必修二第四章《圆与方程》单元测试题及答案
人教A版高中数学必修2第四章《圆与方程》测试题(含答案)
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.
高中数学必修二第四章《圆与方程》单元测试卷及答案
高中数学必修二第四章《圆与方程》单元测试卷及答案(2套)单元测试题一一、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340x y b +-=与圆()()22111x y -+-=相切,则b 的值是( ) A .2-或12B .2或12-C .2或12D .2-或12-2.点A (3,-2,4)关于点(0,1,-3)的对称点的坐标是( ) A .(-3,4,-10) B .(-3,2,-4) C .⎝⎛⎭⎫32,-12,12D .(6,-5,11)3.过点P (-2,4)作圆O :(x -2)2+(y -1)2=25的切线l ,直线m :ax -3y =0与直线l 平行,则直线l 与m 间的距离为( ) A .4B .2C .85D .1254.过圆x 2+y 2=4外一点M (4,-1)引圆的两条切线,则经过两切点的直线方程是( ) A .4x -y -4=0 B .4x +y -4=0 C .4x +y +4=0D .4x -y +4=05.直线l :ax -y +b =0,圆M :x 2+y 2-2ax +2by =0,则l 与M 在同一坐标系中的图形可能是( )6.若圆C 1:(x -a )2+(y -b )2=b 2+1始终平分圆C 2:(x +1)2+(y +1)2=4的周长,则实数a ,b 应满足的关系式是( ) A .a 2-2a -2b -3=0 B .a 2+2a +2b +5=0 C .a 2+2b 2+2a +2b +1=0 D .3a 2+2b 2+2a +2b +1=07.设A 为圆(x -1)2+y 2=1上的动点,PA 是圆的切线且|PA |=1,则P 点的轨迹方程是( )A .(x -1)2+y 2=4B .(x -1)2+y 2=2C .y 2=2xD .y 2=-2x8.设直线2x -y -3=0与y 轴的交点为P ,点P 把圆(x +1)2+y 2=25的直径分为两段,则这两段之比为( ) A .73或37B .74或47C .75或57D .76或679.若x 、y 满足x 2+y 2-2x +4y -20=0,则x 2+y 2的最小值是( ) A .5-5B .5- 5C .30-10 5D .无法确定10.过圆x 2+y 2-4x =0外一点(m ,n )作圆的两条切线,当这两条切线相互垂直时,m 、n 满足的关系式是( ) A .(m -2)2+n 2=4 B .(m +2)2+n 2=4 C .(m -2)2+n 2=8D .(m +2)2+n 2=811.若圆x 2+y 2=4和圆x 2+y 2+4x -4y +4=0关于直线l 对称,则直线l 的方程为( ) A .x +y =0 B .x +y -2=0 C .x -y -2=0D .x -y +2=012.直线y =x +b 与曲线x =1-y 2有且只有一个公共点,则b 的取值范围是( ) A .|b |= 2 B .-1<b <1或b =- 2 C .-1<b ≤1D .-1<b ≤1或b =- 2二、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.点M (1,2,-3)关于原点的对称点是________.14.两圆x 2+y 2+4y =0,x 2+y 2+2(a -1)x +2y +a 2=0在交点处的切线互相垂直,那么实数a 的值为________.15.已知P (3,0)是圆x 2+y 2-8x -2y +12=0内一点,则过点P 的最短弦所在直线方程是________,过点P 的最长弦所在直线方程是________.16.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________.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)已知三条直线l 1:x -2y =0,l 2:y +1=0,l 3:2x +y -1=0两两相交,先画出图形,再求过这三个交点的圆的方程.18.(12分)在三棱柱ABO-A′B′O′中,∠AOB=90°,侧棱OO′⊥面OAB,OA=OB=OO′=2.若C为线段O′A的中点,在线段BB′上求一点E,使|EC|最小.19.(12分)已知A(3,5),B(-1,3),C(-3,1)为△ABC的三个顶点,O、M、N分别为边AB、BC、CA的中点,求△OMN的外接圆的方程,并求这个圆的圆心和半径.20.(12分)已知动直线l:(m+3)x-(m+2)y+m=0与圆C:(x-3)2+(y-4)2=9.(1)求证:无论m为何值,直线l与圆C总相交.(2)m为何值时,直线l被圆C所截得的弦长最小?请求出该最小值.21.(12分)矩形ABCD的两条对角线相交于点M(2,0),AB边所在直线的方程为x-3y-6=0,点T(-1,1)在AD边所在直线上.(1)求AD边所在直线的方程;(2)求矩形ABCD外接圆的方程.22.(12分)已知圆C:x2+y2+2x-4y+3=0.(1)若圆C的切线在x轴和y轴上的截距相等,求此切线的方程.(2)从圆C外一点P(x1,y1)向该圆引一条切线,切点为M,O为坐标原点,且有|PM|=|PO|,求使得|PM|取得最小值的点P的坐标.答 案一、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.【答案】C【解析】∵圆的标准方程为22111x y -+-=()(),∴圆心坐标为1,1(),半径为1, ∵直线340x y b +-=与圆()()22111x y -+-=相切, ∴圆心1,1()到直线340x y b +-=的距离等于圆的半径,715b -==,解得:2b =或12b =.故选C .2.【答案】A【解析】设点A 关于点(0,1,-3)的对称点为A ′(x ,y ,z ),则(0,1,-3)为线段AA ′的中点,即x +32=0,y -22=1,4+z2=-3,∴x =-3,y =4,z =-10. ∴A ′(-3,4,-10).故选A . 3.【答案】A【解析】根据题意,知点P 在圆上,∴切线l 的斜率k =-1k OP=-11-42+2=43.∴直线l 的方程为y -4=43(x +2).即4x -3y +20=0. 又直线m 与l 平行,∴直线m 的方程为4x -3y =0. 故直线l 与m 间的距离为d =|0-20|42+32=4.故选A .4.【答案】A【解析】设两切线切点分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),则两切线方程为x 1x +y 1y =4, x 2x +y 2y =4.又M (4,-1)在两切线上,∴4x 1-y 1=4,4x 2-y 2=4. ∴两切点的坐标满足方程4x -y =4.故选A . 5.【答案】B【解析】由直线的斜率a 与在y 轴上的截距b 的符号,可判定圆心位置,又圆过原点,故选B . 6.【答案】B【解析】圆C 1与C 2方程相减得两圆公共弦方程,当圆C 2的圆心在公共弦上时,圆C 1始终平分圆C 2的周长,故选B .7.【答案】B【解析】由题意知,圆心(1,0)到P 点的距离为2,所以点P 在以(1,0)为圆心,以2为半径的圆上,所以点P 的轨迹方程是(x -1)2+y 2=2,故选B . 8.【答案】A【解析】由题意知P (0,-3).P 到圆心(-1,0)的距离为2, ∴P 分直径所得两段为5-2和5+2,即3和7.故选A . 9.【答案】C【解析】配方得(x -1)2+(y +2)2=25,圆心坐标为(1,-2),半径r =5,所以x 2+y 2的最小值为半径减去原点到圆心的距离,即5-5,故可求x 2+y 2的最小值为 30-105.故选C . 10.【答案】C【解析】由勾股定理,得(m -2)2+n 2=8.故选C . 11.【答案】D【解析】l 为两圆圆心连线的垂直平分线,(0,0)与(-2,2)的中点为(-1,1),k l =1, ∴y -1=x +1,即x -y +2=0.故选D . 12.【答案】D【解析】如图,由数形结合知,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.【答案】(-1,-2,3) 14.【答案】-2【解析】两圆心与交点构成一直角三角形,由勾股定理和半径范围可知a =-2. 15.【答案】x +y -3=0,x -y -3=0【解析】点P 为弦的中点,即圆心和点P 的连线与弦垂直时,弦最短;过圆心即弦为直径时最长.16.【答案】(x +2)2+y 2=2【解析】设圆心坐标为(a,0)(a <0),则由圆心到直线的距离为2知|a |2=2,故a =-2,因此圆O 的方程为(x +2)2+y 2=2.三、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.【答案】如图,⎝⎛⎭⎫x +122+(y +1)2=94.【解析】l 2平行于x 轴,l 1与l 3互相垂直.三交点A ,B ,C 构成直角三角形,经过A ,B ,C 三点的圆就是以AB 为直径的圆.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ x -2y =0,y +1=0得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =-1.所以点A 的坐标是(-2,-1).解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y -1=0,y +1=0得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =-1.所以点B 的坐标是(1,-1). 线段AB 的中点坐标是⎝⎛⎭⎫-12,-1,又|AB |=()()2221113--+-+==3.所求圆的标准方程是⎝⎛⎭⎫x +122+(y +1)2=94. 18.【答案】E (0,2,1)为线段BB ′的中点. 【解析】如图所示,以三棱原点,以OA 、OB 、OO ′所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系Oxyz .由OA =OB =OO ′=2,得A (2,0,0)、B (0,2,0)、O (0,0,0),A ′(2,0,2)、B ′(0,2,2)、O ′(0,0,2).由C 为线段O ′A 的中点得C 点坐标为(1,0,1),设E 点坐标为(0,2,z ), ∴|EC |()()()22201201z -+-+-()215z -+故当z =1时,|EC |取得最小值为5.此时E (0,2,1)为线段BB ′的中点.19.【答案】x 2+y 2+7x -15y +36=0,⎝⎛⎭⎫-72,152,12130.【解析】∵点O 、M 、N 分别为AB 、BC 、CA 的中点且A (3,5),B (-1,3), C (-3,1),∴O (1,4),M (-2,2),N (0,3).∵所求圆经过点O 、M 、N ,∴设△OMN 外接圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,把点O 、M 、N 的坐标分别代入圆的方程得()2222221440222200330D E F D E F E F ⎧++++=⎪⎪-+-++=⎨⎪+++=⎪⎩,解得⎩⎪⎨⎪⎧D =7E =-15F =35.∴△OMN 外接圆的方程为x 2+y 2+7x -15y +36=0,圆心为⎝⎛⎭⎫-72,152,半径r =12130. 20.【答案】(1)见解析;(2)m 为-52时,最小值为27. 【解析】(1)证明:直线l 变形为m (x -y +1)+(3x -2y )=0.令⎩⎪⎨⎪⎧ x -y +1=0,3x -2y =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =3. 如图所示,故动直线l 恒过定点A (2,3).而|AC |()()222334-+-=2<3(半径).∴点A 在圆内,故无论m 取何值,直线l 与圆C 总相交.(2)解:由平面几何知识知,弦心距越大,弦长越小,即当AC 垂直直线l 时,弦长最小,此时k l ·k AC =-1,即m +3m +2·4-33-2=-1,∴m =-52.最小值为()2232-27.故m 为-52时,直线l 被圆C 所截得的弦长最小,最小值为27. 21.【答案】(1)3x +y +2=0;(2)(x -2)2+y 2=8.【解析】(1)∵AB 所在直线的方程为x -3y -6=0,且AD 与AB 垂直,∴直线AD 的斜率为-3.又∵点T (-1,1)在直线AD 上,∴AD 边所在直线的方程为 y -1=-3(x +1),即3x +y +2=0.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧ x -3y -6=0,3x +y +2=0得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =-2,∴点A 的坐标为(0,-2), ∵矩形ABCD 两条对角线的交点为M (2,0), ∴M 为矩形ABCD 外接圆的圆心,又|AM |()()222002-++22,∴矩形ABCD 外接圆的方程为(x -2)2+y 2=8.22.【答案】(1)y =(2±6)x 或x +y +1=0或x +y -3=0;(2)⎝⎛⎭⎫-310,35. 【解析】(1)将圆C 整理得(x +1)2+(y -2)2=2.①当切线在两坐标轴上的截距为零时,设切线方程为y =kx ,∴圆心到切线的距离为|-k -2|k 2+1=2,即k 2-4k -2=0,解得k =2±6. ∴y =(2±6)x ;②当切线在两坐标轴上的截距不为零时,设切线方程为x +y -a =0, ∴圆心到切线的距离为|-1+2-a |2=2,即|a -1|=2,解得a =3或-1.∴x +y +1=0或x +y -3=0.综上所述,所求切线方程为y =(2±6)x 或x +y +1=0或x +y -3=0. (2)∵|PO |=|PM |,∴x 21+y 21=(x 1+1)2+(y 1-2)2-2,即2x 1-4y 1+3=0,即点P 在直线l :2x -4y +3=0上.当|PM |取最小值时,即|OP |取得最小值,此时直线OP ⊥l , ∴直线OP 的方程为:2x +y =0,解得方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x +y =0,2x -4y +3=0得⎩⎨⎧x =-310,y =35,∴P 点坐标为⎝⎛⎭⎫-310,35. 单元测试题二一、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.圆22240x y x y ++-=的圆心坐标为( ) A .()1,2-B .()1,2-C .()1,2D .()1,2--2.圆O 1:x 2+y 2-2x =0与圆O 2:x 2+y 2-4y =0的位置关系是( ) A .外离B .相交C .外切D .内切3.圆x 2+2x +y 2+4y -3=0上到直线x +y +1=0的距离为2的点共有( ) A .4个B .3个C .2个D .1个4.设直线过点(a,0),其斜率为-1,且与圆x 2+y 2=2相切,则a 的值为( )A .± 2B .±2C .±2 2D .±45.已知点A (x,1,2)和点B (2,3,4),且|AB |=26,则实数x 的值是( ) A .-3或4B .6或2C .3或-4D .6或-26.当a 为任意实数时,直线(a -1)x -y +a +1=0恒过定点C ,则以C 为圆心,5为半径的圆的方程为( ) A .x 2+y 2-2x +4y =0 B .x 2+y 2+2x +4y =0 C .x 2+y 2+2x -4y =0D .x 2+y 2-2x -4y =07.直线l 1:y =x +a 和l 2:y =x +b 将单位圆C :x 2+y 2=1分成长度相等的四段弧, 则a 2+b 2=( ) A . 2B .2C .1D .38.若直线y =kx +1与圆x 2+y 2=1相交于P ,Q 两点,且∠POQ =120°(其中O 为原点),则k 的值为( ) A .-3或 3B . 3C .-2或 2D . 29.设P 是圆(x -3)2+(y +1)2=4上的动点,Q 是直线x =-3上的动点,则|PQ |的最小值为( ) A .6B .4C .3D .210.已知三点A (1,0),B (0,3),C (2,3),则△ABC 外接圆的圆心到原点的距离为( ) A .53B .213C .253D .4311.过点(3,1)作圆(x -1)2+y 2=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=0 B .2x -y -3=0 C .4x -y -3=0D .4x +y -3=012.若圆C :x 2+y 2-4x -4y -10=0上至少有三个不同的点到直线l :x -y +c =0的距离为22,则c 的取值范围是( ) A .[-22,22] B .(-22,22) C .[-2,2]D .(-2,2)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A (1,2,3),B (2,-1,4),点P 在y 轴上,且|PA |=|PB |,则点P 的坐标是__________________.14.已知圆C 1:x 2+y 2-6x -7=0与圆C 2:x 2+y 2-6y -27=0相交于A 、B 两点,则线段AB 的中垂线方程为__________________.15.过点A (1,2)的直线l 将圆(x -2)2+y 2=4分成两段弧,当劣弧所对的圆心角最小时,直线l 的斜率k =__________________.16.在平面直角坐标系xOy中,以点(1,0)为圆心且与直线mx-y-2m-1=0(m∈R)相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为__________________.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)求经过两点A(-1,4),B(3,2)且圆心C在y轴上的圆的方程.18.(12分)如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为a,M为BD1的中点,N在A1C1上,且|A1N|=3|NC1|,试求MN的长.19.(12分)已知过点A(-1,0)的动直线l与圆C:x2+(y-3)2=4相交于P,Q两点,M是PQ的中点,l与直线m:x+3y+6=0相交于N.(1)求证:当l与m垂直时,l必过圆心C;(2)当|PQ|=23时,求直线l的方程.20.(12分)某市气象台测得今年第三号台风中心在其正东300km处,以40km/h的速度向北偏西60°方向移动.据测定,距台风中心250 km的圆形区域内部都将受玻台风影响,请你推算该市受台风影响的持续时间.21.已知点(0,1),(3+22,0),(3-22,0)在圆C 上. (1)求圆C 的方程;(2)若圆C 与直线x -y +a =0交于A ,B 两点,且OA ⊥OB ,求a 的值.22.(12分)如下图,在平面直角坐标系xOy 中,点A (0,3),直线l :y =2x -4.设圆C 的半径为1,圆心在l 上.(1)若圆心C 也在直线y =x -1上,过点A 作圆C 的切线,求切线的方程; (2)若圆C 上存在点M ,使MA =2MO ,求圆心C 的横坐标a 的取值范围.答 案一、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.【答案】B【解析】将圆方程化为标准方程得()221(2)5x y ++-=,∴圆心坐标为()1,2-. 故选B . 2.【答案】B【解析】圆O 1(1,0),r 1=1,圆O 2(0,2),r 2=2,|O 1O 2|()()221002-+-5<1+2,且5>2-1,故两圆相交.故选B . 3.【答案】B【解析】将圆的方程化为标准方程为(x +1)2+(y +2)2=(22)2,圆心(-1,-2)到直线x +y+1=0的距离d =|-1-2+1|2=2,则到直线x +y +1=0的距离为2的两条平行线与圆的公共点的个数即为所求.由于圆的半径为22,所以到直线x +y +1=0的距离为2的平行线一条过圆心,另一条与圆相切,故这两条直线与圆有3个交点.故选B . 4.【答案】B【解析】∵切线的方程是y =-(x -a ),即x +y -a =0,∴|a |2=2,a =±2.故选B . 5.【答案】D【解析】由空间两点间的距离公式得()()()22221324x -+-+-=26,解得x =6或x =-2,故选D . 6.【答案】C【解析】由(a -1)x -y +a +1=0得a (x +1)-(x +y -1)=0, 所以直线恒过定点(-1,2),所以圆的方程为(x +1)2+(y -2)2=5, 即x 2+y 2+2x -4y =0,故选C . 7.【答案】B【解析】依题意,圆心(0,0)到两条直线的距离相等,且每段弧的长度都是圆周的14,即|a |2=|b |2,|a |2=1×cos45°=22,所以a 2=b 2=1,故a 2+b 2=2,故选B . 8.【答案】A【解析】方法1:∵|PQ |=2×1×sin60°=3,圆心到直线的距离d =2312⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭=12,∴1k 2+1=12,解得k =±3. 方法2:利用数形结合.如图所示,∵直线y =kx +1过定点(0,1),而点(0,1)在圆x 2+y 2=1上,故不妨设P (0,1),在等腰三角形POQ 中,∠POQ =120°,∴∠QPO =30°,故∠PAO =60°,∴k =3,即直线PA 的斜率为 3.同理可求得直线PB 的斜率为-3,故选A .9.【答案】B【解析】|PQ |的最小值为圆心到直线的距离减去半径.因为圆的圆心为(3,-1),半径为2,所以|PQ |的最小值d =3-(-3)-2=4,故选B . 10.【答案】B【解析】△ABC 外接圆圆心在直线BC 垂直平分线上即直线x =1上,设圆心 D (1,b ),由DA =DB 得|b |=()213b +-⇒b =223,所以圆心到原点的距离d =222213⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭=213,故选B .11.【答案】A【解析】根据平面几何知识,直线AB 一定与点(3,1),(1,0)的连线垂直,这两点连线的斜率为12,故直线AB 的斜率一定是-2,只有选项A 中直线的斜率为-2, 故选A . 12.【答案】C【解析】圆C :x 2+y 2-4x -4y -10=0整理为(x -2)2+(y -2)2=(32)2,∴圆心坐标为C (2,2),半径长为32,要使圆上至少有三个不同的点到直线l :x -y +c =0的距离为32,如右图可知圆心到直线l 的距离应小于等于2,∴d =|2-2+c |1+1=|c |2≤2,解得|c |≤2,即-2≤c ≤2,故选C .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.【答案】(0,-76,0) 【解析】设点P (0,b,0), ()()()22210230b -+-+-()()()22220140b -+--+-,解得b =-76.14.【答案】x +y -3=0【解析】AB 的中垂线即为圆C 1、圆C 2的连心线C 1C 1.又C 1(3,0),C 2(0,3), 所以C 1C 2所在直线的方程为x +y -3=0. 15.【答案】22【解析】点A (1,2)在圆(x -2)2+y 2=4内,当劣弧所对的圆心角最小时,l 垂直于过点A (1,2)和圆心M (2,0)的直线.∴k =-1k AM =-2-10-2=22.16.【答案】(x -1)2+y 2=2. 【解析】由题意得:半径等于|m +1|m 2+1=()2211m m ++=2211mm ++≤2, 所以所求圆为(x -1)2-y 2=2.三、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.【答案】x 2+(y -1)2=10.【解析】∵AB 的中点是(1,3),k AB =4-2-1-3=-12,∴AB 的垂直平分线方程为y -3=2(x -1),即2x -y +1=0. 令x =0,得y =1,即圆心C (0,1).∴所求圆的半径为|AC |=()22141+-=10. ∴所求圆的方程为x 2+(y -1)2=10. 18.【答案】64a . 【解析】以D 为原点建立如图所示坐标系,则B (a ,a,0),A 1(a,0,a ),C 1(0,a ,a ),D 1(0,0,a ).由于M 为BD 1的中点,所以M (a 2,a 2,a 2),取A 1C 1中点O 1,则O 1(a 2,a2,a ), 因为|A 1N |=3|NC 1|,所以N 为O 1C 1的中点,故N (a 4,34a ,a ).由两点间的距离公式可得:|MN |222324242a a a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭=64a .19.【答案】(1)见解析;(2)x =-1或4x -3y +4=0. 【解析】(1)证明:因为l 与m 垂直,且k m =-13,所以k l =3, 故直线l 的方程为y =3(x +1),即3x -y +3=0. 因为圆心坐标为(0,3)满足直线l 方程, 所以当l 与m 垂直时,l 必过圆心C .(2)解:当直线l 与x 轴垂直时,易知x =-1符合题意.当直线l 与x 轴不垂直时,设直线l 的方程为y =k (x +1),即kx -y +k =0, 因为|PQ |=23,所以|CM |=4-3=1,则由|CM |=|-k +3|k 2+1=1,得k =43, 所以直线l :4x -3y +4=0,故直线l 的方程为x =-1或4x -3y +4=0. 20.【答案】见解析.【解析】以该市所在位置A 为原点,正东方向为x 轴的正方向,正北方向为y 轴的正方向建立直角坐标系.开始时台风中心在B (300,0)处,台风中心沿倾斜角为150°方向直线移动,其轨迹方程为y =-33(x -300)(x ≤300).该市受台风影响时,台风中心在圆x 2+y 2=2502内,设直线与圆交于C ,D 两点,则|CA |=|AD |=250,所以台风中心到达C 时,开始受影响该市,中心移至点D 时,影响结束,作AH ⊥CD 于点H ,则|AH |=100313+1=150,|CD |+2|AC |2-|AH |2=400,∴t =4004=10(h).即台风对该市的影响持续时间为10小时. 21.【答案】(1)(x -3)2+(y -1)2=9;(2)-1.【解析】(1)由题意可设圆C 的圆心为(3,t ),则有32+(t -1)2=(22)2+t 2,解得t =1,则圆C 的圆心为(3,1) 3.所以圆C 的方程为(x -3)2+(y -1)2=9.(2)由()()220319x y a x y -+=⎧⎪⎨-+-=⎪⎩,消去y ,得2x 2+(2a -8)x +a 2-2a +1=0, 此时判别式Δ=56-16a -4a 2.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则有⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=4-a x 1x 2=a 2-2a +12①,由于OA ⊥OB ,可得x 1x 2+y 1y 2=0,又y 1=x 1+a ,y 2=x 2+a ,所以2x 1x 2+a (x 1+x 2)+a 2=0 ②由①②得a =-1,满足Δ>0,故a =-1.22.【答案】(1)y =3或3x +4y -12=0;(2)[0,125].【解析】(1)由题设,圆心C 是直线y =2x -4和y =x -1的交点,解得点C (3,2), 于是切线的斜率必存在.设过A (0,3)的圆C 的切线方程为y =kx +3, 由题意,得|3k +1|k 2+1=1,解得k =0或k =-34,故所求切线方程为y =3或3x +4y -12=0.(2)因为圆心在直线y =2x -4上,所以圆C 的方程为(x -a )2+[y -2(a -2)]2=1.设点M (x ,y ),因为MA =2MO =2x 2+y 2, 化简得x 2+y 2+2y -3=0,即x 2+(y +1)2=4, 所以点M 在以D (0,-1)为圆心,2为半径的圆上. 由题意,点M (x ,y )在圆C 上,所以圆C 与圆D 有公共点,则|2-1|≤CD ≤2+1,即 由5a 2-12a +8≥0,得a ∈R ; 由5a 2-12a ≤0,得0≤a ≤125,所以点C 的横坐标a 的取值范围为[0,125].。
人教A版高中数学必修二第4章《圆与方程》单元测试题(1)(含解析)
圆与方程一、选择题 1 圆:06422=+-+y x y x 和圆:0622=-+x y x 交于,A B 两点, 则AB 地垂直平分线地方程是( )A. 30x y ++= B 250x y --= C 390x y --= D 4370x y -+=2 方程211(1)x y -=--表示地曲线是( )A 一个圆B 两个半圆C 两个圆D 半圆3 已知圆C :22()(2)4(0)x a y a -+-=>及直线03:=+-y x l , 当直线l 被C 截得地弦长为32时,则a =( ) A 2 B 22-C 12-D 12+4 圆1)1(22=+-y x 地圆心到直线x y 33=地距离是( )A 21 B 23 C 1 D 35 直线0323=-+y x 截圆422=+y x 得地劣弧所对地圆心角为( )A 030B 045 C 060 D 090 6 圆122=+y x 上地点到直线02543=-+y x 地距离地最小值是( )A 6B 4C 5D 17 两圆229x y +=和228690x y x y +-++=地位置关系是( )A 相离B 相交C 内切D 外切二、填空题 1 若(1,2,1),(2,2,2),A B -点P 在z 轴上,且PA PB =,则点P 地坐标为 2 若曲线21x y -=与直线b x y +=始终有交点,则b 地取值范围是___________;若有一个交点,则b 地取值范围是________;若有两个交点,则b 地取值范围是_______; 3 把圆地参数方程⎩⎨⎧+-=+=θθsin 23cos 21y x 化成普通方程是______________________ 4 已知圆C 地方程为03222=--+y y x ,过点(1,2)P -地直线l 与圆C交于,A B 两点,若使AB 最小,则直线l 地方程是________________ 5 如果实数,x y 满足等式22(2)3x y -+=,那么x y 地最大值是________6 过圆22(2)4x y +-=外一点(2,2)A -,引圆地两条切线,切点为12,T T , 则直线12T T 地方程为________ 三、解答题1 求由曲线22x y x y +=+围成地图形地面积2 设10,x y -+=求229304341062222+--+++-++=y x y x y x y x d 地最小值3 求过点(5,2),(3,2)M N 且圆心在直线32-=x y 上地圆地方程4 平面上有两点(1,0),(1,0)A B -,点P 在圆周()()44322=-+-y x 上,求使22BP AP +取最小值时点P 地坐标数学2(必修) 第四章 圆和方程参考答案一、选择题 1 C 由平面几何知识知AB 地垂直平分线就是连心线2 B 对x 分类讨论得两种情况3 C 231,212a d a -+===4 A 3111332d =+=5 C 直线地倾斜角为0120,得等边三角形6 B 514d r -=-=7 B 43543-<<+二、填空题1 (0,0,3) 设(0,0,),,P z PA PB =则2214(1)44(2),3z z z ++-=++-=2 [1,2]-;[){}1,12-U ;)1,2⎡⎣ 曲线21x y -=代表半圆 3 22(1)(3)4x y -++= 4 30x y -+= 当AB CP ⊥时,AB 最小,1,1,21CP l k k y x =-=-=+5 3 设22222,,(2)3,(1)410y k y kx x k x k x x x ==-+=+-+=,2164(1)0,33k k ∆=-+≥-≤≤另可考虑斜率地几何意义来做 6 220x y -+= 设切点为1122(,),(,)x y x y ,则1AT 地方程为11(2)(2)4x x y y +--=2AT 地方程为22(2)(2)4x x y y +--=,则1124(2)4,x y --=2224(2)4x y --=24(2)4,220x y x y ∴--=-+=三、解答题1. 解:当0,0x y ≥≥时,22111()()222x y -+-=,表示地图形占整个图形地14而22111()()222x y -+-=,表示地图形为一个等腰直角三角形和一个半圆 1114(11)2222S ππ∴=⨯⨯+⨯⨯=+ 2. 解:229304341062222+--+++-++=y x y x y x y x d=可看作点(3,5)A -和(2,15)B到直线10,x y -+=上地点地距离之和,作(3,5)A -关于直线10,x y -+=对称地点'(4,2)A -,则'min d A B == 3 解:设圆心为(,)x y ,而圆心在线段MN 地垂直平分线4x =上,即4,23x y x =⎧⎨=-⎩得圆心为(4,5),r ==22(4)(5)10x y ∴-+-= 4 解:在ΔABP 中有22221(4)2AP BP OP AB +=+,即当OP 最小时,22BP AP +取最小值,而min 523OP =-=,394129123,3,(,)555555x y P P P =⨯==⨯=。
人教高中数学必修二第四章-圆的方程单元测试
人教高中数学必修二第四章-圆与方程单元测试题 9月16日用一.选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分)1.已知A (-4,-5)、B (6,-1),则以线段AB 为直径的圆的方程是( )A .(x +1)2+(y -3)2=29B .(x -1)2+(y +3)2=29C .(x +1)2+(y -3)2=116D .(x -1)2+(y +3)2=1162.过三点O(0,0),A(1,1),B(4,2)的圆的方程是( )A .x 2+y 2+8x -2y -20=0B .x 2+y 2-4x +2y -20=0C .x 2+y 2-8x +6y =0D .x 2+y 2-8x -6y =03.点4)()()1,1(22=++-a y a x 在圆的内部,则a 的取值范围是( )(A) 10<<a (B)11<<-a (C) 11>-<a a 或 (D) 1±=a4.若直线y=kx+1与圆x 2+y 2=1相交于P,Q 两点,且∠POQ=120°(其中O 为坐标原点),则k 的值为( )A .2B .-1C .1或-1D .15.在空间直角坐标系中,点P(-2,1,4)关于xOy 平面的对称点的坐标是( )A.(-2,1,-4)B.(-2,-1,-4)C.(2,-1,4)D.(2,1,-4)6.与圆x 2+y 2-4x +6y +3=0同圆心,且与直线x-2y-3=0相切的圆的方程( )A .x 2+y 2-4x +6y -8=0B .x 2+y 2-4x +6y +8=0C .x 2+y 2+4x -6y -8=0D .x 2+y 2+4x -6y +8=07.在空间直角坐标系中,点P(2,3,4)到y 轴的距离是( ) A.5 B.13 C.52 D.298.圆x 2+y 2-2x -5=0和圆x 2+y 2+2x -4y -4=0的交点为A 、B ,则线段AB 的垂直平分线方程为( )A .x +y -1=0B .2x -y +1=0C .x -2y +1=0D .x -y +1=09.已知圆C 1:(x +1)2+(y -3)2=25,圆C 2与圆C 1关于直线3x-2y-4=0对称,则圆C 2的方程是( )A .(x -3)2+(y -5)2=25B .(x -5)2+(y +1)2=25C .(x -1)2+(y -4)2=25D .(x -3)2+(y +2)2=2510.设点M(x 0 ,1),若在圆O:x 2+y 2=1上存在点N ,使得∠OMN=45°,则x 0 的取值范围是()A.[-1,1]B.),1[]1,(+∞⋃--∞C.]2,1[-D.]2,2[-11.若过点A (4,0)的直线l 与曲线(x -2)2+y 2=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[- 12.圆A:x 2+y 2+2x-15=0,直线l 过点B(1,0),且与x 轴不重合,直线l 交圆A 于点C ,D 两点,过点B 作AC 的平行线交AD 于点E ,则|EA|+|EB|=( )A .1B .6C .2D .4二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.x 2+y 2+4x+2by+b 2=0与x 轴相切,则b =________.14.在空间直角坐标系中,点A(1,2,-1),B(1,0,2),而点A '与点A 关于x 轴对称,则|A 'B|=________.15.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 两点分别作直线l 的垂线与x 轴交于C ,D 两点,则|CD|是________..16.圆1C :221x y +=和圆2C :22(4)()25x y a ++-=相切,实数a 的可能取值为三、解答题(本大题共4小题,每小题12分,共48分)17.已知圆O 以原点为圆心,且与圆22:68210C x y x y ++-+=外切,(1)求圆O 的方程; (2)求直线230x y +-=与圆O 相交所截得的弦长.18.过点P (3,1)作圆C:x 2+y 2-2x =0的两条切线,设切点分别为A ,B ,(1)求切线的方程;(2)求出直线AB 的方程.19.已知点M(-1,0),N(1,0),曲线E 上任意一点到点M 的距离是到点N 距离的3倍。
必修2第四章圆与方程测试题及答案
必修2第四章圆与方程测试卷(100分钟,150分)一 选择题(每题5分,共60分)1.若)1,2(-P 为圆25)1(22=+-y x 的弦AB 的中点,则直线AB 的方程是( )A. 03=--y xB. 032=-+y xC. 01=-+y xD. 052=--y x 2圆()3122=++y x 绕直线01=--y kx 旋转一周所得的几何体的体积为( )A. π36B. π12 C .π34 D. π43,从直线y =3上的点向定圆x y x 222=+作切线,则切线长的最小值为 ( )(A )22 (B )7 (C )3 (D )104.过直线y x =上的一点作圆22(5)(1)2x y -+-=的两条切线12l l ,,当直线12l l ,关于y x =对称时,它们之间的夹角为A .30….B .45C .60D .905.若直线2=-y x 被圆4)(22=+-y a x 所截得的弦长为22,则实数a 的值为( )A .1-或3B .1或3C .2-或6D .0或46.直线l 过点),(02-,l 与圆x y x 222=+有两个交点时,斜率k 的取值范围是( ) A .),(2222- B .),(22-C .),(4242-D .),(8181- 7.若过定点)0,1(-M 且斜率为k 的直线与圆05422=-++y x x 在第一象限内的部分有交点,则k 的取值范围是( ) A. 50<<k B. 05<<-k C. 130<<k D. 50<<k8. 方程1x -= )A .一个圆B .两个半圆C .两个圆D .半圆9. 已知圆1C :2(1)x ++2(1)y -=1,圆2C 与圆1C 关于直线10x y --=对称,则圆2C 的方程为(A )2(2)x ++2(2)y -=1 (B )2(2)x -+2(2)y +=1(C )2(2)x ++2(2)y +=1 (D )2(2)x -+2(2)y -=110.圆122=+y x 上的点到直线02543=-+y x 的距离的最小值是( )A .6B .4C .5D .111.若圆C 的半径为1,圆心在第一象限,且与直线430x y -=和x 轴相切,则该圆的标准方程是( ) A .227(3)13x y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭ B .22(2)(1)1x y -+-= C .22(1)(3)1x y -+-= D .223(1)12x y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭12.已知圆的方程为22680x y x y +--=,设该圆过点(3,5)的最长弦和最短弦分别为,AB CD ,则四边形ACBD 的面积为( )A .B .C .D .二 填空题(每题5分,共20分)13.由动点P 向圆221x y +=引两条切线,PA PB ,切点分别为0,,60A B APB ∠=,则动点P 的轨迹方程为 。
(完整版)必修二第四章《圆与方程》单元测试题含答案
A . 3x — y — 5=B . 3x + y — 7= 0D . x — 3y + 1= 03.若直线(1 + a)x + y + 1= 0与圆x 2 + y 2— 2x = 0相切,则a 的值为()B . 2,— 2C . 15.点M (3,— 3,1)关于xOz 平面的对称点是( )5 B . (^,+m)5 3D .(石,4】二、填空题(本大题共4小题,每小题6分,满分24分)9.圆x 2 + y 2= 1上的点到直线3x + 4y — 25= 0的距离最小值为 10 .已知圆C1: x 2 + y 2— 3x — 3y + 3 = 0,圆C2: x 2+ y 2— 2x — 2y = 0,两圆的公共弦所在的直 线方程 _________________ .必修二第四章单元测试题(时间:90分钟总分:100分) 、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.) 1 .已知两圆的方程是 x 2 + y 2= 1和x 2 + y 2— 6x — 8y + 9= 0,那么这两个圆的位置关系是 A •相离 B •相交 C .外切 D .内切 2 .过点(2,1)的直线中,被圆 x 2+ y 2— 2x + 4y = 0截得的最长弦所在的直线方程为 (C . x + 3y — 5 = 0 A . 1,— 1 4.经过圆x 2 + y 2= 10上一点 M (2 , 6)的切线方程是()A . x + , 6y — 10= 0 C . x —+ 10= 0 B. . 6x — 2y + 10= 0D . 2x + , 6y — 10= 0A . (— 3,3, — 1) (一 3,一 3,一 1)C . (3,一3,— 1)(3,3,1)6.若点A 是点B (1,2,3)关于x 轴对称的点, 点C 是点D (2, — 2,5)关于y 轴对称的点, 贝 U |AC|7. C . 当占 ■=1B. . 13D.10P 在圆x 2 + y 2= 1上变动时,它与定点Q (3,0)的连结线段PQ 的中点的轨迹方程是10C . 曲线 (x + 3)2 + y 2= 4 (2x — 3)2 + 4y 2= 1y = 1 + . 4 — x 2与直线B . (x — 3)2+ y 2= 1 D . (2x + 3)2 + 4y 2= 1y = k (x — 2) + 4有两个交点,则实数 k 的取值范围是()C .(0,为11. ___________________________________________________________________________ 方程x2+ y2+ 2ax—2ay= 0表示的圆,①关于直线y= x对称;②关于直线x+ y= 0对称; ③其圆心在x轴上,且过原点;④其圆心在y轴上,且过原点,其中叙述正确的是______________________ 12. ___________________________________________________________________ 直线x+2y= 0被曲线x2+ y2—6x —2y—15= 0所截得的弦长等于_______________________ .三、解答题(本大题共3小题,每题22分,共36分)13. (10分)自A(4,0)引圆x2+ y2= 4的割线ABC,求弦BC中点P的轨迹方程.14. (12 分)已知O C: (x—3)2+ (y—4)2= 1,点A( —1,0), B(1,0),点P 是圆上动点,求d= |PA p + |PB|2的最大、最小值及对应的P点坐标.15. (12 分)已知曲线C: x2+ y2+ 2kx+ (4k + 10)y+ 10k + 20= 0,其中k^—1.(1) 求证:曲线C表示圆,并且这些圆心都在同一条直线上;(2) 证明曲线C过定点;⑶若曲线C与x轴相切,求k的值.12 5,必修二第四章测试卷答案、选择1.C2.A3..D4.D5.D6.B7.C8.D 二、 填空9.410.. x + y — 3 = 0, 11.②12.4 .-'5三、 解答题13. 解:解法1:连接OP 贝U OPL BC 设P(x , y),当X M 0时,心・k AP =— 1, 即x ・即 x 2 + y 2— 4x = 0①当x = 0时,P 点坐标为(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).1解法 2:由解法 1 知 OPLAP,取 0A 中点 M,则 M (2,0) , | PM = 2〔 °A = 2,由圆的定义知,P 点轨迹方程是以M (2,0)为圆心,2为半径的圆.14. 解:设点P 的坐标为(X o , y °),贝Ud =(X 0+ 1) + y 。
高一数学必修二第四章圆与方程练习题及答案
高一数学必修二第四章圆与方程练习题及答案高一数学(必修2)第四章圆与方程基础训练一、选择题1.圆(x+2)²+y²=5关于原点P(0,0)对称的圆的方程为()A。
(x-2)²+y²=5B。
x²+(y-2)²=5C。
(x+2)²+(y+2)²=5D。
x²+(y+2)²=52.若P(2,-1)为圆(x-1)²+y²=25的弦AB的中点,则直线AB 的方程是()A。
x-y-3=0B。
2x+y-3=0C。
x+y-1=0D。
2x-y-5=03.圆x²+y²-2x-2y+1=0上的点到直线x-y=2的距离最大值是()A。
2B。
1+√2C。
1-√2D。
1+2√24.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。
2或10D。
1或115.在坐标平面内,与点A(1,2)距离为1,且与点B(3,1)距离为2的直线共有()A。
1条B。
2条C。
3条D。
4条6.圆x²+y²-4x=0在点P(1,3)处的切线方程为()A。
x+3y-2=0B。
x+3y-4=0C。
x-3y+4=0D。
x-3y+2=0二、填空题1.若经过点P(-1,0)的直线与圆x²+y²+4x-2y+3=0相切,则此直线在y轴上的截距是-2.2.由动点P向圆x²+y²=1引两条切线PA,PB,切点分别为A,B,∠APB=60,则动点P的轨迹方程为x²+y²-x=0.3.圆心在直线2x-y-7=0上的圆C与y轴交于两点A(0,-4),B(0,-2),则圆C的方程为(x-1)²+(y+1)²=4.4.已知圆(x-3)²+y²=4和过原点的直线y=kx的交点为P,Q,则OP·OQ的值为2.5.已知P是直线3x+4y+8=0上的动点,PA,PB是圆x²+y²-2x-2y+1=0的切线,A,B是切点,C是圆心,那么四边形PACB面积的最小值是3.三、解答题1.点P(a,b)在直线x+y+1=0上,求a²+b²-2a-2b+2的最小值。
高中数学第四章圆与方程单元质量评估习题(含解析)新人教A版必修2
第四章单元质量评估时间:120分钟 满分:150分一、选择题(每小题5分,共60分)1.圆x 2+y 2=4与圆x 2+y 2-6x +8y -24=0的位置关系是( C ) A .相交 B .相离 C .内切 D .外切解析:圆x 2+y 2=4的圆心为A (0,0),半径为r =2,圆x 2+y 2-6x +8y -24=0的圆心为B (3,-4),半径为R =7,因为|AB |=5=R -r =7-2,故两圆内切.2.直线x +y -1=0被圆(x +1)2+y 2=3截得的弦长等于( B ) A. 2 B .2 C .2 2 D .4解析:由题意,得圆心为(-1,0),半径r =3,弦心距d =|-1+0-1|12+12=2,所以所求的弦长为2r 2-d 2=2,选B.3.以点A (1,-2),B (3,4)为直径端点的圆的方程是( D ) A .(x -2)2+(y +1)2=10 B .(x -2)2+(y -1)2=10 C .(x -2)2+(y +1)2=10 D .(x -2)2+(y -1)2=10 解析:圆心为⎝⎛⎭⎪⎫1+32,-2+42,即(2,1),r =12|AB |=10,故方程为(x -2)2+(y -1)2=10. 4.已知圆x 2+y 2=4与圆x 2+y 2-6x +6y +14=0关于直线l 对称,则直线l 的方程是( D )A .x -2y +1=0B .2x -y -1=0C .x -y +3=0D .x -y -3=0解析:两圆关于直线l 对称,则直线l 为两圆圆心连线的垂直平分线.圆x 2+y 2=4的圆心为O (0,0),圆x 2+y 2-6x +6y +14=0的圆心为P (3,-3),则线段OP 的中点为M ⎝⎛⎭⎫32,-32,其斜率k OP =-1,则直线l 的斜率为k =1,故直线l 的方程为y -⎝⎛⎭⎫-32=x -32,即x -y -3=0.5.已知a ,b 是方程x 2-x -2=0的两个不等实数根,则点P (a ,b )与圆C :x 2+y 2=8的位置关系是( A )A .点P 在圆内B .点P 在圆上C .点P 在圆外D .无法确定解析:因为a ,b 是方程x 2-x -2=0的两个不等实数根,所以⎩⎪⎨⎪⎧a +b =1,ab =-2,所以a 2+b 2=(a +b )2-2ab =1+22<8,由此可知,点P (a ,b )在圆内.故选A.6.已知圆C :x 2+y 2-4x -2y +1=0,直线l :3x -4y +m =0,圆上存在两点到直线l 的距离为1,则m 的取值范围是( C )A .(-17,-7)B .(3,13)C .(-17,-7)∪(3,13)D .[-17,-7]∪[3,13]解析:当圆心到直线的距离d 满足r -1<d <r +1时,圆上存在两个点到直线的距离为1,即满足1<|2+m |5<3,解得m ∈(-17,-7)∪(3,13).7.若直线l :y =kx +1(k <0)与圆C :(x +2)2+(y -1)2=2相切,则直线l 与圆D :(x -2)2+y 2=3的位置关系是( A )A .相交B .相切C .相离D .不确定解析:依题意,直线l 与圆C 相切,则|-2k -1+1|k 2+1=2,解得kk <0,所以k =-1,于是直线l 的方程为x +yD (2,0)到直线l 的距离d =|2+0-1|2=22<3,所以直线l 与圆D 相交,故选A.8.点P (4,-2)与圆x 2+y 2=4上任意一点连线的中点的轨迹方程是( A ) A .(x -2)2+(y +1)2=1 B .(x -2)2+(y +1)2=4 C .(x +4)2+(y -2)2=4 D .(x +2)2+(y -1)2=1解析:设圆上任意一点为Q (x 0,y 0),PQ 的中点为M (x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧x =4+x2,y =-2+y 02,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=2x -4,y 0=2y +2,又因为点Q 在圆x 2+y 2=4上,所以x 20+y 20=4,即(2x -4)2+(2y +2)2=4,即(x -2)2+(y +1)2=1,故选A.9.设点M (x 0,1),若在圆O :x 2+y 2=1上存在点N ,使得∠OMN =45°,则x 0的取值范围是( A )A .[-1,1] B.⎣⎡⎦⎤-12,12 C .[-2,2] D.⎣⎡⎦⎤-22,22 解析:当点M 的坐标为(1,1)时,圆上存在点N (1,0),使得∠OMN =45°,所以x 0=1符合题意,故排除B ,D ;当点M 的坐标为(2,1)时,|OM |=3,过点M 作圆O 的一条切线MN ′,连接ON ′,则在Rt △OMN ′中,sin ∠OMN ′=33<22,则∠OMN ′<45°,故此时在圆O 上不存在点N ,使得∠OMN =45°,即x 0=2不符合题意,排除C ,故选A.10.在平面直角坐标系中,圆M 的方程为x 2+(y -4)2=4,若直线x +my +2=0上至少存在一点P ,使得以该点为圆心,2为半径的圆与圆M 有公共点,则m 的取值范围是( D )A.⎣⎡⎭⎫-34,0B.⎣⎡⎭⎫-34,+∞C.⎝⎛⎦⎤0,34D.⎝⎛⎦⎤-∞,34 解析:依题意,圆M 的圆心为M (0,4),半径rx +my +2=0上至少存在一点P ,使得以该点为圆心,2为半径的圆与圆M 有公共点,则在直线l 上至少存在一点P ,使得|MP |≤2+2成立,又点M 到直线l 的距离为|4m +2|m 2+1,则|4m +2|m 2+1≤4,解得m ≤34,故选D.11.从点A (-2,1)发出的光线l 经过x 轴反射,其反射光线所在直线正好与圆M :x 2+y 2-4x -6y +9=0相切,则所有反射光线所在直线的斜率之和为( B )A.43B.83C .2D .4 解析:圆M :x 2+y 2-4x -6y +9=0可化为(x -2)2+(y -3)2=4,圆心为M (2,3),半径rA (-2,1)关于x 轴的对称点为A ′(-2,-1),则可设反射光线所在的直线方程为y +1=k (x +2),即kx -y +2kM 相切,得|2k -3+2k -1|k 2+1=2,即3k 2-8k +3=0,由根与系数的关系,得该方程的两根之和为83,即所有反射光线所在直线的斜率之和为83,故选B.12.如图,已知直线y =34x -3与x 轴、y 轴分别交于A ,B 两点,点P 是以C (0,1)为圆心,1为半径的圆上的一动点,连接P A ,PB ,则△P AB 的面积的最大值是( C )A .8B .12 C.212D.172解析:易得A (4,0),B (0,-3),即|OA |=4,|OB |=3,所以|AB |=5.根据题意分析,可知要使△P AB 的面积最大,则需使点P 到直线AB 的距离最远,所以点P 在过点C 的AB 的垂线上.因为直线AB 的方程可化为3x -4y -12=0,所以点C 到直线AB 的距离为|-4-12|(-4)2+32=165,所以点P 到直线AB 的距离为1+165=215,所以△P AB 的面积的最大值为12×5×215=212,故选C.二、填空题(每小题5分,共20分)13.若圆C 的半径为1,其圆心与点(1,0)关于直线y =x 对称,则圆C 的标准方程为x 2+(y -1)2=1.解析:因为点(1,0)关于直线y =x 对称的点的坐标为(0,1),所以所求圆的圆心为(0,1),半径为1,于是圆C 的标准方程为x 2+(y -1)2=1.14.设直线y =x +2a 与圆C :x 2+y 2-2ay -2=0相交于A ,B 两点,若|AB |=23,则圆C 的面积为4π.解析:圆C 的方程可化为x 2+(y -a )2=a 2+2,可得圆心的坐标为C (0,a ),半径r =a 2+2,所以圆心到直线x -y +2a =0的距离为|-a +2a |2=|a |2,所以⎝⎛⎭⎫|a |22+(3)2=(a 2+2)2,解得a 2=2,所以圆C 的半径为2,所以圆C 的面积为4π.15.点M (4,-3,5)到x 轴的距离为m ,到xOy 坐标平面的距离为n ,则m 2+n =39. 解析:由题意,得m 2=(-3)2+52=34,n =5,所以m 2+n =39.16.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 |=4.解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,0),D (x 4,0),由x -3y +6=0,得x =3y -6,代入圆的方程,并整理,得y 2-33y +6=0,解得y 1=23,y 2=3,所以x 1=0,x 2=-3,所以直线AC 的方程为y -23=-3x ,令y =0得x 3=2,直线BD 的方程为y -3=-3(x +3),令y =0得x 4=-2,则|CD |=|x 3-x 4|=4.三、解答题(写出必要的计算步骤,只写最后结果不得分,共70分)17.(10分)已知圆M :(x -1)2+(y -1)2=4,直线l 过点P (2,3),且与圆M 交于A ,B 两点,且|AB |=23,求直线l 的方程.解:当直线l 的斜率k 存在时,设直线l 的方程为y -3=k (x -2), 即kx -y +3-2k =0. 如图,作MC ⊥AB 于点C .在Rt △MBC 中,BC =3,MB =2,MC =MB 2-BC 2=1,圆心M (1,1)到直线l 的距离为d =|k -1+3-2k |k 2+1=1,解得k =34.因此,所求直线l 的方程为3x -4y +6=0;当直线l 的斜率不存在时,此时直线l 的方程为x =2,圆心到此直线的距离也是1,所以符合题意;故所求直线l 的方程为3x -4y +6=0或x =2.18.(12分)已知圆M :x 2+(y -4)2=4,P 是直线l :x -2y =0上的动点,过点P 作圆M 的切线P A ,切点为A .当切线P A 的长度为23时,求点P 的坐标.解:由题可知圆M 的圆心为M (0,4),半径r =2.设P (2b ,b ),因为P A 是圆M 的一条切线,所以∠MAP =90°. 在Rt △MAP 中,|MP |2=|AM |2+|AP |2,故|MP |=22+(23)2=4.又|MP |=(0-2b )2+(4-b )2=5b 2-8b +16,所以5b 2-8b +16=4,解得b =0或85.所以点P 的坐标为(0,0)或⎝⎛⎭⎫165,85.19.(12分)已知圆M 经过A (1,-2),B (-1,0)两点,且在两坐标轴上的四个截距之和是2.(1)求圆M 的方程;(2)若P ⎝⎛⎭⎫2,12为圆内一点,求过点P 被圆M 截得的弦长最短时的直线l 的方程. 解:(1)设圆M 的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,令y =0,得x 2+Dx +F =0,圆在x 轴上的截距之和为x 1+x 2=-D ;令x =0,得y 2+Ey +F =0,圆在y 轴上的截距之和为y 1+y 2=-E .由题意有-D -E =2,即D +E =-2.①又A (1,-2),B (-1,0)两点在圆上,则⎩⎪⎨⎪⎧1+4+D -2E +F =0,1-D +F =0,即⎩⎪⎨⎪⎧D -2E +F +5=0,-D +F +1=0.② 联立①②,解得D =-2,E =0,F =-3,于是所求圆M 的方程为x 2+y 2-2x -3=0. (2)设直线l 的斜率为k l .由(1)知,圆M 的方程为(x -1)2+y 2=4,圆心M (1,0). 当直线l 过定点P ⎝⎛⎭⎫2,12,且与过此点的圆的半径垂直时,l 被圆截得的弦长最短,此时直线MP 的斜率k MP =12-02-1=12, 所以k l =-1k MP =-2,于是直线l 的方程为y -12=-2(x -2),即4x +2y -9=0.20.(12分)已知圆C :(x +2)2+y 2=2.(1)求与圆C 相切,且在x 轴、y 轴上的截距相等的直线l 的方程;(2)从圆C 外一点P 作圆C 的一条切线,切点为M ,O 为坐标原点,若|PM |=|PO |,求点P 的轨迹方程,并求此轨迹被圆x 2+y 2=1所截得的弦长.解:(1)依题意,可知在x 轴、y 轴上的截距相等的直线l 分两种情况: ①直线l 过原点,可设直线l 的方程为y =kx ,即kx -y =0,所以|-2k |k 2+1=2,解得k=±1,即直线l 的方程为x -y =0或x +y =0;②直线l 不过原点,可设l 的方程为x a +ya=1(a ≠0),即x +y -a =0,所以|-2-a |2=2,解得a =0(舍去)或a =-4,即直线l 的方程为x +y +4=0.所以直线l 的方程为x -y =0或x +y =0或x +y +4=0.(2)设P (x ,y ),由|PM |=|PO |,|PM |2=|PC |2-|CM |2,得x 2+y 2=(x +2)2+y 2-2,化简得点P 的轨迹方程为x =-12.于是直线x =-12被圆x 2+y 2=1所截得的弦长为212-⎝⎛⎭⎫122= 3.21.(12分)在直角坐标系xOy 中,曲线y =x 2+mx -2与x 轴交于A ,B 两点,点C 的坐标为(0,1),当m 变化时,解答下列问题:(1)能否出现AC ⊥BC 的情况?说明理由;(2)证明过A ,B ,C 三点的圆在y 轴上截得的弦长为定值.解:(1)不能出现AC ⊥BC 的情况,理由如下:设A (x 1,0),B (x 2,0),则x 1,x 2满足x 2+mx -2=0,所以x 1x 2=-2.又C 的坐标为(0,1),故AC 的斜率与BC 的斜率之积为-1x 1·-1x 2=-12,所以不能出现AC⊥BC 的情况.(2)证明:BC 的中点坐标为⎝⎛⎭⎫x 22,12,可得BC 的中垂线方程为y -12=x 2⎝⎛⎭⎫x -x 22. 由(1)可得x 1+x 2=-m ,所以AB 的中垂线方程为x =-m2.联立⎩⎨⎧x =-m 2,y -12=x 2⎝⎛⎭⎫x -x 22,又x 22+mx 2-2=0,可得⎩⎨⎧x =-m 2,y =-12.所以过A ,B ,C 三点的圆的圆心坐标为⎝⎛⎭⎫-m 2,-12,半径r =m 2+92.故圆在y 轴上截得的弦长为2 r 2-⎝⎛⎭⎫m 22=3,即过A ,B ,C 三点的圆在y 轴上截得的弦长为定值.22.(12分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知以M 为圆心的圆M :x 2+y 2-12x -14y +60=0及其上一点A (2,4).(1)设圆N 与x 轴相切,与圆M 外切,且圆心N 在直线x =6上,求圆N 的标准方程; (2)设平行于OA 的直线l 与圆M 相交于B ,C 两点,且BC =OA ,求直线l 的方程. 解:(1)圆M 的标准方程为(x -6)2+(y -7)2=25,其圆心M (6,7),半径为5. 由圆心N 在直线x =6上,可设N (6,y 0).因为圆N 与x 轴相切,与圆M 外切,所以0<y 0<7,于是圆N 的半径为y 0,从而7-y 0=5+y 0,解得y 0=1.因此,圆N 的标准方程为(x -6)2+(y -1)2=1.(2)如图,因为直线l ∥OA ,所以直线l 的斜率为4-02-0=2.设直线l 的方程为y =2x +m ,即2x -y +m =0,则圆心M 到直线l 的距离d =|2×6-7+m |5=|m +5|5.因为BC =OA =22+42=25,而MC 2=d 2+⎝⎛⎭⎫BC 22,所以25=(m +5)25+5,解得m =5或m =-15.故直线l 的方程为2x -y +5=0或2x -y -15=0.。
必修二第四章《圆与方程》单元测试题及答案
A . 3x — y — 5=B . 3x + y — 7= 0D . x — 3y + 1= 03.若直线(1 + a)x + y + 1 = 0与圆x 2 + y 2— 2x = 0相切,则a 的值为()B . 2,— 2C . 15.点M (3,— 3,1)关于xOz 平面的对称点是( )B. . 13C . 10D. 107.若直线y = kx + 1与圆x 2+ y 2= 1相交于P 、Q 两点,且/ POQ = 120°其中0为坐标原点), 则k 的值为( )A. .3B. 2C. 3或—3D. 2和—2吉林省德惠市实验中学2014-2015学年必修二第四章单元测试题(时间:120分钟 总分:150分) 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 、选择题(本大题共 一项是符合题目要求的 1已知两圆的方程是 ) x 2 + y 2= 1和x 2+ y 2— 6x — 8y + 9= 0,那么这两个圆的位置关系是 A •相离 B •相交 C .外切 2 .过点(2,1)的直线中,被圆 D .内切 x 2+ y 2— 2x + 4y = 0截得的最长弦所在的直线方程为 (C . x + 3y — 5 = 0 A . 1,— 1 4.经过圆x 2 + y 2= 10上一点A . x + ?6y — 10= 0 C . x — ',6y + 10= 0M(2 , 6)的切线方程是()B. 6x — 2y + 10= 0D . 2x + ,6y — 10= 0A . (— 3,3, — 1) (一 3,一 3,一 1)C . (3,一3,— 1)(3,3,1)6.若点A 是点B (1,2,3)关于x 轴对称的点, 点C 是点D (2, — 2,5)关于y 轴对称的点, 贝 U |AC|9. C . 直线 D .l 将圆x 2 + y 2— 2x — 4y = 0平分,且与直线 x + 2y = 0垂直,则直线I 的方程是(2x — y = 0B . 2x — y — 2= 0O 1: x 2 + y 2+ 4x — 4y + 7= 0 和圆 10. 圆x 2 + y 2— (4m + 2)x — 2my + 4m 2 + 4m + 1 = 0的圆心在直线 x + y — 4 = 0上,那么圆的面 积为()A . 9 nB . nC . 2 nD .由m 的值而定11. 当点P 在圆x 2 + y 2 = 1上变动时,它与定点 Q(3,0)的连结线段PQ 的中点的轨迹方程是 ( )2 2 2 2A . (x + 3) + y = 4B . (x — 3) + y = 1C . (2x — 3)2 + 4y 2= 1D . (2x + 3)2 + 4y 2= 112.曲线y = 1+ 4 — x 2与直线y = k(x — 2) + 4有两个交点,则实数 k 的取值范围是()A . (0,寻)B .请‘+^ )1 3 5 3 C .(3,4】 D .(正,4】二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,满分20分,把答案填在题中横线上)13. _______________________________________________________________ 圆x 2 + y 2= 1上的点到直线3x + 4y — 25= 0的距离最小值为 _________________________________ . 14. __________________________________________________ 圆心为(1,1)且与直线x + y = 4相切的圆的方程是 _________________________________________ .15 .方程x 2 + y 2 + 2ax — 2ay = 0表示的圆,①关于直线y = x 对称;②关于直线x + y = 0对称; ③其圆心在x 轴上,且过原点;④其圆心在y 轴上,且过原点,其中叙述正确的是 ______________ 16 .直线x + 2y = 0被曲线x 2+ y 2— 6x — 2y — 15= 0所截得的弦长等于 ___________ . 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)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.O 2: x 2 + y 2— 4x — 10y + 13= 0都相切的直线条数是 与圆C . x + 2y — 3 = 0D . x — 2y + 3= 018 . (12 分)已知圆M : x2+ y2—2mx+ 4y+ m2— 1 = 0与圆N: x2+ y2+ 2x + 2y—2 = 0 相交于A,B两点,且这两点平分圆N的圆周,求圆M的圆心坐标.19 . (12 分)已知圆C1: x2+ y2—3x—3y+ 3= 0,圆C2:x2+ y2—2x—2y= 0,求两圆的公共弦所在的直线方程及弦长.20. (12分)已知圆C:X2+ y2+ 2x—4y+ 3= 0,从圆C外一点P向圆引一条切线,切点为M , O 为坐标原点,且有|PM|=|PO|,求|PM|的最小值.21. (12 分)已知O C: (x—3)2+ (y—4)2= 1,点A( —1,0), B(1,0),点P 是圆上动点,求d= |PA f + |PB|2的最大、最小值及对应的P点坐标.22. (12 分)已知曲线C: x2+ y2+ 2kx+ (4k + 10)y+ 10k + 20= 0,其中心―1.(1) 求证:曲线C表示圆,并且这些圆心都在同一条直线上;(2) 证明曲线C过定点;⑶若曲线C与x轴相切,求k的值.答案:1•解析:将圆x 2 +寸—6x — 8y + 9= 0,化为标准方程得(x — 3)2 + (y — 4)2= 16.二两圆的圆心距 0-3 2+ 0-4 2 = 5,又门+匕=5,「.两圆外切.答案:C 2•解析:依题意知,所求直线通过圆心(1,— 2),由直线的两点式方程得 严!= ㈡,即3x1 +2 2— 1—y — 5= 0.答案:A3•解析:圆x 2+ y 2— 2x = 0的圆心C(1,0),半径为1,依题意得卩+ a + 02+11= 1,即|a + 2| =寸(1 + a )+ 1a + 1 2+ 1,平方整理得a =— 1.答案:D4. 解析:•••点M(2, 6)在圆x 2 + y 2= 10上,k oM =专,二过点M 的切线的斜率为k =—£,2 3故切线方程为y — 6 =— f(x — 2),即2x + ■,6y — 10= 0.答案:D 5.解点M(3 , — 3,1)关于xOz 平面的对称点是(3,3,1).答案:D 6.解析:依题意得点 A(1 ,— 2 , — 3) , C( — 2 , — 2 , — 5).二 |AC| = —2— 1 2+ — 2 + 2 2+ — 5 + 3 2= . 13.答案:B答案:C 8.解析:两圆的方程配方得,O 1: (x + 2)2+(y— 2)2= 1,。
2019-2020年高中数学必修二第四章《圆与方程》整章测试卷及答案解析
第 1 页 共 5 页 2019-2020年高中数学必修二第四章《圆与方程》整章测试卷第Ⅰ卷(选择题,共60分)一、选择题(本大题共12小题,每题5分,共60分)1.已知圆的方程是(x -2)2+(y -3)2=4,则点P(3,2)( )A .是圆心B .在圆上C .在圆内D .在圆外 答案 C解析 因为(3-2)2+(2-3)2=2<4,所以P 在圆内且不是圆心.故选C.2.圆x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F>0)关于直线x +y =0对称,则下列等式中成立的是( )A .D +E +F =0B .D +F =0C .D +E =0D .E +F =0 答案 C解析 因为圆心为(-D 2,-E 2),又因为x +y =0为直径所在的直线,所以-D 2-E 2=0,所以D +E =0.故选C.3.由直线y =x +1上的一点向圆(x -3)2+y 2=1引切线,则切线的最小值为( )A .1B .2 2 C.7D .3 答案 C解析 设P(x 0,y 0)为直线y =x +1上一点,圆心C(3,0)到P 点的距离为d ,切线长为l ,则l =d 2-1.当d 最小时,l 最小.当PC 垂直于直线y =x +1时,d 最小,此时d =2 2.l min =(22)2-1=7.4.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23时,a 的值为( )A. 2B .2- 2 C.2-1D.2+1 答案 C解析 因为22-(3)2=1,所以圆心(a ,2)到直线l 的距离为1,即|a -2+3|12+(-1)2=1,所以。
2019-2020学年高中数学必修二《第4章圆与方程》章节测试卷及答案解析
2019-2020学年高中数学必修二《第4章圆与方程》章节测试卷一.选择题(共40小题)1.圆心为(1,1)且过原点的圆的标准方程是()A.(x﹣1)2+(y﹣1)2=1B.(x+1)2+(y+1)2=1C.(x+1)2+(y+1)2=2D.(x﹣1)2+(y﹣1)2=22.过点A(﹣3,0)、B(3,0)、C(0,1)的圆的标准方程为()A.x2+(y﹣4)2=25B.x2+(y+4)2=25C.(x+4)2+y2=1D.(x﹣4)2+y2=173.圆心为点(3,4)且过点(0,0)的圆的方程是()A.x2+y2=25B.x2+y2=5C.(x﹣3)2+(y﹣4)2=25D.(x+3)2+(y+4)2=254.点(1,1)在圆(x﹣a)2+(y+a)2=4的内部,则a的取值范围是()A.﹣1<a<1B.0<a<1C.a<﹣1或a>1D.a=±15.点P(2,5)与圆x2+y2=24的位置关系是()A.在圆外B.在圆内C.在圆上D.不确定6.已知A(﹣2,0),B(2,0),点P在圆(x﹣3)2+(y﹣4)2=4上运动,则|P A|2+|PB|2的最小值是()A.22B.10C.36D.267.已知圆的方程为x2+y2﹣2x+4y+2=0,则圆的半径为()A.3B.9C .D.±38.圆:x2+y2﹣4x+6y=0的圆心坐标和半径分别为()A.(﹣2,3),13B.(﹣2,3),C.(2,﹣3),D.(2,﹣3),13 9.已知圆心(﹣2,1),其一条直径的两个端点恰好在两坐标轴上,则这个圆的方程是()A.x2+y2+4x﹣2y﹣5=0B.x2+y2﹣4x+2y﹣5=0C.x2+y2+4x﹣2y=0D.x2+y2﹣4x+2y=010.已知△ABC的周长为12,且A(﹣2,0),B(2,0),则顶点C的轨迹方程为()A .+=1(y≠0)B .﹣=1(y≠0)第1 页共22 页。
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吉林省德惠市实验中学2014-2015学年必修二第四章单元测试题(时间:120分钟总分: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.已知两圆的方程是x2+y2=1和x2+y2-6x-8y+9=0,那么这两个圆的位置关系是() A.相离B.相交C.外切D.内切2.过点(2,1)的直线中,被圆x2+y2-2x+4y=0截得的最长弦所在的直线方程为() A.3x-y-5=0 B.3x+y-7=0C.x+3y-5=0 D.x-3y+1=03.若直线(1+a)x+y+1=0与圆x2+y2-2x=0相切,则a的值为()A.1,-1 B.2,-2C.1 D.-14.经过圆x2+y2=10上一点M(2,6)的切线方程是()A.x+6y-10=0 B.6x-2y+10=0C.x-6y+10=0 D.2x+6y-10=05.点M(3,-3,1)关于xOz平面的对称点是()A.(-3,3,-1) B.(-3,-3,-1)C.(3,-3,-1) D.(3,3,1)6.若点A是点B(1,2,3)关于x轴对称的点,点C是点D(2,-2,5)关于y轴对称的点,则|AC|=()A.5 B.13C.10 D.107.若直线y=kx+1与圆x2+y2=1相交于P、Q两点,且∠POQ=120°(其中O为坐标原点),则k的值为()A. 3B. 2C.3或- 3D.2和- 28.与圆O1:x2+y2+4x-4y+7=0和圆O2:x2+y2-4x-10y+13=0都相切的直线条数是()A.4 B.3C.2 D.19.直线l将圆x2+y2-2x-4y=0平分,且与直线x+2y=0垂直,则直线l的方程是() A.2x-y=0 B.2x-y-2=0C.x+2y-3=0 D.x-2y+3=010.圆x 2+y 2-(4m +2)x -2my +4m 2+4m +1=0的圆心在直线x +y -4=0上,那么圆的面积为( )A .9πB .πC .2πD .由m 的值而定11.当点P 在圆x 2+y 2=1上变动时,它与定点Q (3,0)的连结线段PQ 的中点的轨迹方程是( )A .(x +3)2+y 2=4B .(x -3)2+y 2=1C .(2x -3)2+4y 2=1D .(2x +3)2+4y 2=112.曲线y =1+4-x 2与直线y =k (x -2)+4有两个交点,则实数k 的取值范围是( )A .(0,512)B .(512,+∞)C .(13,34]D .(512,34]二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,满分20分,把答案填在题中横线上) 13.圆x 2+y 2=1上的点到直线3x +4y -25=0的距离最小值为____________. 14.圆心为(1,1)且与直线x +y =4相切的圆的方程是________.15.方程x 2+y 2+2ax -2ay =0表示的圆,①关于直线y =x 对称;②关于直线x +y =0对称;③其圆心在x 轴上,且过原点;④其圆心在y 轴上,且过原点,其中叙述正确的是__________. 16.直线x +2y =0被曲线x 2+y 2-6x -2y -15=0所截得的弦长等于__________. 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)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.18.(12分)已知圆M :x 2+y 2-2mx +4y +m 2-1=0与圆N :x 2+y 2+2x +2y -2=0相交于A ,B 两点,且这两点平分圆N 的圆周,求圆M 的圆心坐标.19.(12分)已知圆C 1:x 2+y 2-3x -3y +3=0,圆C 2:x 2+y 2-2x -2y =0,求两圆的公共弦所在的直线方程及弦长.20.(12分)已知圆C:x2+y2+2x-4y+3=0,从圆C外一点P向圆引一条切线,切点为M,O为坐标原点,且有|PM|=|PO|,求|PM|的最小值.21.(12分)已知⊙C:(x-3)2+(y-4)2=1,点A(-1,0),B(1,0),点P是圆上动点,求d=|P A|2+|PB|2的最大、最小值及对应的P点坐标.22.(12分)已知曲线C:x2+y2+2kx+(4k+10)y+10k+20=0,其中k≠-1.(1)求证:曲线C表示圆,并且这些圆心都在同一条直线上;(2)证明曲线C过定点;(3)若曲线C与x轴相切,求k的值.答案:1.解析:将圆x 2+y 2-6x -8y +9=0,化为标准方程得(x -3)2+(y -4)2=16.∴两圆的圆心距(0-3)2+(0-4)2=5,又r 1+r 2=5,∴两圆外切.答案:C2.解析:依题意知,所求直线通过圆心(1,-2),由直线的两点式方程得y +21+2=x -12-1,即3x-y -5=0.答案:A3.解析:圆x 2+y 2-2x =0的圆心C (1,0),半径为1,依题意得|1+a +0+1|(1+a )2+1=1,即|a +2|=(a +1)2+1,平方整理得a =-1.答案:D 4.解析:∵点M (2,6)在圆x 2+y 2=10上,k OM =62,∴过点M 的切线的斜率为k =-63, 故切线方程为y -6=-63(x -2),即2x +6y -10=0.答案:D 5.解析:点M (3,-3,1)关于xOz 平面的对称点是(3,3,1).答案:D6.解析:依题意得点A (1,-2,-3),C (-2,-2,-5).∴|AC |=(-2-1)2+(-2+2)2+(-5+3)2=13.答案:B7.解析:由题意知,圆心O (0,0)到直线y =kx +1的距离为12,∴11+k 2=12,∴k =±3.答案:C8.解析:两圆的方程配方得,O 1:(x +2)2+(y -2)2=1,O 2:(x -2)2+(y -5)2=16,圆心O 1(-2,2),O 2(2,5),半径r 1=1,r 2=4,∴|O 1O 2|=(2+2)2+(5-2)2=5,r 1+r 2=5.∴|O 1O 2|=r 1+r 2,∴两圆外切,故有3条公切线.答案:B9.解析:依题意知,直线l 过圆心(1,2),斜率k =2,∴l 的方程为y -2=2(x -1),即2x -y =0.答案:A10.解析:∵x 2+y 2-(4m +2)x -2my +4m 2+4m +1=0,∴[x -(2m +1)]2+(y -m )2=m 2.∴圆心(2m +1,m ),半径r =|m |.依题意知2m +1+m -4=0,∴m =1.∴圆的面积S =π×12=π.答案:B11.解析:设P (x 1,y 1),Q (3,0),设线段PQ 中点M 的坐标为(x ,y ),则x =x 1+32,y =y 12,∴x 1=2x -3,y 1=2y .又点P (x 1,y 1)在圆x 2+y 2=1上,∴(2x -3)2+4y 2=1.故线段PQ 中点的轨迹方程为(2x -3)2+4y 2=1.答案:C 12.解析:如图所示,曲线y =1+4-x 2变形为x 2+(y -1)2=4(y ≥1),直线y =k (x -2)+4过定点(2,4),当直线l 与半圆相切时,有|-2k +4-1|k 2+1=2,解得k =512.当直线l 过点(-2,1)时,k =34.因此,k 的取值范围是512<k ≤34.答案:D13.解析:圆心(0,0)到直线3x +4y -25=0的距离为5,∴所求的最小值为4.答案:4 14.解析:r =|1+1-4|2=2,所以圆的方程为(x -1)2+(y -1)2=2.答案:(x -1)2+(y -1)2=215.解析:已知方程配方得,(x +a )2+(y -a )2=2a 2(a ≠0),圆心坐标为(-a ,a ),它在直线x +y =0上,∴已知圆关于直线x +y =0对称.故②正确.答案:②16.解析:由x 2+y 2-6x -2y -15=0,得(x -3)2+(y -1)2=25.圆心(3,1)到直线x +2y =0的距离d =|3+2×1|5= 5.在弦心距、半径、半弦长组成的直角三角形中,由勾股定理得,弦长=2×25-5=4 5.答案:4 517.解:解法1:连接OP ,则OP ⊥BC ,设P (x ,y ),当x ≠0时,k OP ·k AP =-1,即y x ·yx -4=-1,即x 2+y 2-4x =0①当x =0时,P 点坐标为(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).解法2:由解法1知OP ⊥AP ,取OA 中点M ,则M (2,0),|PM |=12|OA |=2,由圆的定义知,P 点轨迹方程是以M (2,0)为圆心,2为半径的圆.故所求的轨迹方程为(x -2)2+y 2=4(在已知圆内).18.解:由圆M 与圆N 的方程易知两圆的圆心分别为M (m ,-2),N (-1,-1).两圆的方程相减得直线AB 的方程为 2(m +1)x -2y -m 2-1=0. ∵A ,B 两点平分圆N 的圆周,∴AB 为圆N 的直径,∴AB 过点N (-1,-1), ∴2(m +1)×(-1)-2×(-1)-m 2-1=0, 解得m =-1.故圆M 的圆心M (-1,-2).19.解:设两圆的交点为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则A 、B 两点的坐标是方程组⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-3x -3y +3=0x 2+y 2-2x -2y =0的解,两方程相减得:x +y -3=0, ∵A 、B 两点的坐标都满足该方程, ∴x +y -3=0为所求. 将圆C 2的方程化为标准形式, (x -1)2+(y -1)2=2, ∴圆心C 2(1,1),半径r = 2.圆心C 2到直线AB 的距离d =|1+1-3|2=12,|AB |=2r 2-d 2=22-12= 6. 即两圆的公共弦长为 6.20.解:如图:PM 为圆C 的切线,则CM ⊥PM ,∴△PMC 为直角三角形,∴|PM |2=|PC |2-|MC |2.设P (x ,y ),C (-1,2),|MC |= 2. ∵|PM |=|PO |,∴x 2+y 2=(x +1)2+(y -2)2-2,化简得点P 的轨迹方程为:2x -4y +3=0.求|PM |的最小值,即求|PO |的最小值,即求原点O 到直线2x -4y +3=0的距离,代入点到直线的距离公式可求得|PM |最小值为3510.21.解:设点P 的坐标为(x 0,y 0),则d =(x 0+1)2+y 02+(x 0-1)2+y 02=2(x 02+y 02)+2.欲求d 的最大、最小值,只需求u =x 02+y 02的最大、最小值,即求⊙C 上的点到原点距离的平方的最大、最小值.作直线OC ,设其交⊙C 于P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2), 如图所示.则u 最小值=|OP 1|2=(|OC |-|P 1C |)2=(5-1)2=16. 此时,x 13=y 14=45,∴x 1=125,y 1=165.∴d 的最小值为34,对应点P 1的坐标为⎝⎛⎭⎫125,165. 同理可得d 的最大值为74,对应点P 2的坐标为⎝⎛⎭⎫185,245. 22.解:(1)证明:原方程可化为(x +k )2+(y +2k +5)2=5(k +1)2 ∵k ≠-1,∴5(k +1)2>0.故方程表示圆心为(-k ,-2k -5),半径为5|k +1|的圆.设圆心的坐标为(x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧x =-k ,y =-2k -5,消去k ,得2x -y -5=0.∴这些圆的圆心都在直线2x -y -5=0上. (2)证明:将原方程变形为(2x +4y +10)k +(x 2+y 2+10y +20)=0, ∵上式对于任意k ≠-1恒成立,∴⎩⎪⎨⎪⎧2x +4y +10=0,x 2+y 2+10y +20=0. 解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =-3.∴曲线C 过定点(1,-3). (3)∵圆C 与x 轴相切,∴圆心(-k ,-2k -5)到x 轴的距离等于半径, 即|-2k -5|=5|k +1|.两边平方,得(2k +5)2=5(k +1)2, ∴k =5±3 5.。