考点二已知直线和圆的位置关系求半径的取值】1(2022秋·江苏连云港·九年级统考期中)直线l与⊙O相离,且⊙O的半径等于3,圆心O到直线l的距离为d,则d的取值范围是.【答案】d>3【分析】根据直线与圆的位置关系判断即可.【详解】解:∵直线l与⊙O相离,且⊙O的半径等于3,圆心O到直线l的距离为d,∴d的取值范围是d>3;故答案为:d>3.【点睛】本题考查了直线与圆的位置关系,设⊙O的半径等于r,圆心O到直线l的距离为d,则当d>r 时,直线与圆相离,当d=r时,直线与圆相切,当d<r时,直线与圆相交;反之也成立.【变式训练】1.(2023·全国·九年级专题练习)已知直线l与半径长为R的⊙O相离,且点O到直线l的距离为5,那么R的取值范围是.【答案】0<R<5【分析】若直线和圆相离,则应满足d>r即可.【详解】解:∵直线和圆相离,且点O到直线l的距离为5,∴0<R<5,故答案为:0<R<5.【点睛】本题考查了直线和圆的位置关系,掌握直线和圆的位置关系与数量之间的等价关系.直线和圆相离,则应满足d>R是解题的关键.2.(2023·湖南常德·统考模拟预测)如图,已知∠ACB=30°,CM=2,AM=5,以M为圆心,r为半径作⊙M,⊙M与线段AC有交点时,则r的取值范围是.【答案】1≤r≤5【分析】过M作MH⊥AC于H,根据直角三角形的性质得到HM=12CM=1,然后根据直线与圆的位置关系即可得到结论.【详解】解:过M作MH⊥AC于H,如图所示:∵CM=2,∠ACB=30°,∴HM=12CM=1,∵AM=5,⊙M与线段AC有交点,∴r的取值范围是1≤r≤5,故答案为:1≤r ≤5.【点睛】本题考查了直线和圆的位置关系:设⊙O 的半径为r ,圆心O 到直线l 的距离为d ,若直线l 和⊙O 相交⇔d <r ;直线l 和⊙O 相切⇔d =r ;直线l 和⊙O 相离⇔d >r .【考点三已知直线和圆的位置关系求圆心到直线的距离】1(2022秋·九年级单元测试)设⊙O 的半径为R ,圆心O 到直线l 的距离为d ,若d 、R 是方程x 2-6x+m =0的两根,则直线l 与⊙O 相切时,m 的值为.【答案】9【分析】先根据直线与圆的位置关系得出方程有两个相等的根,再根据Δ=0即可求出m 的值.【详解】解:∵d 、R 是方程x 2-6x +m =0的两个根,且直线l 与⊙O 相切,∴d =R ,∴方程有两个相等的实根,∴Δ=b 2-4ac =-6 2-4m =36-4m =0,解得,m =9,故答案为:9.【点睛】本题考查的是直线与圆的位置关系及一元二次方程根的判别式,熟知以上知识是解答此题的关键.【变式训练】1.(2022春·九年级课时练习)在直角坐标系中,⊙M 的圆心坐标为m ,0 ,半径是2.如果⊙M 与y 轴相切,那么m =;如果⊙M 与y 轴相交,那么m 的取值范围是;如果⊙M 与y 轴相离,那么m 的取值范围是.【答案】±2-2<m <2m <-2或m >2【分析】根据y 轴与圆的位置关系,推出圆心到y 轴的距离和半径之间的关系即可得解.【详解】解:∵⊙M 与y 轴相切,∴|m |=r =2;即m =±2;∴如果⊙M 与y 轴相交,那么m 的取值范围是-2<m <2;如果⊙M 与y 轴相离,那么m 的取值范围是m <-2或m >2.故答案为:±2;-2<m <2;m <-2或m >2.【点睛】本题考查直线与圆的位置关系,熟练掌握圆心到直线的距离与圆的半径的大小关系与直线与圆的位置关系之间的联系,是解题的关键.2.(2023·陕西·模拟预测)如图,在直角梯形ABCD 中,AD ∥BC ,∠A =90°,E 是AD 上一定点,AB =3,BC =6,AD =8,AE =2.点P 是BC 上一个动点,以P 为圆心,PC 为半径作⊙P .若⊙P 与以E 为圆心,1为半径的⊙E 有公共点,且⊙P 与线段AD 只有一个交点,则PC 长度的取值范围是.【答案】154<PC ≤4或PC =3【分析】根据题意可得PC 的最小值为圆P 与AD 相切,切点为M ;PC 最大值为圆P 与圆E 内切,切点为Q ,由直线与圆的位置关系,圆与圆的位置关系即可解决问题.【详解】解:根据题意可知:PC 的最小值为圆P 与AD 相切,切点为M ,如图所示:∴PM ⊥AD ,在直角梯形ABCD 中,∵AD ∥BC ,∴∠ABC =∠A =90°,∴四边形ABPM 是矩形,∴PM =AB =PC =3,PC 最大值为圆P 与圆E 内切,切点为Q ,∴P ′C =P ′Q =P ′E +EQ =3+1=4,当PC =PA 时,此时圆P 与线段AD 开始有2个交点,不符合题意,设PC =PA =x ,则BP =BC -PC =6-x ,AB =3,∴6-x 2+9=x 2,∴x =154,则PC 长度的取值范围是154<PC ≤4或PC =3.故答案为:154<PC ≤4或PC =3.【点睛】本题考查了直线与圆的位置关系,圆与圆的位置关系,直角梯形,解决本题的关键是掌握直线与圆的位置关系,圆与圆的位置关系.【考点四判断或补全使直线为切线的条件】1(2023·江苏·九年级假期作业)如图,已知∠AOB =30°,M 为OB 边上任意一点,以M 为圆心,2cm为半径作⊙M ,当OM =cm 时,⊙M 与OA 相切.【答案】4【分析】过M 作MN ⊥OA 于点N ,此时以MN 为半径的圆⊙M 与OA 相切,根据30°角所对直角边为斜边的一半可得OM 的长.【详解】解:如图,过M 作MN ⊥OA 于点N ,∵MN=2cm,∠AOB=30°,∴OM=4cm,则当OM=4cm时,⊙M与OA相切.故答案为4.【点睛】本题主要考查切线判定,直角三角形中30°角所对直角边为斜边的一半,解此题的关键在于熟练掌握其知识点.【变式训练】1.(2022春·九年级课时练习)如图,AB为⊙O的直径,AB=1cm,BC=2cm,当AC=cm时,直线AC与⊙O相切.【答案】1【分析】直线AC与⊙O相切时,∠BAC=90°,根据勾股定理即可求出AC.【详解】解:当∠BAC=90°时,直线AC与⊙O相切,∴AC=BC2+AB2=(2)2+12=1(cm),故答案为:1.【点睛】本题考查了切线的判定,掌握切线的判定和性质是解题关键.2.(2022春·九年级课时练习)如图,A、B是⊙O上的两点,AC是过A点的一条直线,如果∠AOB=120°,那么当∠CAB的度数等于度时,AC才能成为⊙O的切线.【答案】60【分析】由已知可求得∠OAB的度数,因为OA⊥AC,AC才能成为⊙O的切线,从而可求得∠CAB的度数.【详解】解:∵△AOB中,OA=OB,∠AOB=120°,∴∠OAB=∠OBA=12180°-∠AOB=30°,∵当OA⊥AC即∠OAC=90°时,AC才能成为⊙O的切线,∴当∠CAB的度数等于60°,即OA⊥AC时,AC才能成为⊙O的切线.故答案为:60.【点睛】本题考查了切线的判定,三角形内角和定理,等腰三角形的性质,掌握切线的判定定理是解答此题的关键.【考点五证明某直线是圆的切线】1(2023秋·云南昭通·九年级校联考阶段练习)如图,已知AB是⊙O的直径,直线BC与⊙O相切于点B,过点A作AD∥OC交⊙O于点D,连接CD.(1)求证:CD是⊙O的切线.(2)若∠BCD=60°,直径AB=10,求线段BC的长.【答案】(1)见解析(2)53【分析】(1)连接OD,BD,根据平行线的性质可得∠COD=∠ODA,∠COB=∠OAD,通过证明△ODC≌△OBC SAS,得出∠ODC=∠OBC,即可求证;(2)易得OB=OD=5,根据△COD≌△COB,得出∠OCD=∠OCB=30°,则OC=2OB=10,根据勾股定理求解即可.【详解】(1)证明:连接OD,BD,如图所示:∵OA=OD,∴∠ODA=∠OAD.∵AD∥OC,∴∠COD=∠ODA,∠COB=∠OAD,∴∠COD=∠COB.∵OD=OB,OC=OC,∴△ODC≌△OBC SAS.∴∠ODC=∠OBC,∵CB是圆O的切线且OB为半径,∴∠CBO=90°.∴∠CDO=90°.∴OD⊥CD.又∵OD是⊙O半径,∴CD为圆O的切线.(2)解:∵AB是直径,且AB=10,∴OB=OD=5据(1)知,△COD≌△COB,又∠BCD=60°,∴∠OCD=∠OCB=30°,∴在Rt△OBC中:OC=2OB=10,BC=OC2-OB2=102-52=53.【点睛】本题考查了圆周角定理、圆的切线的判定与性质、三角形全等的判定定理与性质,勾股定理等知识点,解题的关键通过正确作辅助线,构造全等三角形,熟练掌握相关知识点并灵活运用.【变式训练】1.(2023秋·云南昭通·九年级统考期末)如图,⊙O的半径为2,点A是⊙O的直径BD延长线上的一点,C为⊙O上的一点,AD=CD,∠A=30°.(1)求证:直线AC是⊙O的切线;(2)求△ABC的面积.【答案】(1)见解析(2)33【分析】(1)首先根据AD=CD,∠A=30°得到∠CDB=60°,进而得到∠OCD=60°,然后求出∠ACO=∠ACD+∠OCD=90°,即可证明;(2)首先得到△DCO是等边三角形,然后作CH⊥BD于点H,利用等腰三角形三线合一性质得到DH=1,进而利用勾股定理求出CH=CD2-DH2=22-12=3,得到AB=AO+OB=4+2=6,最后利用三角形面积公式求解即可.【详解】(1)证明:如图所示,连接OC∵AD=CD,∠A=30°∴∠ACD=30°∴∠CDB=60°∵OD=OC∴∠OCD=60°∴∠ACO=∠ACD+∠OCD=90°∵OC是半径∴直线AC是⊙O的切线;(2)由(1)得△DCO是等边三角形,CD=AD=OD=2作CH⊥BD于点H,则DH=1∴CH=CD2-DH2=22-12=3在△ACO中,∠ACO=90°,∠A=30°∴AO=2OC=4∴AB=AO+OB=4+2=6∴S△ABC=12AB⋅CH=12×6×3=33.【点睛】此题考查了圆和三角形综合题,圆切线的判定,勾股定理,等边三角形的性质和判定等知识,解题的关键是熟练掌握以上知识点.2.(2023秋·辽宁葫芦岛·九年级统考期末)如图,四边形ABCD内接于圆O,AD是圆O的直径,AD,BC的延长线交于点E,延长CB交AF于点F,∠BAF+∠DCE=90°.(1)求证:AF是圆O的切线;(2)点G在CE上,且BC=CD=CG,连接DG,DG=2,AB=5,求AD的长.【答案】(1)见解析(2)7【分析】(1)根据四边形ABCD内接于圆O和∠DCE+∠BCD=180°得出∠BAD=∠DCE,再根据∠BAF+∠DCE=90°得出∠FAD=90°即可证明;(2)连接OB,OC,BD,记OC与BD相交于点N,根据BC=CD用垂径定理得出BN=DN,再根据BC =CG,OA=OD运用三角形中位线得出CN,ON即可解答;【详解】(1)证明:∵四边形ABCD内接于圆O∴∠BAD+∠BCD=180°∵∠DCE+∠BCD=180°∴∠BAD=∠DCE∵∠BAF+∠DCE=90°∴∠BAF+∠BAD=90°,即∠FAD=90°又∵AD是圆O的直径∴AF是圆O的切线(2)如图,连接OB,OC,BD,记OC与BD相交于点N∵BC =CD ,∴BC =CD∴∠BOC =∠COD ,又OB =OD∴BN =DN∵BC =CG ,∴CN =12DG =12×2=1又∵OA =OD ,∴ON =12AB =12×5=2.5∴OC =ON +CN =3.5∴AD =2OC =7.【点睛】该题主要考查了圆切线证明,圆心角定理,垂径定理,三角形中位线等知识点,解题的关键是熟练掌握圆部分的这些知识点.【考点六切线的性质定理】1(2023·浙江衢州·统考二模)如图,⊙O 的切线PC 交直径AB 的延长线于点P ,C 为切点,若∠P =30°,⊙O 的半径为3,则PB 的长为.【答案】3【分析】连接OC ,根据切线的性质得到∠OCP =90°,再根据30°所对的直角边是斜边的一半计算即可;【详解】如图,连接OC ,∵PC 是⊙O 的切线,∴OC ⊥CP ,即∠OCP =90°,又∠P =30°,⊙O 的半径为3,∴OP =2CO =6,∴PB =6-3=3.故答案是3.【点睛】本题主要考查了切线的性质,直角三角形的性质,准确计算是解题的关键.【变式训练】1.(2022秋·福建福州·九年级统考期中)如图,AB 是⊙O 的直径,点C 是⊙O 外的一点,且BC 是⊙O 的切线,AC交⊙O于点D,若∠C=60°,则∠A=°.【答案】30【分析】根据切线的性质得到AB⊥BC,根据直角三角形的性质计算,得到答案.【详解】解:∵BC是⊙O的切线,∴AB⊥BC,∵∠C=60°,∴∠A=90°-60°=30°,故答案为:30.【点睛】本题考查的是切线的性质,掌握圆的切线垂直于经过切点的半径是解题的关键.2.(2023·湖南永州·校考二模)如图,AB是⊙O的直径,PA与⊙O相切于点A,∠ABC=32°,OC的延长线交PA于点P,则∠P的度数是.【答案】26°/26度【分析】利用圆周角定理,切线的性质定理和三角形的内角和定理解答即可.【详解】解:∵AB是⊙O的直径,PA与⊙O相切于点A,∴OA⊥PA,∴∠PAB=90°,∵∠B=12∠AOC,∠ABC=32°,∴∠AOC=64°,∴∠P=180°-∠PAB-∠AOC=26°.故答案为:26°.【点睛】本题主要考查了圆周角定理,圆的切线的性质定理,熟练掌握上述定理是解题的关键.【考点七切线的性质与判定的综合应用】1(2023秋·江苏·九年级专题练习)如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,点O在边AC上,以点O为圆心,OC为半径的圆交边AC于点D,交边AB于点E,且BC=BE.(1)求证:AB 是⊙O 的切线.(2)若AE =24,BE =15,求⊙O 的半径.【答案】(1)见解析(2)⊙O 的半径为10.【分析】(1)连接OE ,连接BO ,通过证明△BOE ≌△BOC SSS 即可进行求证;(2)连接OE ,则BC =BE =15,AB =BE +AE =39根据勾股定理求出AC =AB 2-BC 2=36,设⊙O 的半径为r ,根据OA 2=OE 2+AE 2,列出方程求解即可.【详解】(1)证明:如图,连接OE ,连接BO ,在△OBC 和△OBE 中,OE =OCBE =BC BO =BO,∴△BOE ≌△BOC SSS ,∴∠BEO =∠BCO ,∵∠BCO =90°,∴∠BEO =90°,∵OE 是半径,∴AB 是⊙O 的切线;(2)解:如图,连接OE ,∵BE =15,AE =24,∴BC =BE =15,AB =BE +AE =15+24=39,∴AC =AB 2-BC 2=392-152=36,设⊙O 的半径为r ,则OE =OC =r ,OA =36-r ,∵OA 2=OE 2+AE 2,∴36-r 2=r 2+242,解得:r =10,∴⊙O 的半径为10.【点睛】本题主要考查了切线的判定和性质,勾股定理,解题的关键是掌握经过半径外端且垂直于半径的直线是圆的切线.【变式训练】1.(2023·河南周口·校联考三模)如图,点E 是以AB 为直径的⊙O 外一点,点C 是⊙O 上一点,EB 是⊙O 的切线,EC ⊥OC,连接AC 并延长交BE 的延长线于点F .(1)求证:点E 是BF 的中点;(2)若EC =OC ,⊙O 的半径为3,求CF 的长.【答案】(1)见解析(2)32【分析】(1)连接BC,证明EC是⊙O的切线.根据EB是⊙O的切线,可得EC=EB,进而证明EF= EC,等量代换可得EF=EB,即可得证;(2)根据EC=OC,可得四边形OCEB是正方形,则△ABF是等腰直角三角形.勾股定理,即可求解.【详解】(1)证明:连接BC.∵AB为⊙O的直径,∴∠ACB=90°.∵EC⊥OC,∴EC是⊙O的切线.∵EB是⊙O的切线,∴EC=EB,∴∠ECB=∠EBC.∵∠ECB+∠FCE=90°,∠EBC+∠F=90°,∴∠FCE=∠F,∴EF=EC,∴EF=EB,∴点E是BF的中点.(2)解:若EC=OC,由(1)得,四边形OCEB是正方形,∴△ABF是等腰直角三角形.∵⊙O半径为3,∴AB=6,∴AF=2AB=62,∵BC⊥AF∴CF=12AF=32.【点睛】本题考查了切线的性质与判定,切线长定理,勾股定理,正方形的性质,等腰直角三角形的性质,熟练掌握以上知识是解题的关键.2.(2023·云南昆明·统考二模)如图,在△ABC中,O为AB上一点,以点O为圆心,OB为半径作半圆,与BC相切于点B,过点A作AD⊥CO交CO的延长线于点D,且∠AOD=∠CAD.(1)求证:AC是半⊙O的切线;(2)若CO=AO,BC=4,求半⊙O的半径.【答案】(1)见解析(2)433【分析】(1)过点O作OF⊥AC于点F,由切线的性质知∠B=90°,∠BOC+∠BCO=90°,又∠CAD +∠ACO=90°,AOD=∠CAD,∠AOD=∠BOC,推证∠BCO=∠ACO,由角平分线性质定理得OF =OB,结论得证;(2)由切线长定理知CF=BC=4,由等腰三角形性质知AF=CF=4,∠OCA=∠OAC,进一步推证=433.∠OAC=30°,由直角三角形性质,求解圆半径为OF=AF3【详解】(1)证明:过点O作OF⊥AC于点F.∵BC为半⊙O切线,∴OB⊥BC,∴∠B=90°,∴∠BOC+∠BCO=90°.∵AD⊥CD,∴∠D=90°,∴∠CAD+∠ACO=90°.∵∠AOD=∠CAD,∠AOD=∠BOC∴∠BOC=∠CAD,∴∠BCO=∠ACO,∴CO平分∠ACB.∵OB⊥BC,OF⊥AC,∴OF=OB,∴OF是半⊙O的半径.∵OF⊥AC,∴AC是半⊙O的切线.(2)∵BC,AC是半⊙O的切线,BC=4,∴CF=BC=4.∵CO=AO,OF⊥AC,∴AF=CF=4,∠OCA=∠OAC.∵∠BCO=∠OCA,∴∠OCA=∠OAC=∠BCO.∵∠B=90°,∴∠BCA+∠OAC=90°,即∠OCA+∠OAC+∠BCO=90°,∴∠OAC=30°.在Rt△OFA中,OA=2OF,∴AF=OA2-OF2=3OF,∴⊙O 的半径为OF=AF3=43=433.【点睛】本题考查圆切线的判定和性质,切线长定理,等腰三角形性质,角平分线性质,直角三角形的性质,勾股定理,利用已知的角之间的数量关系结合直角三角形性质求解角度是解题的关键.3.(2023·全国·九年级专题练习)如图,AB是⊙O的直径,E为⊙O上的一点,∠ABE的平分线交⊙O于点C,过点C的直线交BA的延长线于点P,交BE的延长线于点D.且∠PCA=∠CBD.(1)求证:PC为⊙O的切线;(2)若PC=22BO,PB=12,直接写出半径的长.【答案】(1)见解析(2)3【分析】(1)连接OC,根据角平分线求得∠ABC=∠CBD,由等边对等角可得∠PCA=∠OCB,由AB是直径和等量代换可得∠PCO=90°,即可得证;(2)连接OC,设OB=OC=r,证明OP=3r,可得4r=12,推出r=3,即可求解.【详解】(1)证明:连接OC,∵BC平分∠ABE,∴∠ABC=∠CBD,∵OC=OB,∴∠ABC=∠OCB,∵∠PCA=∠CBD,∴∠PCA=∠OCB,∵AB是直径,∴∠ACB=90°,∴∠ACO+∠OCB=90°,∴∠PCA+∠ACO=90°,∴∠PCO=90°,∴OC⊥PC,∵OC是半径,∴PC是OO的切线;(2)解:连接OC,如图,设OB=OC=r,∵PC=22OB,∴PC=22r,∴OP=OC2+PC2=r2+(22r)2=3r,∵PB=12,∴4r=12,∴r=3,【点睛】本题考查了切线的判定,勾股定理,等腰三角形的性质,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造平行线解决问题.【考点八直角三角形周长、面积与内切圆半径的关系】1(2023·甘肃陇南·校考一模)如图,⊙O与∠A=90°的Rt△ABC的三边AB、BC、AC分别相切于点D、E、F,若BE=10,CF=3,则⊙O的半径为()A.5B.4C.3D.2【答案】D【分析】连接OD,OF,首先根据切线长定理得到BD=BE=10,CE=CF=3,然后证明出四边形ADOF是正方形,然后设AD=AF=x,根据勾股定理求解即可.【详解】如图,连接OD,OF,∵AC、AB、CB与⊙O相切,∴BD=BE=10,CE=CF=3,AD=AF,OD⊥AB,OF⊥AC,∴∠ADO=∠AFO=90°,∵∠BAC=90°,∴四边形ADOF是矩形,∴矩形ADOF是正方形,∴AD=OD,设AD=AF=x,Rt△ABC中,AB=BD+AD=x+10,AC=CF+AF=x=3,BC=BE+CE=13,由勾股定理得,AB2+AC2=BC2,∴10+x2=132,2+x+3∴x1=2,x2=-15(舍去),∴OD=2,故选:D.【点睛】此题考查了三角形的内切圆,切线长定理,勾股定理等知识,解题的关键是熟练掌握以上知识点.【变式训练】1.(2022秋·山东淄博·九年级统考期末)如图,△ABC中,∠C=90°,圆O是△ABC的内切圆,D,E,F是切点.若AB=5,AC=3,则OD=.【答案】1【分析】根据内切圆的性质先证明四边形OECD是矩形,可得OD=CE,再由切线长定理可得AF=AE, BF=BD,CD=CE,设OD=CD=CE=r,可得AF=AE=3-r,BF=BD=4-r,可得到关于r的方程,即可求解.【详解】解:∵圆O是△ABC的内切圆,∴OE⊥AC,OD⊥BC,∴∠ODC=∠OEC=∠C=90°,∴四边形OECD是矩形,∴OD=CE,∵圆O是△ABC的内切圆,∴AF=AE,BF=BD,CD=CE,设OD=CD=CE=r,∵AB=5,AC=3,∴BC=AB2-AC2=4,AF=AE=3-r∴BF=BD=4-r,∵AF+BF=5,∴3-r+4-r=5,解得:r=1,即OD=1.故答案为:1【点睛】本题主要考查了三角形的内切圆,切线长定理,勾股定理,熟练掌握三角形的内切圆的性质,切线长定理是解题的关键.2.(2023秋·陕西延安·九年级统考期末)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=3,AC=4,⊙O是△ABC的内切圆,分别切边BC,AC,AB于点D,E,F.(1)求⊙O的半径.(2)若Q是Rt△ABC的外心,连接OQ,求OQ的长度.【答案】(1)1(2)OQ=52【分析】(1)先利用勾股定理求得AB=5,利用三角形面积公式S△ABC=S△OBC+S△OAC+S△OAB,即可求解;(2)证明四边形ODCE为正方形,边长为1,再利用切线长定理结合勾股定理即可.【详解】(1)解:如图,连接OF,OA,OB,OC,设⊙O的半径为r.∵⊙O是△ABC的内切圆,分别切边BC,AC,AB于点D,E,F,∴OD⊥BC,OE⊥AC,OF⊥AB.在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=3,AC=4,∴AB=BC2+AC2=5.∵S△ABC=S△OBC+S△OAC+S△OAB,∴12×3×4=12×3r+12×4r+12×5r,解得r=1,∴⊙O的半径为1;(2)解:∵⊙O是△ABC的内切圆,分别切边BC,AC,AB于点D,E,F,∴BD=BF,CD=CE,AE=AF.OD⊥BC,OE⊥AC,OF⊥AB.∴四边形ODCE为正方形,∵OD=OE,∴四边形ODCE为正方形,∴CD=CE=r=1,∴BD=BF=2.∵Q是Rt△ABC的外心,∴QB=QA=12AB=52,∴FQ=QB-BF=12.在Rt△OFQ中,OF2+FQ2=OQ2,即12+122=OQ2,解得OQ=52(负值舍去).【点睛】此题考查了三角形的内切圆的性质、切线长定理、正方形的判定与性质以及勾股定理.此题难度适中,注意掌握数形结合思想与方程思想的应用.【过关检测】一、单选题1.(2022秋·湖南长沙·九年级校联考期末)在平面直角坐标系中,以点-3,4为圆心,3为半径的圆()A.与x轴相交,与y轴相切B.与x轴相离,与y轴相切C.与x轴相离,与y轴相交D.与x轴相切,与y轴相离【答案】B【分析】由已知点-3,4可求该点到x轴,y轴的距离,再与半径比较,确定圆与坐标轴的位置关系.设d 为直线与圆的距离,r为圆的半径,则有若d<r,则直线与圆相交;若d=r,则直线于圆相切;若d>r,则直线与圆相离.【详解】解:点-3,4到x轴的距离为4,大于半径3,点-3,4到y轴的距离为3,等于半径3,故该圆与x轴相离,与y轴相切,故选:B.【点睛】本题考查的是直线与圆的位置关系以及点到坐标轴的距离,解决此类问题可通过比较圆心到直线距离d与圆半径大小关系完成判定.2.(2022秋·福建福州·九年级统考期中)《九章算术》中“今有勾七步,股二十四步,问勾中容圆径几何?”其意思为:今有直角三角形,勾(短直角边)长为7步,股(长直角边)长为24步,问该直角三角形(内切圆)的直径是多少?()A.3步B.5步C.6步D.8步【答案】C【分析】设三角形△ABC,由勾股定理可求得直角三角形的斜边,设内切圆的半径为r,由S△ABC=12(AB+BC+CA)⋅r可求得半径,则可求得直径.【详解】解:设三角形为△ABC,∠C=90°,AC=7,BC=24,∴AB=AC2+BC2=72+242=25,设内切圆的半径为r,则S△ABC=12(AB+BC+CA)∙r,∴12AC⋅BC=12(AB+BC+CA)⋅r,即12×7×24=12×(7+24+25)×r,解得r=3,∴内切圆的直径是6步,故选:C.【点睛】本题主要考查三角形的内切圆,利用等积法得到关于内切圆半径的方程是解题的关键.3.(2023·全国·九年级专题练习)如图,在⊙O中,∠CDB=25°,过点C作⊙O的切线交AB的延长线于点E,则∠E的度数为()A.40°B.50°C.55°D.60°【答案】A【分析】连接OC,由CE为圆O的切线,利用切线的性质得到OC垂直于CE,利用圆周角定理求出∠COB的度数,即可求出∠E的度数.【详解】解:如图所示,连接OC,∵CE为圆O的切线,∴OC⊥CE,∴∠OCE=90°,∵∠CDB=25°,∴∠COB=2∠CDB=50°,∴∠E=90°-∠COE=40°.故选:A.【点睛】此题考查了切线的性质,圆周角定理,以及三角形内角和定理,熟练掌握切线的性质是解本题的关键.4.(2023·广东深圳·校考一模)如图,AB是⊙O的直径,AE⊥EP,垂足为E,直线EP与⊙O相切于点C,AE交⊙O于点D,直线EC交AB的延长线于点P,连接AC,若∠APC=36°,则∠CAE的度数是()A.27°B.18°C.30°D.36°【答案】A【分析】根据垂直的定义及平行线的判定可知OC∥AE,再利用等腰三角形的性质及平行线的性质即可解答.【详解】解:连接OC,∵PE与⊙O相切于C,∴半径OC⊥PE,∴∠OCP=90°,∵AE⊥PE,∴∠AEP=90°,∴OC∥AE,∴∠EAC=∠ACO,∵OA=OC,∴∠CAO=∠ACO,∴∠EAC=∠CAO=12∠PAE,∵∠APC=36°,∴∠PAE=90°-∠P=90°-36°=54°,∴∠EAC=12∠PAE=12×54°=27°.故选:A.【点睛】本题考查了垂直的定义,平行线的性质,切线的性质,等腰三角形的性质,掌握平行线的性质及切线的性质是解题的关键.5.(2023秋·江苏·九年级专题练习)如图,在△ABC中,∠A=30°,点O是边AB上一点,以点O为圆心,以OB为半径作圆,⊙O恰好与AC相切于点D,连接BD.若BD平分∠ABC,CD=3,则线段AB的长是()A.23B.43C.3D.6【答案】D【分析】连接OD,根据切线的性质得到OD⊥AC,根据等腰三角形的性质得到∠OBD=∠ODB,根据角平分线的定义得到∠OBD=∠CBD,根据平行线的性质得到BC⊥AC,设OD=OB=x,则AO=2x,AB=3x,根据直角三角形的性质即可得到结论.【详解】解:连接OD,∵OD是⊙O的半径,AC是⊙O的切线,点D是切点,∴OD⊥AC,∵OD=OB,∴OBD=ODB,∵BD平分∠ABC,∴∠OBD=CBD,∴∠ODB=∠CBD,∴OD∥BC,∴BC⊥AC,∴∠ADO=∠C=90°,∵∠A=30°,∴AO=2OD,设OD=OB=x,则AO=2x,AB=3x,∴AD=3x,AC=332x,∴CD=AC-AD=332x-3x=3,∴x=2,∴AB=3x=6.故选:D.【点睛】本题考查了切线的性质,直角三角形的性质,平行线的判定和性质,正确地作出辅助线是解题的关键.二、填空题6.(2023秋·河北秦皇岛·九年级统考期末)如图,BD是⊙O的切线,∠BCE=30°,则∠D=.【答案】30°/30度【分析】连接OB,根据圆周角定理得到∠BOD=60°,根据切线的性质得到∠OBD=90°,于是得到∠D= 90°-60°=30°.【详解】如图,连接OB,∵∠BCE=30°,∴∠BOD=2∠C=60°,∵BD是⊙O的切线,∴∠OBD=90°,∴∠D=90°-60°=30°,故答案为:30°.【点睛】此题考查了切线的性质,圆周角定理,解题的关键是正确作出辅助线并熟练掌握圆周角定理和切线性质.7.(2023·浙江宁波·校联考一模)如图,▱ABCD的两边AB、BC分别切⊙O于点A、C,若∠B=50°,则∠DAE=.【答案】15°/15度【分析】如图,连接OA,OC,求解∠AOC=360°-2×90°-50°=130°,可得∠AEC=12∠AOC=65°,证明∠D=∠B=50°,再利用三角形的外角和的性质可得答案.【详解】解:如图,连接OA,OC,∵▱ABCD的两边AB、BC分别切⊙O于点A、C,∴∠OAB=∠OCB=90°,而∠B=50°,∴∠AOC=360°-2×90°-50°=130°,∴∠AEC=12∠AOC=65°,∵▱ABCD,∴∠D=∠B=50°,∴∠DAE=∠AEC-∠D=65°-50°=15°;故答案为:15°.【点睛】本题考查的是平行四边形的性质,圆周角定理的应用,切线的性质,四边形的内角和定理的应用,三角形的外角的性质,熟记以上基础知识是解本题的关键.8.(2023秋·江苏·九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,半径为2的⊙P的圆心P的坐标为(-3,0),将⊙P沿x轴正方向平移,使⊙P与y轴相交,则平移的距离d的取值范围是.【答案】1<d<5/5>d>1【分析】分两种情况讨论:⊙P位于y轴左侧和⊙P位于y轴右侧,根据平移的性质和圆的切线的性质分别求解,即可得到答案.【详解】解:⊙P的圆心P的坐标为(-3,0),∴OP=3,∵⊙P的半径为2,∴AP=BP=2,∴OA=1,OB=5,∴当⊙P位于y轴左侧且与y轴相切时,平移的距离为1,当⊙P位于y轴右侧且与y轴相切时,平移的距离为5,∴平移的距离d的取值范围是1<d<5,故答案为:1<d<5.【点睛】本题考查了平移的性质,直线与圆的位置关系,解题关键是掌握当圆与直线相切时,点到圆心的距离等于圆的半径.9.(2023秋·江苏·九年级专题练习)如图,PA、PB、DE分别切⊙O于A、B、C,DE分别交PA,PB于D、E,已知P到⊙O的切线长为8cm,那么△PDE的周长为.【答案】16cm/16厘米【分析】根据题意,结合切线长定理得到相应线段长,再由三角形周长定义求解即可得到答案.【详解】解:∵PA、PB、DE分别切⊙O于A、B、C,∴由切线长定理可得PA=PB,DA=DC,EC=EB,∵P到⊙O的切线长为8cm,PA=PB=8cm,∴C△PDE=PD+DE+PE=PD+DA+EB+PE=PA+PB=8+8=16cm,∴△PDE的周长为16cm,故答案为:16cm.【点睛】本题考查求三角形周长,涉及切线长定理、三角形周长等知识,熟练掌握切线长定理是解决问题的关键.10.(2023秋·河南漯河·九年级统考期末)如图,⊙O是△ABC的内切圆,切点分别为D,E,F,且∠A=90°,BC=5,CA=4,则⊙O的半径是.【答案】1【分析】先根据勾股定理求出AB=3,由切线长定理得BD=BE,AD=AF,CF=CE,设OD=OF= AF=AD=x,则CF=CE=4-x,BD=BE=3-x,然后根据CE+BE=5,求解即可.【详解】解:在Rt△ABC中,∵∠A=90°,BC=5,CA=4,∴AB=BC2-AC2=3,∵⊙O为Rt△ABC的内切圆,切点分别为D,E,F,∴BD=BE,AD=AF,CF=CE,如图,连接OD,OF,∵⊙O为Rt△ABC的内切圆,∴OD⊥AB,OF⊥AC,OD=OF,∴∠ODA=∠A=∠OFA=90°,∴四边形ADOF是正方形,设OD=OF=AF=AD=x,则CF=CE=4-x,BD=BE=3-x,∵CE+BE=5,∴4-x+3-x=5,∴x=1,则⊙O的半径为1.故答案为:1.【点睛】本题考查三角形的内切圆与内心,勾股定理,正方形的判定与性质,切线长定理等知识,解题的关键是熟练掌握切线长定理.三、解答题11.(2022秋·安徽芜湖·九年级校考阶段练习)如图,AB是⊙O的直径,点E在弦AC的延长线上,过点E作ED⊥AE交⊙O于点D,若AD平分∠BAC.。
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高二数学 第3讲 直线与圆综合
1.已知圆C :x 2+y 2+2x -3=0.
(1)求圆的圆心C 的坐标和半径长;
(2)直线l 经过坐标原点且不与y 轴重合,l 与圆C 相交于A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2)两点,求证:2
111x x 为定值;
(3)斜率为1的直线m 与圆C 相交于D 、E 两点,求直线m 的方程,使△CDE 的面积最大.
2.已知点G (5,4),圆C 1:(x -1)2+(x -4)2=25,过点G 的动直线l 与圆C 1相交于E 、F 两点,线段EF 的中点为C .
(1)求点C 的轨迹C 2的方程;
(2)若过点A (1,0)的直线l 1与C 2相交于P 、Q 两点,线段PQ 的中点为M ;又l 1与l 2:x +2y +2=0的交点为N ,求证|AM|•|AN|为定值.
3.已知点C (1,0),点A ,B 是⊙O :x2+y2=9上任意两个不同的点,且满足0=⋅BC AC ,设M 为弦AB 的中点.求点M 的轨迹T 的方程;
4.已知平面直角坐标系上一动点(,)P x y 到点(2,0)A -的距离是点P 到点(1,0)B 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(2,1)对称,点(3,0)C ,求22
||||QA QC +的最大值和最小值;
(3)过点A 的直线l 与点P 的轨迹C 相交于,E F 两点,点(2,0)M ,则是否存在直线l ,使EFM S △取得最大值,若存在,求出此时l 的方程,若不存在,请说明理由。
5.已知圆22:4O x y +=和点(1,)M a .
(1)若过点M 有且只有一条直线与圆O 相切,求正数a 的值,并求出切线方程;
(2)若a =M 的圆的两条弦AC ,BD 互相垂直.
①求四边形ABCD 面积的最大值;②求||||AC BD +的最大值.
6.已知过原点的动直线l 与圆C 1:x 2+y 2
-6x +5=0相交于不同的两点A ,B .
(1)求圆C 1的圆心坐标;
(2)求线段AB 的中点M 的轨迹C 的方程;
(3)是否存在实数k ,使得直线L :y =k (x -4)与曲线C 只有一个交点?若存在,求出k 的取值范围;若不存在,说明理由.
7.已知以点A(-1,2)为圆心的圆与直线l1: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l1相交于点P.
(I)求圆A的方程;
(Ⅱ)当MN=19
2时,求直线l的方程;
(Ⅲ)BP
BQ 是否为定值,如果是,求出定值;如果不是,请说明理由.
8.已知直线l:4x+3y+10=0,半径为2的圆C与l相切,圆心C在x轴上且在直线l的右上方
(1)求圆C的方程;
(2)过点M(1,0)的直线与圆C交于A,B两点(A在x轴上方),问在x轴正半轴上是否存在定点N,使得x轴平分∠ANB?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
9.平面直角坐标系xoy中,直线x-y+1=0截以原点O为圆心的圆所得的弦长为6.
(1)求圆O的方程;
(2)若直线l与圆O切于第一象限,且与坐标轴交于D,E,当DE长最小时,求直线l的方程;
(3)设M,P是圆O上任意两点,点M关于x轴的对称点为N,若直线MP、NP分别交于x轴于点(m,0)和(n,0),问mn是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
10.已知圆M:x2+(y-4)2=4,点P是直线l:x-2y=0上的一动点,过点P作圆M的切线PA、PB,切点为A、B.
(Ⅰ)当切线PA的长度为23时,求点P的坐标;
(Ⅱ)若△PAM的外接圆为圆N,试问:当P运动时,圆N是否过定点?若存在,求出所有的定点的坐标;若不存在,说明理由;
(Ⅲ)求线段AB长度的最小值.
11.已知一动圆经过点M(2,0),且在y轴上截得的弦长为4,设动圆圆心的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)过点N(1,0)任意作相互垂直的两条直线l1,l2,分别交曲线C于不同的两点A,B和不同的两点D,E.设线段AB,DE的中点分别为P,Q.
①求证:直线PQ过定点R,并求出定点R的坐标;
②求|PQ|的最小值.。