高中数学必修二第四章同步练习
北师大版高中数学必修二同步练习题 第4章半角公式(含答案)
3.2 半角公式必备知识基础练1.若cos θ=13,且270°<θ<360°,则cos θ2=( ) A.√33B.√63C.±√63D.-√632.已知cos(π+θ)=13,若θ是第二象限角,则tan θ2=( ) A.2√2B.√2C.-√2D.√223.设5π<θ<6π,cos θ2=a ,则sin θ4等于( ) A.-√1+a2 B.-√1-a2 C.-√1+a 2D.-√1-a 24.cos25°√1-sin40°的值为( ) A.1B.√3C.√2D.25.设函数f (x )=2cos 2x+√3sin 2x+a (a 为实常数)在区间0,π2上的最小值为-4,那么a 的值等于( ) A.4B.-6C.-4D.-36.已知180°<α<270°且sin(α+270°)=45,则sin α2= ,tan α2= . 7.化简:2sin (π-α)+sin2αcos 2α2= .关键能力提升练8.化简sin α2+cos α22+2sin 2π4−α2得( ) A.2+sin α B.2+√2sin α-π4 C.2D.2+√2sin α+π49.已知sin α=35,cos(α+β)=513,α,β均为锐角,则cos β2=( ) A.-11√130130B.11√130130 C.3√130130D.-3√13013010.已知cos θ=-725,θ∈(π,2π),则sin θ2+cos θ2的值为 . 11.某同学在一次研究性学习中发现以下规律: ①sin 60°=2tan30°1+tan 230°;②sin 120°=2tan60°1+tan 260°,请根据以上规律写出符合题意的一个等式 .(答案不唯一)学科素养创新练12.我国古代数学家赵爽利用“勾股圆方图”巧妙地证明了勾股定理,成为了我国古代数学的骄傲,后人称之为“赵爽弦图”.如图,它是由四个全等的直角三角形和中间的一个小正方形EFGH 拼成的一个大正方形ABCD ,设直角三角形AFB 中AF=a ,BF=b ,较小的锐角∠FAB=α.若(a+b )2=196,正方形ABCD 的面积为100,则cos 2α= ,sin α2-cos α2= .答案1.D 因为270°<θ<360°,所以135°<θ2<180°, 所以cos θ2=-√1+cosθ2=-√1+132=-√63.2.B 因为cos(π+θ)=13,所以cos θ=-13. 又θ是第二象限角,所以sin θ=2√23,所以tan θ2=1-cosθsinθ=√2.3.D 若5π<θ<6π,则5π2<θ2<3π,5π4<θ4<3π2,则sin θ4=-√1-cos θ22=-√1-a 2. 4.C 原式=cos 220°-sin 220°cos25°(cos20°-sin20°)=cos20°+sin20°cos25°=√2cos25°cos25°=√2.5.C f (x )=2cos 2x+√3sin 2x+a=1+cos 2x+√3sin 2x+a=2sin 2x+π6+a+1. 当x ∈0,π2时,2x+π6∈π6,7π6,∴f (x )min =2×-12+a+1=-4. ∴a=-4. 6.3√1010-3 ∵sin(α+270°)=-cos α=45,∴cos α=-45.又90°<α2<135°,∴sin α2=√1-cosα2=√1+452=3√1010,tan α2=-√1-cosα1+cosα=-√1+451-45=-3.7.4sin α2sin (π-α)+sin2αcos 2α2=2sinα+2sinαcosα12(1+cosα)=4sinα(1+cosα)1+cosα=4sin α.8.C 原式=1+2sin α2cos α2+1-cos 2π4−α2=2+sin α-cosπ2-α=2+sin α-sin α=2.9.B 因为0<α<π2,0<β<π2,所以0<α+β<π. 因为sin α=35,所以cos α=√1-sin 2α=45. 因为cos(α+β)=513,所以sin(α+β)=√1-cos 2(α+β)=1213.所以cos β=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α=513×45+1213×35=5665. 因为0<β2<π4, 所以cos β2=√1+cosβ2=11√130130.故选B .10.15 因为θ∈(π,2π),所以θ2∈π2,π,所以sin θ2=√1-cosθ2=45,cos θ2=-√1+cosθ2=-35,所以sinθ2+cosθ2=15.11.sin 30°=2tan15°1+tan215°只要符合公式sin α=2tanα21+tan2α2且有意义即可。
新人教高一数学必修2同步练习与单元测试第四章4.3.2
4.3.2 空间两点间的距离公式一、基础过关1．若A (1,3，－2)、B (－2,3,2)，则A 、B 两点间的距离为( )A.61B ．25C ．5 D.57 2．在长方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，若D (0,0,0)、A (4，0,0)、B (4,2,0)、A 1(4,0,3)，则对角线AC 1的长为( )A ．9B.29C ．5D ．2 6 3．已知点A (3,3,1)，B (1,0,5)，C (0,1,0)，则AB 的中点M 到点C 的距离|CM |等于( )A.534B.532C.532D.1324．到点A (－1，－1，－1)，B (1,1,1)的距离相等的点C (x ，y ，z )的坐标满足( )A ．x ＋y ＋z ＝－1B ．x ＋y ＋z ＝0C ．x ＋y ＋z ＝1D ．x ＋y ＋z ＝45．若点P (x ，y ，z )到平面xOz 与到y 轴距离相等，则P 点坐标满足的关系式为____________．6．已知P ⎝ ⎛⎭⎪⎫32，52，z 到直线AB 中点的距离为3，其中A (3,5，－7)，B (－2,4,3)，则z ＝________.7．在yOz 平面上求与三个已知点A (3,1,2)，B (4，－2，－2)，C (0,5,1)等距离的点的坐标．8. 如图所示，BC ＝4，原点O 是BC 的中点，点A 的坐标为(32，12，0)，点D 在平面yOz 上，且∠BDC ＝90°，∠DCB ＝30°，求AD 的长度．二、能力提升9．已知A (2,1,1)，B (1,1,2)，C (2,0,1)，则下列说法中正确的是( )A ．A 、B 、C 三点可以构成直角三角形 B ．A 、B 、C 三点可以构成锐角三角形 C ．A 、B 、C 三点可以构成钝角三角形D ．A 、B 、C 三点不能构成任何三角形10．已知A (x,5－x,2x －1)，B (1，x ＋2,2－x )，当|AB |取最小值时，x 的值为 ( )A ．19B ．－87C.87D.191411．在空间直角坐标系中，已知点A(1,0,2)，B(1，－3,1)，点M在y轴上，且M到A与到B的距离相等，则M的坐标是________．12. 在长方体ABCD—A1B1C1D1中，|AB|＝|AD|＝3，|AA1|＝2，点M在A1C1上，|MC1|＝2|A1M|，N在D1C上且为D1C的中点，求M、N两点间的距离．三、探究与拓展13．在xOy平面内的直线x＋y＝1上确定一点M，使它到点N(6,5,1)的距离最小．答案1．C 2.B 3.B 4．B 5．x 2＋z 2－y 2＝0 6.0或－47．解 设P (0，y ，z )，由题意⎩⎪⎨⎪⎧|PA |＝|PC ||PB |＝|PC | 所以⎩⎨⎧－2＋y －2＋z －2＝－2＋y －2＋z －2－2＋y ＋2＋z ＋2＝－2＋y －2＋z －2即⎩⎪⎨⎪⎧4y －z －6＝07y ＋3z －1＝0，所以⎩⎪⎨⎪⎧y ＝1z ＝－2，所以点P 的坐标是(0,1，－2)． 8．解 由题意得B (0，－2,0)，C (0,2,0)， 设D (0，y ，z )，则在Rt△BDC 中，∠DCB ＝30°， ∴BD ＝2，CD ＝23，z ＝3，y ＝－1. ∴D (0，－1，3)．又∵A (32，12，0)，∴|AD | ＝322＋12＋2＋－32＝ 6.9．A 10．C 11．(0，－1,0)12．解 如图分别以AB 、AD 、AA 1所在的直线为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系．由题意可知C (3,3,0)，D (0,3,0)，∵|DD 1|＝|CC 1|＝2，∴C 1(3,3,2)，D 1(0,3,2)，∵N 为CD 1的中点，∴N ⎝ ⎛⎭⎪⎫32，3，1. M 是A 1C 1的三等分点且靠近A 1点，∴M (1,1,2)．由两点间距离公式，得|MN |＝⎝ ⎛⎭⎪⎫32－12＋－2＋－2＝212.13．解∵点M在直线x＋y＝1(xOy平面内)上，∴可设M(x,1－x,0)．∴|MN|＝x －2＋－x－2＋－2＝x－2＋51≥51，当且仅当x＝1时取等号，∴当点M的坐标为(1,0,0)时，|MN|min＝51.。
高中数学(人教版必修2)配套练习 第四章4.2.3
4.2.3 直线与圆的方程的应用一、基础过关1．已知两点A (－2,0)，B (1,0)，如果动点P 满足|P A |＝2|PB |，则点P 的轨迹所包围的图形的面积等于( )A ．9πB ．8πC ．4πD ．π 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 ．62－2B ．8C ．4 6D ．10 3．如果实数满足(x ＋2)2＋y 2＝3，则yx的最大值为( )A. 3 B ．－ 3 C.33D ．－334．已知两点A (－2,0)，B (0,2)，点C 是圆x 2＋y 2－2x ＝0上任意一点，则△ABC 面积的最小值是( ) A ．3－ 2B ．3＋2C ．3－22D.3－225．已知圆x 2＋y 2＝9的弦PQ 的中点为M (1，2)，则弦PQ 的长为________．6．在平面直角坐标系xOy 中，已知圆x 2＋y 2＝4上有且只有四个点到直线12x －5y ＋c ＝0的距离为1，则实数c 的取值范围是________． 7．已知关于x ，y 的方程C ：x 2＋y 2－2x －4y ＋m ＝0. (1)当m 为何值时，方程C 表示圆；(2)若圆C 与直线l ：x ＋2y －4＝0相交于M ，N 两点，且|MN |＝45，求m 的值． 8. 如图所示，圆O 1和圆O 2的半径都等于1，|O 1O 2|＝4.过动点P 分别作圆O 1、圆O 2的切线PM 、PN (M 、N 为切点)，使得|PM |＝2|PN |.试建立平面直角坐标系，并求动点P 的轨迹方程． 二、能力提升9．已知集合M ＝{(x ，y )|y ＝9－x 2，y ≠0}，N ＝{(x ，y )|y ＝x ＋b }，若M ∩N ≠∅，则实数b 的取值范围是( )A ．[－32，32]B ．[－3,3]C ．(－3,32]D ．[－32，3)10．台风中心从A 地以每小时20 km 的速度向东北方向移动，离台风中心30 km 的地区为危险区，城市B 在A 地正东40 km 处，则城市B 处于危险区内的时间是( )A ．0.5 hB ．1 hC ．1.5 hD ．2 h11．一座圆拱桥，当水面在某位置时，拱顶离水面2 m ，水面宽12 m ，当水面下降1 m 后，水面宽为______米．12．等边△ABC 中，点D 、E 分别在边BC 、AC 上，且|BD |＝13|BC |，|CE |＝13|CA |，AD 、BE相交于点P，求证：AP⊥CP.三、探究与拓展13．有一种商品，A、B两地均有售且价格相同，但某居住地的居民从两地往回运时，每单位距离A地的运费是B地运费的3倍．已知A、B相距10 km，问这个居民应如何选择A 地或B地购买此种商品最合算？(仅从运费的多少来考虑)答案1．C 2．B 3．A 4．A 5．4 6．(－13,13)7．解 (1)方程C 可化为(x －1)2＋(y －2)2＝5－m ，显然当5－m >0，即m <5时，方程C 表 示圆．(2)圆的方程化为 (x －1)2＋(y －2)2＝5－m ， 圆心C (1,2)，半径r ＝5－m ，则圆心C (1,2)到直线l ：x ＋2y －4＝0的距离d ＝|1＋2×2－4|12＋22＝15.∵|MN |＝45，∴12|MN |＝25.根据圆的性质有r 2＝d 2＋⎝⎛⎭⎫12|MN |2，∴5－m ＝⎝⎛⎭⎫152＋⎝⎛⎭⎫252，得m ＝4.8．解 以O 1O 2的中点O 为原点，O 1O 2所在直线为x 轴，建立如图所示的坐标系，则 O 1(－2,0)，O 2(2,0)． 由已知|PM |＝2|PN |， ∴|PM |2＝2|PN |2. 又∵两圆的半径均为1， 所以|PO 1|2－1＝2(|PO 2|2－1)，设P (x ，y )，则(x ＋2)2＋y 2－1＝2[(x －2)2＋y 2－1]，即(x －6)2＋y 2＝33. ∴所求动点P 的轨迹方程为(x －6)2＋y 2＝33. 9．C 10．B 11．25112．证明 以B 为原点，BC 边所在直线为x 轴，线段BC 长的16为单位长，建立平面直角坐标系．则A (3,33)，B (0,0)，C (6,0)．由已知，得D (2,0)，E (5，3)．直线AD 的方程为y ＝33(x －2)．直线BE 的方程为y ＝35(x －5)＋ 3.解以上两方程联立成的方程组，得x ＝157，y ＝373.所以，点P 的坐标是(157，373)．直线PC 的斜率k PC ＝－39.因为k AD k PC ＝33×(－39)＝－1， 所以，AP ⊥CP .13．解 以AB 所在的直线为x 轴，AB 的中点为原点建立直角坐标系．|AB |＝10，所以A (－5，0)，B (5,0)，设P (x ，y )是区域分界线上的任一点，并设从B 地运往P 地的单位距离运费为a ，即从B 地运往P 地的运费为|PB |·a ，则A 地的运费为|P A |·3a ，当运费相等时，就是|PB |·a ＝3a ·|P A |，即3(x ＋5)2＋y 2＝(x －5)2＋y 2，整理得(x ＋254)2＋y 2＝(154)2.①所以在①表示的圆周上的居民可任意选择在A 地或B 地购买，在圆内的居民应选择在A 地购买，在圆外的居民应选择在B 地购买．小课堂：如何培养中学生的自主学习能力？自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式。
人教A版高中同步学案数学选择性必修第二册精品习题课件 第四章 综合训练
( + ) = + + + ⋯ + + ,则( + ) − () = + + + ⋯ + + − (
+ + + ⋯ + − ) = + + + + + + + + ,则从 = 到
) + =
−
−
+ = .
5.用数学归纳法证明1 + 2 + 22 + ⋯ + 25−1 ( ∈ ∗ )能被31整除时,从 = 到
= + 1添加的项数为() C
A.7
B.6
C.5
D.4
[解析]设() = + + + ⋯ + − ,假设当 = 时,
(
−
)
+(
−
)
+
8.[2023新高考Ⅰ]设 为数列{ }的前项和，设甲：{ }为等差数列；乙：{ }为等差
数列，则() C
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
[解析]甲：{ }为等差数列，设其首项为 ，公差为，则 = +
[解析]设等差数列{ }的公差为,因为 ∈ ∗ 时,( + ) < + ,即
新人教高一数学必修2同步练习与单元测试第四章4.3.1.doc
1 §4.3空间直角坐标系4.3.1空间直角坐标系一、基础过关1．点P(5,0，－2)在空间直角坐标系中的位置是() A．y轴上B．xOy平面上C．xOz平面上D．x轴上2．设y∈R，则点P(1，y,2)的集合为() A．垂直于xOz平面的一条直线B．平行于xOz平面的一条直线C．垂直于y轴的一个平面D．平行于y轴的一个平面3．已知空间直角坐标系中有一点M(x，y，z)满足x>y>z，且x＋y＋z＝0，则M点的位置是() A．一定在xOy平面上B．一定在yOz平面上C．一定在xOz平面上D．可能在xOz平面上4．在空间直角坐标系中，点P(3,4,5)关于yOz平面的对称点的坐标为() A．(－3,4,5) B．(－3，－4,5)C．(3，－4，－5) D．(－3,4，－5)5．在空间直角坐标系中，点A(1,2，－3)关于x轴的对称点为________．6．点P(－3,2,1)关于Q(1,2，－3)的对称点M的坐标是________．7．已知正方体ABCD－A1B1C1D1，E、F、G分别是DD1、BD、BB1的中点，且正方体棱长为1.请建立适当坐标系，写出正方体各顶点及E、F、G的坐标．8. 如图所示，长方体ABCD－A1B1C1D1的对称中心为坐标原点O，交于同一顶点的三个面分别平行于三个坐标平面，顶点A(－2，－3，－1)，求其它7个顶点的坐标．二、能力提升9．在空间直角坐标系中，P(2,3,4)、Q(－2，－3，－4)两点的位置关系是() A．关于x轴对称B．关于yOz平面对称C．关于坐标原点对称D．以上都不对10．如图，在正方体ABCD—A′B′C′D′中，棱长为1，|BP|＝13|BD′|，则P点的坐标为()2A.⎝⎛⎭⎫13，13，13B.⎝⎛⎭⎫23，23，23C.⎝⎛⎭⎫13，23，13D.⎝⎛⎭⎫23，23，1311．连接平面上两点P 1(x 1，y 1)、P 2(x 2，y 2)的线段P 1P 2的中点M 的坐标为⎝⎛⎭⎫x 1＋x 22，y 1＋y 22，那么，已知空间中两点P 1(x 1，y 1，z 1)、P 2(x 2，y 2，z 2)，线段P 1P 2的中点M 的坐标为_________． 12. 如图所示，AF 、DE 分别是⊙O 、⊙O 1的直径，AD 与两圆所在的平面均垂直，AD ＝8.BC 是⊙O 的直径，AB ＝AC ＝6，OE ∥AD ，试建立适当的空间直角坐标系，求出点A 、B 、C 、D 、E 、F 的坐标．三、探究与拓展13. 如图所示，四棱锥P －ABCD 的底面ABCD 是边长为1的菱形，∠BCD ＝60°，E 是CD 的中点，P A ⊥底面ABCD ，P A ＝2.试建立适当的空间直角坐标系，求出A 、B 、C 、D 、P 、E 的坐标．3 答案1．C 2．A 3．D 4．A 5.(1，－2,3) 6.(5,2，－7)7．解 如图所示，建立空间直角坐标系，则A (1,0,0)，B (1,1,0)，C (0,1,0)，D (0,0,0)，A 1(1,0,1)，B 1(1,1,1)，C 1(0,1,1)，D 1(0,0,1)，E ⎝⎛⎭⎫0，0，12，F ⎝⎛⎭⎫12，12，0，G ⎝⎛⎭⎫1，1，12. 8．解 长方体的对称中心为坐标原点O ，因为顶点坐标A (－2，－3，－1)，所以A关于原点的对称点C 1的坐标为(2,3,1)． 又因为C 与C 1关于坐标平面xOy 对称， 所以C (2,3，－1)．而A 1与C 关于原点对称，所以A 1(－2，－3,1)．又因为C 与D 关于坐标平面xOz 对称，所以D (2，－3，－1)． 因为B 与C 关于坐标平面yOz 对称，所以B (－2,3，－1)． B 1与B 关于坐标平面xOy 对称，所以B 1(－2,3,1)． 同理D 1(2，－3,1)．综上可知长方体的其它7个顶点坐标分别为：C 1(2,3,1)，C (2,3，－1)，A 1(－2，－3,1)，B (－2,3，－1)，B 1(－2,3,1)，D (2，－3，－1)，D 1(2，－3,1)． 9．C 10．D11.⎝⎛⎭⎫x 1＋x 22，y 1＋y 22，z 1＋z 2212．解 因为AD 与两圆所在的平面均垂直，OE ∥AD ，所以OE 与两圆所在的平面也都垂直． 又因为AB ＝AC ＝6，BC 是圆O 的直径，所以△BAC 为等腰直角三角形且AF ⊥BC ，BC ＝6 2. 以O 为原点，OB 、OF 、OE 所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，则原点O 及A 、B 、C 、D 、E 、F 各个点的坐标分别为O (0,0,0)、A (0，－32，0)、B (32，0,0)、C (－32，0,0)、D (0，－32，8)、E (0,0,8)、F (0,32，0)．13．解 如图所示，以A 为原点，以AB 所在直线为x 轴，AP 所在直线为z 轴，过点A 与xAz 平面垂直的直线为y 轴，建立空间直角坐标系．则相关各点的坐标分别是A (0,0,0)，B (1,0,0)，C (32，32，0)，D (12，32，0)，P(0,0,2)， E (1，32，0)．。
高二数学人教A版选择性必修第二册第四章4.3.2等比数列前n项和公式的应用-同步练习及解析答案
高中数学人教A 版（新教材）选择性必修第二册4.3.2第2课时 等比数列前n 项和公式的应用一、选择题1．等比数列{a n }的前n 项和为S n ，且4a 1，2a 2，a 3成等差数列．若a 1＝1，则S 4等于( ) A ．7 B ．8 C ．15 D ．162．设{a n }是由正数组成的等比数列，S n 为其前n 项和．已知a 2a 4＝1，S 3＝7，则S 5等于( ) A ．152 B ．314 C ．334 D ．1723．设各项都是正数的等比数列{a n }，S n 为其前n 项和，且S 10＝10，S 30＝70，那么S 40等于( ) A ．150B ．－200C ．150或－200D ．4004．设数列{x n }满足log 2x n ＋1＝1＋log 2x n (n ∈N *)，且x 1＋x 2＋…＋x 10＝10 ，记{x n }的前n 项和为S n ，则S 20等于( ) A ．1 025B ．1 024C ．10 250D ．20 2405．已知公差d ≠0的等差数列{a n } 满足a 1＝1，且a 2，a 4－2，a 6成等比数列，若正整数m ，n 满足m －n ＝10，则a m －a n ＝( ) A ．30B ．20C ．10D ．5或406．(多选题)已知S n 是公比为q 的等比数列{a n }的前n 项和，若q ≠1，m ∈N *，则下列说法正确的是( ) A ．S 2m S m ＝a 2ma m ＋1B ．若S 6S 3＝9，则q ＝2C ．若S 2m S m ＝9，a 2m a m ＝5m ＋1m －1，则m ＝3，q ＝2D ．若a 6a 3＝9，则q ＝37．在各项都为正数的数列{a n }中，首项a 1＝2，且点(a 2n ，a 2n －1)在直线x －9y ＝0上，则数列{a n }的前n 项和S n 等于( ) A ．3n－1 B ．1－(－3)n 2C ．1＋3n 2D ．3n 2＋n 2二、填空题8．在数列{a n }中，a n ＋1＝ca n (c 为非零常数)，且前n 项和为S n ＝3n ＋k ，则实数k ＝________. 9．等比数列{a n }共有2n 项，它的全部各项的和是奇数项的和的3倍，则公比q ＝________. 10．设{a n }是公差不为零的等差数列，S n 为其前n 项和．已知S 1，S 2，S 4成等比数列，且a 3＝5，则数列{a n }的通项公式为a n ＝________.11．等比数列{a n }的首项为2，项数为奇数，其奇数项之和为8532，偶数项之和为2116，则这个等比数列的公比q ＝________，又令该数列的前n 项的积为T n ，则T n 的最大值为________． 12．设数列1，(1＋2)，(1＋2＋22)，…，(1＋2＋22＋…＋2n －1)，…的第n 项为a n ，前n 项和为S n ，则a n ＝________，S n ＝________. 三、解答题13．一个项数为偶数的等比数列，全部项之和为偶数项之和的4倍，前3项之积为64，求该等比数列的通项公式．14．在等差数列{a n }中，a 2＝4，a 4＋a 7＝15. (1)求数列{a n }的通项公式；(2)设b n ＝2a n －2＋n ，求b 1＋b 2＋b 3＋…＋b 10的值．15．设数列{a n }的前n 项和为S n .已知S 2＝4，a n ＋1＝2S n ＋1，n ∈N *. (1)求通项公式a n ；(2)求数列{|a n －n －2|}的前n 项和．参考答案一、选择题 1．答案：C解析：由题意得4a 2＝4a 1＋a 3，∴4a 1q ＝4a 1＋a 1q 2， ∴q ＝2，∴S 4＝1·(1－24)1－2＝15.]2．答案：B解析：显然公比q ≠1，由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 1q ·a 1q 3＝1，a 1(1－q 3)1－q＝7，解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＝4，q ＝12或⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝9，q ＝－13(舍去)，∴S 5＝a 1(1－q 5)1－q ＝4⎝⎛⎭⎫1－1251－12＝314.]解析：依题意，数列S 10，S 20－S 10，S 30－S 20，S 40－S 30成等比数列， 因此有(S 20－S 10)2＝S 10(S 30－S 20)．即(S 20－10)2＝10(70－S 20)，解得S 20＝－20或S 20＝30， 又S 20＞0，因此S 20＝30，S 20－S 10＝20，S 30－S 20＝40， 故S 40－S 30＝80，S 40＝150.故选A. 4．答案：C解析：∵log 2x n ＋1＝1＋log 2x n ＝log 2(2x n )，∴x n ＋1＝2x n ，且x n >0， ∴{x n }为等比数列，且公比q ＝2，∴S 20＝S 10＋q 10S 10＝10＋210×10＝10 250，故选C.] 5．答案：A解析：设等差数列的公差为d ，因为a 2，a 4－2，a 6成等比数列，所以(a 4－2)2＝a 2·a 6， 即(a 1＋3d －2)2＝(a 1＋d )·(a 1＋5d )，即(3d －1)2＝(1＋d )·(1＋5d )，解得d ＝0或d ＝3，因为公差d ≠0，所以d ＝3，所以a m －a n ＝a 1＋(m －1)d －a 1－(n －1)d ＝(m －n )d ＝10d ＝30，故选A.] 6．答案：ABC解析：[∵q ≠1，∴S 2m S m ＝a 1(1－q 2m )1－q a 1(1－q m )1－q ＝1＋q m.而a 2m a m ＝a 1q 2m －1a 1qm －1＝q m ，∴A 正确；B 中，m ＝3，∴S 6S 3＝q 3＋1＝9，解得q ＝2.故B 正确；C 中，由S 2m S m ＝1＋q m ＝9，得q m ＝8.又a 2ma m ＝q m ＝8＝5m ＋1m －1，得m ＝3，q ＝2，∴C 正确；D 中，a 6a 3＝q 3＝9，∴q ＝39≠3，∴D 错误，故选ABC.]7．答案：A解析：由点(a 2n ，a 2n －1)在直线x －9y ＝0上，得a 2n －9a 2n －1＝0，即(a n ＋3a n －1)(a n －3a n －1)＝0，又数列{a n }各项均为正数，且a 1＝2，∴a n ＋3a n －1＞0，∴a n －3a n －1＝0，即a n a n －1＝3，∴数列{a n }是首项a 1＝2，公比q ＝3的等比数列，其前n 项和S n ＝a 1(1－q n )1－q ＝2×(3n －1)3－1＝3n－1.]二、填空题解析：由a n ＋1＝ca n 知数列{a n }为等比数列．又∵S n ＝3n ＋k ， 由等比数列前n 项和的特点S n ＝Aq n －A 知k ＝－1.] 9.答案：2解析：设{a n }的公比为q ，则奇数项也构成等比数列，其公比为q 2，首项为a 1， S 2n ＝a 1(1－q 2n )1－q ，S 奇＝a 1[1－(q 2)n ]1－q 2.由题意得a 1(1－q 2n )1－q ＝3a 1(1－q 2n )1－q 2，∴1＋q ＝3，∴q ＝2.10．答案：2n －1解析：设等差数列{a n }的公差为d ，(d ≠0)， 则S 1＝5－2d ，S 2＝10－3d ，S 4＝20－2d ，因为S 22＝S 1·S 4，所以(10－3d )2＝(5－2d )(20－2d )，整理得5d 2－10d ＝0，∵d ≠0，∴d ＝2， a n ＝a 3＋(n －3)d ＝5＋2(n －3)＝2n －1.] 11．答案：122解析：设数列{a n }共有2m ＋1项，由题意得S 奇＝a 1＋a 3＋…＋a 2m ＋1＝8532，S 偶＝a 2＋a 4＋…＋a 2m ＝2116，S 奇＝a 1＋a 2q ＋…＋a 2m q ＝2＋q (a 2＋a 4＋…＋a 2m )＝2＋2116q ＝8532， ∴q ＝12，∴T n ＝a 1·a 2·…·a n ＝a n 1q 1＋2＋…＋n －1＝232n －n 22，故当n ＝1或2时，T n取最大值，为2.] 12．答案：2n －1 2n ＋1－n －2 解析：因为a n ＝1＋2＋22＋…＋2n －1＝1－2n 1－2＝2n－1， 所以S n ＝(2＋22＋23＋…＋2n )－n ＝2(1－2n )1－2－n ＝2n ＋1－n －2. 三、解答题13．解：设数列{a n }的首项为a 1，公比为q ，全部奇数项、偶数项之和分别记为S 奇，S 偶， 由题意，知S 奇＋S 偶＝4S 偶，即S 奇＝3S 偶． ∵数列{a n }的项数为偶数，∴q ＝S 偶S 奇＝13.又a 1·a 1q ·a 1q 2＝64，∴a 31·q 3＝64，得a 1＝12.故所求通项公式为a n ＝12×⎝⎛⎭⎫13n －1.14．解：(1)设等差数列{a n }的公差为d .由已知得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＋d ＝4，(a 1＋3d )＋(a 1＋6d )＝15，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝3，d ＝1.所以a n ＝a 1＋(n －1)d ＝n ＋2. (2)由(1)可得b n ＝2n ＋n ， 所以b 1＋b 2＋b 3＋…＋b 10＝(2＋1)＋(22＋2)＋(23＋3)＋…＋(210＋10) ＝(2＋22＋23＋…＋210)＋(1＋2＋3＋…＋10) ＝2(1－210)1－2＋(1＋10)×102＝(211－2)＋55 ＝211＋53＝2 101.15．解：(1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＋a 2＝4，a 2＝2a 1＋1，则⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝1，a 2＝3.又当n ≥2时，由a n ＋1－a n ＝(2S n ＋1)－(2S n －1＋1)＝2a n ，得a n ＋1＝3a n ，故a n ＝3n －1(n ≥2，n ∈N *)，又当n ＝1时也满足a n ＝3n －1， 所以数列{a n }的通项公式为a n ＝3n －1，n ∈N *. (2)设b n ＝|3n －1－n －2|，n ∈N *，b 1＝2，b 2＝1.当n ≥3时，由于3n －1＞n ＋2，故b n ＝3n －1－n －2，n ≥3. 设数列{b n }的前n 项和为T n ，则T 1＝2，T 2＝3.n ≥3时，T n ＝3＋9(1－3n －2)1－3－(n －2)(3＋n ＋4)2＝3n －n 2－5n ＋112.∴T n＝⎩⎪⎨⎪⎧2， n ＝1，3， n ＝2，3n－n 2－5n ＋112，n ≥3.集合间的基本关系例1 确定整数x 、y ，使得{2,}{7,4}x x y +=.例2 例1 写出集合{,,}a b c 的所有的子集，并指出其中哪些是它的真子集.变式：写出集合{0,1,2}的所有真子集组成的集合. 例3 判断下列集合间的关系：（1）{|32}A x x =->与{|250}B x x =-≥；（2）设集合A ={0,1}，集合{|}B x x A =⊆，则A 与B 的关系如何？ 说明 判断两个集合之间的关系时，（1）若能用列举法表示出集合，则可根据各个集合的元素构成情况直接判断；（2）若不能用列举法表示集合，则可以根据（集或真子集的）定义进行判断.空集：不含有任何元素的集合称为空集（empty set ），记作：∅. 并规定：空集是任何集合的子集，是任何非空集合的真子集.例4 已知集合{}2|(2)430,A x a x x x =-+-=∈R 有且仅有两个子集，求实数a 的取值范围，并写出集合A 的子集.说明 一般，若集合含有n 个元素，则共有2n 个子集（21n -个真子集），其中有一个是空集.例5 已知集合{}260P x x x =+-=∣，{10}Q x ax =+=∣.若Q P ⊆，求满足条件时实数a 的所有取值组成的集合.说明 解决此类问题的一般步骤有：第一步，化简集合，即尽可能地将给定的集合化简，这样我们就能搞清楚集合的元素是什么；第二步，根据子集或真子集的定义，分别写出子集或真子集（不要遗忘空集）； 第三步，根据子集或真子集的不同情况分别进行分类讨论.例5 已知集合{}510|<+<=ax x A ，⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<-=221|x x B .（1）若A B ⊆，求a 的取值范围. （2）若B A ⊆，求a 的取值范围.（3）集合A 与集合B 能否相等？若能，求出a 的值；若不能，说明理由.例6 已知2{|0}A x x px q =++=，2{|320}B x x x =-+=且A B ⊆，求实数p 、q 所满足的条件学习检测1.用适当的符号填空：{1,}1-________{}2|10,x x x -=∈R ； {0}________{}2|10,x x x +=∈R .2.集合{1,2,3}的子集共有________个.3.写出集合{(2,1),(1,2)}--的所有子集：________________________.4.已知集合{1,3,}{3,4}A m B =-=，.若B A ⊆，则实数m =________.5.已知集合{|12}{|}A x x B x x a =<<=>，，B={x |x >a }.若A ⫋B ，则实数a 的取值范围是_____________.6.满足{}a ⫋{,,}M a b c ⊆的所有集合M 共有_________个.7.已知集合A B A C ⊆⊆，，且{0,1,2,3,4,5}B =，{}0,2,4,6,8C =，则满足条件的所有集合A 共有______.8.已知a 、b ∈R ，集合{1,,}A a b a =+，0,,bB b a⎧⎫=⎨⎬⎩⎭.若A B =，则b a -的值是（ ） A.1； B.-1； C.2； D.-2.9.已知集合{}2230A y y y =--=∣，{}220B x x ax b =-+=∣（a 、b 均为实数）.若非空集合B A ⊆，则a b +的值是（ ）A.12或-2；B.-2或0；C.2或2或0；D.12或-2或010.若1,1x A A x∈∈-且,则称集合A 为“和谐集”.已知集合1122,1,,0,1,,,2,3,223M ⎧⎫=---⎨⎬⎩⎭，则集合M 的子集中，“和谐集”的个数为11.已知集合{}52|≤<-=x x A ，{}121|-<≤+=m x m x B ，且B A ⊆.求实数m 的取值范围并用集合表示.12.给定集合A 和B ，定义运算“⊗”：{|,,}A B x x m n m A n B ⊗==-∈∈.若{}4,5,6A =，{}1,2,3B =：（1）写出A B ⊗，并求集合A B ⊗中的所有元素之和；（2）写出集合A B ⊗的所有子集.13.已知集合}),12(51{Z k k x x M ∈+==，},5154{Z k k x x N ∈±==,则集合NM ,之间的关系为（ ）A N M ⊆ B M N ⊆ C N M = D N M ≠14、已知集合B A ⊆，},)412({Z k k x x B ∈+==π,},)214({Z k k x x C ∈+==π,那么集合A 与C 的关系为_____15、设集合{}240A x x x =+=，(){}222110B x x a x a =+++-=，A B ⊆求实数a的取值范围。
高中数学必修二第四章同步练习(含答案)
4.1.1 圆的标准方程1、到原点的距离等于4的动点的轨迹方程是（ ）A 、x 2+y 2=4B 、 x 2+y 2=16C 、x 2+y 2=2D 、()224(4)16x y -+-=2、已知圆的方程是()222(3)4x y -+-=，则点P （1，2）满足( )A 、是圆心B 、在圆上C 、在圆内D 、在圆外3、已知圆心在点P(－2,3)，并且与y 轴相切，则该圆的方程是（ ）A 、()222(3)4x y -++=B 、()222(3)4x y ++-=C 、()222(3)9x y -++=D 、()222(3)9x y ++-=4、方程()22()0x a y b -++=表示的图形是（ ）A 、以(a,b)为圆心的圆B 、点(a,b)C 、(－a,－b)为圆心的圆D 、点(－a,－b5、圆的方程是(x －1)(x+2)+(y －2)(y+4)=0，则圆心的坐标是( )A 、(1,－1)B 、(12,－1) C 、(－1,2) D 、(－12,－1)、6、方程y=( )A 、一条射线B 、一个圆C 、两条射线D 、半个圆7、（x-3）2 +（y+2）2 =13的周长是（ ）A B 、 C 、 2π D 、8、过点C （-1，1）和D （1，3），圆心在x 轴上的圆的方程为（ ）A 、22(2)10x y +-=B 、22(2)10x y ++=C 、22(2)10x y ++=D 、22(2)10x y -+=9、直线y=3x 绕原点按逆时针方向旋转300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二、填空题10、如果一个圆的圆心在（2，4）点，并且经过点（0，3），那么这个圆的方程是----------------------------------------------。
11、222()()x a y b r -+-=过原点的条件是 。
人教版高中数学选择性必修第二册4.1 数列的概念 同步练习(含解析)
第四章数列4.1数列的概念基础过关练题组一对数列概念的理解1.下列说法正确的是()A.数列1,3,5,7可以表示为{1,3,5,7}B.数列-2,-1,0,1,2与数列2,1,0,-1,-2是相同的数列C.数列若用图象表示,从图象看都是一群孤立的点D.数列的项数一定是无限的2.下列数列中,既是无穷数列又是递增数列的是()A.1,13,132,133,…B.sinπ13,sin2π13,sin3π13,sin4π13,…C.-1,-12,-13,-14,…D.1,2,3,4,…,30题组二数列的通项公式及其应用3.已知数列{a n}的通项公式为a n=1+(−1) +12,n∈N*,则该数列的前4项依次为(深度解析)A.1,0,1,0B.0,1,0,1C.12,0,12,0D.2,0,2,04.数列{a n}的通项公式为a n=3 +1, 为奇数,2 -2, 为偶数,则a2a3=()A.70B.28C.20D.85.(2020山东菏泽高二上期中)已知数列1,3,5,7,…,2 -1,若35是这个数列的第n项,则n=()A.20B.21C.22D.236.(2020河南郑州八校高二上期中)已知函数f(x)=(3- ) -3, ≤7,-6,x>7,若数列{a n}满足a n=f(n)(n∈N*),且{a n}是递增数列,则实数a的取值范围是(易错)C.(2,3)D.(1,3)7.(多选)下列四个命题中,正确的有()A.k项为1+1B.已知数列{a n}的通项公式为a n=n2-n-50,n∈N*,则-8是该数列的第7项C.数列3,5,9,17,33,…的一个通项公式为a n=2n-1D.数列{a n}的通项公式为a n= +1,n∈N*,则数列{a n}是递增数列8.写出下列各数列的一个通项公式:(1)4,6,8,10,…;(2)12,34,78,1516,3132,…;(3)-1,85,-157,249,…;(4)5,55,555,5555,….9.已知a n=9 (n+1)10 (n∈N*),则数列{a n}中有没有最大项?如果有,求出最大项;如果没有,请说明理由.10.在数列{a n}中,a n=n2-kn(n∈N*),且{a n}为单调递增数列,求实数k的取值范围.题组三数列的递推公式及其应用11.已知a n+1-a n-3=0,n∈N*,则数列{a n}是()A.递增数列B.递减数列C.常数列D.不能确定12.若数列{a n}满足a1=1,a n+1=3a n+1,则a4=()A.7B.13C.40D.12113.若数列{a n}满足a1=2,a n+1=1+ 1− ,则a2021的值为()A.2B.-3C.-12D.1314.下列给出的图形中,星星的个数构成一个数列,则该数列的一个递推公式可以是()A.a n+1=a n+n,n∈N*B.a n=a n-1+n,n∈N*,n≥2C.a n+1=a n+(n+1),n∈N*,n≥2D.a n=a n-1+(n-1),n∈N*,n≥215.数列{a n}中,若a n+1= 2 +1(n∈N*),a1=1,则a n=.16.已知数列{a n}中,a1a2…a n=n2(n∈N*),则a9=.题组四数列的前n项和公式及其应用17.已知数列{a n}的前n项和S n=n2-n(n∈N*),则a5=()A.6B.8C.12D.20∈N*),S n=10,则n等18.已知数列{a n}的前n项和为S n,若a n于()A.90B.119C.120D.12119.已知数列{a n}的前n项和为S n,求数列{a n}的通项公式.(1)S n=2n-1,n∈N*;(2)S n=2n2+n+3,n∈N*.易错20.设数列{a n}的前n项和为S n,且S n=An2+Bn+C,A≠0.(1)当A=2,C=0,且a2=-10时,求数列{a n}的通项公式;(2)设{a n}的各项均为负实数,当a1=-36,a3=-9时,求实数A的取值范围.能力提升练题组一数列的通项公式及其应用1.(2020天津静海一中高二上期中,)设a n=1 +1+1 +2+1 +3+…+12 (n∈N*),那么a n+1-a n等于()A.12 +1B.12 +2C.12 +1+12 +2D.12 +1-12 +22.(2020山东滨州高二上期中,)数列2,0,2,0,…的通项公式可以是()A.a n=2( =2 +1, ∈N*)0( =2 , ∈N*)B.a n=2sin∈N*)C.a n=(-1)n+1(n∈N*)D.a n=cos nπ+1(n∈N*)3.(2020辽宁沈阳东北育才学校高二上期中,)已知数列{a n}的通项公式为a n= 2+130(n∈N*),且数列{a n}从第n项起单调递减,则n的最小值为()A.11B.12C.13D.不存在4.(2020山东滕州一中高二上阶段检测,)已知数列{a n}的通项公式为a n=2020−22021−2 ,且存在正整数T,S,使得a T≤a n≤a S对任意的n∈N*恒成立,则T+S=()A.15B.17C.19D.215.(多选)()若数列{a n}满足:对任意正整数n,{a n+1-a n}为递减数列,则称数列{a n}为“差递减数列”.给出下列数列{a n}(n∈N*),其中是“差递减数列”的有()A.a n=3nB.a n=n2+1C.a n=D.a n=ln +1题组二数列的递推公式及其应用6.(2020辽宁省实验中学高二上期中,)已知数列{a n}满足a n+1=2 ,0≤ <12,2 -1,12≤ <1,若a1=67,则a2020的值为()A.37B.47C.57D.677.(2020浙江浙南名校联盟高二上期中联考,)已知数列{a n}对任意的n∈N*都有a n+1< + +22,且a1+a2+…+a9=9,则下列说法正确的是()A.数列{a n+1-a n}为单调递减数列,且a5>1B.数列{a n+1-a n}为单调递增数列,且a5>1C.数列{a n+1-a n}为单调递减数列,且a5<1D.数列{a n+1-a n}为单调递增数列,且a5<18.()在数列{a n}中,a1=2,a n+1=a n+ln1+∈N*),则a n=.9.(2020湖南娄底高二上期中,)若数列{a n}满足(n-1)a n=(n+1)a n-1(n≥2,n∈N*),且a1=1,则a100=.10.(2020黑龙江牡丹江一中高二上期末,)分形几何学是一门以不规则几何形态为研究对象的几何学,它的创立,为解决传统科学众多领域的难题提供了全新的思路.如图是按照一定的分形规律生长成的一个树形图,则第13行中实心圆点的个数是.题组三数列的前n项和公式及其应用11.(2020山东淄博一中高二上期中,)若数列{an}的通项公式是a n=(-1)n(3n-2)(n∈N*),则S10=()A.15B.12C.-12D.-1512.(2020福建福州高三上期末质量检测,)已知S n为数列{a n}的前n 项和,若a1=52,且a n+1(2-a n)=2(n∈N*),则S21=.13.(2020广东中山高二上期末统考,)若数列{an}满足a n+a n+1= +1- -1(n∈N*),其前n项和为S n,且S99=311,则a100=.14.()设数列{a n}满足a1+3a2+5a3+…+(2n-1)a n=2n(n∈N*).(1)求数列{a n}的通项公式;(2)n项和为S n,求证:S n<23.答案全解全析基础过关练1.C A中,{1,3,5,7}表示集合,不是数列;B中,两个数列中包含的数虽然相同,但排列顺序不同,不是相同的数列;D中,数列的项数可以是有限的也可以是无限的.故选C.2.C数列1,13,132,133,…是无穷数列,但它不是递增数列,而是递减数列;数列sinπ13,sin2π13,sin3π13,sin4π13,…是无穷数列,但它不是递增数列;数列-1,-12,-13,-14,…是无穷数列,也是递增数列;数列1,2,3,4,…,30是递增数列,但不是无穷数列.故选C.3.A解法一:由a n=1+(−1) +12,n∈N*,n分别取1,2,3,4,可得a1=1,a2=0,a3=1,a4=0.故选A.解法二:因为当n∈N*且n为奇数时,1+(-1)n+1=2,当n∈N*且n为偶数时,1+(-1)n+1=0,所以数列{a n}的奇数项的值为1,偶数项的值为0,故该数列的前4项依次为1,0,1,0.方法技巧当一个数列中的项的系数出现“+”“-”相间时,应先把符号分离出来,可用(-1)n或(-1)n+1表示.4.C由通项公式得a2=2×2-2=2,a3=3×3+1=10,所以a2·a3=20.5.D由题意得,2 -1=35,即2n-1=45,解得n=23,故选D.6.C根据题意,得a n=f(n)=(3- ) -3, ≤7, ∈N*,a n-6,n>7,n∈N*,要使{a n}是递增数列,需满足3− >0, >1,(3- )×7-3< 8−6,解得2<a<3.故选C.易错警示分段数列的单调性与相应分段函数的单调性有所不同,分段数列还要使得两段之间满足一定的条件,如本题中数列{a n }递增需满足a 7<a 8,而函数f(x)递增则需满足7(3-a)-3≤a 7-6,二者有较大的区别.7.ABD 对于A,k 项为1+1,A 正确;对于B,令n 2-n-50=-8,得n=7或n=-6(舍去),B 正确;对于C,将3,5,9,17,33,…的各项减去1,得2,4,8,16,32,…,设该数列为{b n },则其通项公式为b n =2n (n ∈N *),因此数列3,5,9,17,33,…的一个通项公式为a n =b n +1=2n +1(n ∈N *),C 错误;对于D,a n = +1=1-1 +1,则a n+1-a n =1 +1-1 +2=1( +1)( +2)>0,因此数列{a n }是递增数列,D 正确.故选ABD.8.解析(1)易知该数列是首项从4开始的偶数,所以该数列的一个通项公式为a n =2n+2,n ∈N *.(2)易知该数列中每一项分子比分母少1,且分母可写成21,22,23,24,25,…,故所求数列的通项公式可写为a n =2 -12 ,n ∈N *.(3)通过观察可知,该数列中的奇数项为负,偶数项为正,故选择(-1)n .又第1项可改写成分数-33,所以每一项的分母依次为3,5,7,9,…,可写成2n+1的形式.分子为3=1×3,8=2×4,15=3×5,24=4×6,……,可写成n(n+2)的形式.所以该数列的一个通项公式为a n =(-1)n · ( +2)2 +1,n ∈N *.(4)这个数列的前4项可以变为59×9,59×99,59×999,59×9999,即59×(10-1),59×(100-1),59×(1000-1),59×(10000-1),即59×(10-1),59×(102-1),59×(103-1),59×(104-1),所以它的一个通项公式为a n=59×(10n-1),n∈N*.9.解析解法一:由a n=9 (n+1)10 (n∈N*)得,a n+1-a n=9 +1(n+2)10 +1-9 (n+1)10 =9 (8-n)10 +1,n∈N*.当n<8时,a n+1-a n>0,即a n+1>a n,即{a n}在n<8时单调递增;当n=8时,a n+1-a n=0,即a n+1=a n,得a8=a9;当n>8时,a n+1-a n<0,即a n+1<a n,即{a n}在n>8时单调递减.所以数列{a n}的最大项是第8项或第9项,即a8=a9=99108.解法二:设a n为最大项,则 ≥ -1,≥ +1(n≥2,n∈N*),≥9 -1·n10 -1,≥9 +1(n+2)10 +1,解得8≤n≤9.又因为n∈N*,所以n=8或n=9,故{a n}的最大项为a8=a9=99108.10.解析由a n=n2-kn,得a n+1=(n+1)2-k(n+1),所以a n+1-a n=(n+1)2-k(n+1)-n2+kn=2n+1-k.因为{a n}为单调递增数列,所以a n+1-a n>0,即2n+1-k>0(n∈N*)恒成立,即k<2n+1(n∈N*)恒成立,所以k<3,所以k的取值范围为(-∞,3).11.A∵a n+1-a n=3>0,n∈N*,∴a n+1>a n,即该数列中的每一项均小于它的后一项,因此数列{a n}是递增数列,故选A.12.C由题意得,a2=3a1+1=4,a3=3a2+1=13,a4=3a3+1=40.故选C.13.A∵a1=2,∴a2=1+21−2=-3,从而a3=1+(−3)1−(−3)=-12,a4=13,a5=1+131−13=2=a1.∴{a n}是以4为周期的数列,又2021=505×4+1,∴a2021=a1=2,故选A.14.B由题中图形知,a1=1,a2=a1+2,a3=a2+3,a4=a3+4,故选B.15.答案12 -1解析由已知得,a2=13,a3=15,a4=17,a5=19,……,以此类推,可得a n=12 -1(n∈N*).16.答案8164解析由题意得,a1a2…a8=82,①a1a2…a9=92,②②÷①得,a9=9282=8164.17.B由S n=n2-n得,S5=52-5=20,S4=42-4=12,∴a5=S5-S4=20-12=8.故选B.18.C∵a n+ +1= +1- ,∴S n=(2-1)+(3-2)+…+( +1- )= +1-1=10,∴n+1=121,∴n=120.19.解析(1)∵S n=2n-1(n∈N*),∴当n=1时,a1=S1=2-1=1;当n≥2时,a n=S n-S n-1=2n-1-(2n-1-1)=2n-1.经检验,当n=1时,符合上式,∴a n=2n-1(n∈N*).(2)∵S n=2n2+n+3(n∈N*),∴当n=1时,a1=S1=2×12+1+3=6;当n≥2时,a n=S n-S n-1=2n2+n+3-[2(n-1)2+(n-1)+3]=4n-1.经检验,当n=1时,不符合上式,∴a n=6( =1),4 -1( ≥2, ∈N*).易错警示由数列{a n}的前n项和S n求通项公式时,要注意验证当n=1时的情况.若a1=S1适合a n(n≥2,n∈N*)的表达式,则通项公式可以合并,否则就写成分段的形式.20.解析(1)由题意得,当A=2,C=0时,S n=2n2+Bn.则当n≥2时,a n=S n-S n-1=2n2+Bn-[2(n-1)2+B(n-1)]=4n+(B-2).又a2=-10,∴a2=8+(B-2)=-10,∴B=-16,∴a n=4n-18(n≥2,n∈N*),当n=1时,可得a1=S1=2×12+(-16)×1=-14.经检验,当n=1时,符合a n=4n-18,∴a n=4n-18,n∈N*.(2)由题意得,当n≥2时,a n=S n-S n-1=2An+(B-A),∴a3=6A+(B-A)=5A+B=-9.∴B=-5A-9,∴a n=2An+(B-A)=2An-6A-9(n≥2,n∈N*),若{a n}的各项均为负实数,则A<0,∴a n=2An-6A-9在n≥2时单调递减,又∵a1=-36<0,∴只需a2<0即可,即a2=4A-6A-9<0,∴A>-92.故实数A的取值范围为-92<A<0.能力提升练1.D∵a n=1 +1+1 +2+1 +3+…+12 ,∴a n+1=1 +2+1 +3+…+12 +12 +1+12 +2,∴a n+1-a n=12 +1+12 +2-1 +1=12 +1-12 +2.2.B选项A中,n取不到1,其通项公式中不含a1,A错误;选项B中,当n是奇数时,a n=2×1=2,当n是偶数时,a n=2×0=0,B正确;选项C中,a1=0≠2,C错误;选项D中,a1=cosπ+1=0≠2,D错误.故选B.3.A∵a n= 2+130,∴a n+1= +1( +1)2+130,∴a n+1-a n= +12+2n+131- 2+130=- 2-n+130( 2+2n+131)( 2+130).由数列{a n}从第n项起单调递减可得a n+1-a n<0,即-n2-n+130<0,n∈N*.即n2+n-130>0,解得n<-1-5212或n>521-12,又n∈N*,∴n>521-12.∵22<521<23,∴10.5<521-12<11,∴n≥11,∴a11>a12>a13>…,即从第11项起,{a n}单调递减,∴n的最小值为11,故选A.4.D依题意得,a n=2020−22021−2 =1-12021−2 =1+12 -2021,∴当n≥11(n∈N*)时,2n≥211=2048,数列{a n}递减,且a n>1,∴(a n)max=a11,当n≤10(n∈N*)时,2n≤210=1024,数列{a n}递减,且a n<1,∴(a n)min=a10,∴a10≤a n≤a11,∴T+S=21,故选D.5.CD选项A,由a n=3n,得a n+1-a n=3,则{a n+1-a n}为常数列,不满足“差递减数列”的定义;选项B,由a n=n2+1,得a n+1-a n=(n+1)2+1-n2-1=2n+1,则{a n+1-a n}为递增数列,不满足“差递减数列”的定义;选项C,由a n= ,得a n+1-a n= +1- =显然{a n+1-a n}为递减数列,满足“差递减数列”的定义;选项D,由a n=ln +1,得a n+1-a n=ln +1 +2-ln +1=ln( +1)2 ( +2)=ln1+随着n的增大,此值变小,所以{a n+1-a n}为递减数列,满足“差递减数列”的定义.故选CD.6.D依题意得,a2=2a1-1=2×67-1=57,a3=2a2-1=2×57-1=37,a4=2a3=2×37=67=a1,∴数列{a n}是以3为周期的周期数列.∵2020=3×673+1,∴a2020=a1=67.故选D.7.D∵数列{a n}对任意n∈N*都有a n+1< + +22,∴a n+2-a n+1>a n+1-a n,∴{a n+1-a n}为单调递增数列.∴a6-a5>a5-a4,即a4+a6>2a5,a7-a6>a4-a3,即a3+a7>a4+a6,同理可得,2a5<a4+a6<a3+a7<a2+a8<a1+a9.∴a1+a2+a3+…+a9=(a1+a9)+(a2+a8)+(a3+a7)+(a4+a6)+a5>9a5,即9a5<9,∴a5<1,故选D.8.答案2+ln n解析由a n+1=a n+ln1+得a n+1-a n=ln +1 =ln(n+1)-ln n,∴a n=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(a n-a n-1)=2+(ln2-ln1)+(ln3-ln2)+…+[ln n-ln(n-1)]=2+ln n(n∈N*).9.答案5050解析由(n-1)a n=(n+1)a n-1,得 -1= +1 -1(n≥2,n∈N*),则a100=a1· 2 1· 3 2·…· 100 99=1×31×42×…×10199=5050.10.答案144解析不妨构造数列{a n}表示第n行实心圆点的个数,由题图可得每一个实心圆点的下一行均分为一个实心圆点与一个空心圆点,每个空心圆点下一行均为实心圆点.故从第三行开始,每行的实心圆点数均为前两行实心圆点数之和.易知a1=0,a2=1,且n≥3时,a n=a n-1+a n-2,故第1行到第13行中实心圆点的个数分别为0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144.11.A依题意得,a2n=6n-2,a2n-1=-6n+5,∴a2n-1+a2n=3,即a1+a2=a3+a4=a5+a6=a7+a8=a9+a10=3,∴S10=a1+a2+…+a10=3×5=15,故选A.12.答案83解析由a n+1(2-a n)=2,得a n+1=22− ,又a 1=52,所以a 2=22− 1=-4,a 3=22− 2=13,a 4=22− 3=65,a 5=22− 4=52=a 1,所以数列{a n }是周期为4的数列,因为21=4×5+1,所以a 21=a 1=52,所以S 21=5(a 1+a 2+a 3+a 4)+a 21-4+13+5+52=83.13.答案10-311解析∵a n +a n+1= +1- -1(n ∈N *),∴a 1+a 2=2-0,a 3+a 4=4-2,a 5+a 6=6-4,……a 99+a 100=100-98,∴S 100=a 1+a 2+a 3+a 4+…+a 99+a 100=(2-0)+(4-2)+(6-4)+…+(100-98)=100-0=10,又S 99=311,∴a 100=S 100-S 99=10-311.14.解析(1)由数列{a n }满足a 1+3a 2+5a 3+…+(2n-1)a n =2n(n ∈N *),①得当n ≥2时,a 1+3a 2+5a 3+…+(2n-3)a n-1=2(n-1),②①-②得(2n-1)a n =2(n ≥2,n ∈N *),即a n =22 -1(n ≥2,n ∈N *),经检验,当n=1时,a 1=2,满足上式,所以a n =22 -1,n ∈N *.(2)证明:设c n = 2 +3,由(1)可知,c n =22 -12 +3=2(2 -1)(2 +3)=12∴S n=c1+c2+…+c n=121−55-9…2 -3-2 +1= 1212 +12 +3=23-14 +2-14 +6=23-2 +2(2 +1)(2 +3),∵n∈N*,∴S n<23.。
新人教必修2高中数学同步练习与单元检测第四章 章末检测(B).doc
第四章 章末检测(B)(时间：120分钟 满分：150分)一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分)1．若过点(1,2)总可以作两条直线与圆x 2＋y 2＋kx ＋2y ＋k 2－15＝0相切，则实数k 的取值范围是( )A ．k >2B ．－3<k <2C ．k <－3或k >2D ．以上都不对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，－12，12 D ．(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＝0B ．4x ＋y －4＝0C ．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＝0B ．a 2＋2a ＋2b ＋5＝0C ．a 2＋2b 2＋2a ＋2b ＋1＝0D ．3a 2＋2b 2＋2a ＋2b ＋1＝07．设A 为圆(x －1)2＋y 2＝1上的动点，P A 是圆的切线且|P A |＝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＝－2x 8．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．5－5 B．5－ 5C．30－10 5 D．无法确定10．过圆x2＋y2－4x＝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＋n2＝4 B．(m＋2)2＋n2＝4C．(m－2)2＋n2＝8 D．(m＋2)2＋n2＝811．若圆x2＋y2＝4和圆x2＋y2＋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＝0C．x－y－2＝0 D．x－y＋2＝012．直线y＝x＋b与曲线x＝1－y2有且只有一个公共点，则b的取值范围是()A．|b|＝ 2B．－1<b<1或b＝－ 2C．－1<b≤1D．－1<b≤1或b＝－ 2二、填空题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)13．点M(1,2，－3)关于原点的对称点是________．14．两圆x2＋y2＋4y＝0，x2＋y2＋2(a－1)x＋2y＋a2＝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x2＋y2－8x－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小题，共70分)17．(10分)已知三条直线l1：x－2y＝0，l2：y＋1＝0，l3：2x＋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 ：x 2＋y 2＋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 (x 1，y 1)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．第四章 圆与方程(B) 答案1．C [由题意知点在圆外，故12＋22＋k ＋2×2＋k 2－15>0，解得k <－3或k >2．]2．A [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＋z 2＝－3， ∴x ＝－3，y ＝4，z ＝－10．∴A ′(－3,4，－10)．]3．A [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．] 4．A [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．]5．B [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，所以只有B 符合．]6．B [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，所以选B ．] 7．B [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．A [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．选A ．]9．C [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．]10．C [由勾股定理，得(m －2)2＋n 2＝8．]11．D [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．]12．D [如图，由数形结合知，选D ．]13．(－1，－2,3)14．－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．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．(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＝2．17．解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 |＝(－2－1)2＋(－1＋1)2＝3． 所求圆的标准方程是⎝⎛⎭⎫x ＋122＋(y ＋1)2＝94． 18．解如图所示，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 |＝(0－1)2＋(2－0)2＋(z －1)2 ＝(z －1)2＋5．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．解 ∵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⎩⎪⎨⎪⎧ 12＋42＋D ＋4E ＋F ＝0(－2)2＋22－2D ＋2E ＋F ＝002＋32＋3E ＋F ＝0， 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．(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 |＝(2－3)2＋(3－4)2＝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232－(2)2＝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．解 (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 |＝(2－0)2＋(0＋2)2＝22，∴矩形ABCD 外接圆的方程为(x －2)2＋y 2＝8．22．解 (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．。
21人教版高中a版数学同步必修2 第四章 圆与方程达标检测(可编辑word)
本章达标检测一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分)1.已知圆C的圆心为(2,-1),半径长是方程(x+1)(x-4)=0的根,则圆C的标准方程为( )A.(x+1)2+(y-2)2=4B.(x-2)2+(y-1)2=4C.(x-2)2+(y+1)2=16D.(x+2)2+(y-1)2=162.圆x2+y2+2x+4y-3=0上到直线x+y+1=0的距离为√2的点共有( )A.1个B.2个C.3个D.4个3.若将直线3x-y+c=0向右平移1个单位再向下平移1个单位,平移后的直线与圆x2+y2=10相切,则c的值为( )A.14或-6B.12或-8C.8或-12D.6或-144.经过三点A(-1,0),B(3,0),C(1,2)的圆的面积是( )A.πB.2πC.3πD.4π5.空间直角坐标系中,点A(3,4,0)和点B(1,y,5)的距离为3√5,则y的值为( )A.0B.8C.0或8D.-8或06.若圆x2+y2-2x-5=0与圆x2+y2+2x-4y-4=0的交点为A,B,则线段AB的垂直平分线的方程是( )A.x+y-1=0B.2x-y+1=0C.x-2y+1=0D.x-y+1=07.若过点A(3,0)的直线l与曲线(x-1)2+y2=1有公共点,则直线l的斜率的取值范围为( )A.(-√3,√3)B.[-√3,√3]C.(-√33,√33)D.[-√33,√33]8.已知直线x-2y+a=0与圆O:x2+y2=2相交于A,B两点(O为坐标原点),且△AOB为等腰直角三角形,则实数a的值为( )A.√6或-√6B.√5或-√5C.√6D.√59.直线l:kx-y+k+1=0与圆x2+y2=8交于A,B两点,且|AB|=4√2,过点A,B分别作l 的垂线与y轴分别交于点M,N,则|MN|等于( )A.2√2B.4C.4√2D.810.设圆x2+y2-2x-2y-2=0的圆心为C,直线l过(0,3),且与圆C交于A,B两点,若|AB|=2√3,则直线l的方程为( )A.3x+4y-12=0或4x-3y+9=0B.3x+4y-12=0或x=0C.4x-3y+9=0或x=0D.3x-4y+12=0或4x+3y+9=011.已知圆x2+y2=4上有且仅有两个点到直线12x-5y+m=0的距离为1,则实数m的取值范围是( )A.(13,39)∪(-39,-13)B.(-∞,-13)∪(13,+∞)C.(13,+∞)D.(-∞,-13)12.已知圆C的圆心为原点O,且与直线x+y+4√2=0相切.点P在直线x=8上,过点P 引圆C的两条切线PA,PB,切点分别为A,B,如图所示,则直线AB恒过的定点的坐标为( )A.(2,0)B.(0,2)C.(1,0)D.(0,1)二、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)13.若点P(x,y)满足x2+y2=16,则x-y的最大值为.14.已知圆C:x2+y2+kx+2y=-k2,当圆C的面积取最大值时,圆心C的坐标为.15.在平面直角坐标系xOy中,若圆C1:x2+(y-1)2=r2(r>0)上存在点P,且点P关于直线x-y=0对称的点Q在圆C2:(x-2)2+(y-1)2=1上,则r的取值范围是.16.若A为圆C1:x2+y2=1上的动点,B为圆C2:(x-3)2+(y+4)2=4上的动点,则线段AB 长度的最大值是.三、解答题(本题共6小题,共70分)17.(10分)已知圆C过点P(2,1),圆心为C(5,-3).(1)求圆C的标准方程;(2)如果过点A(0,1)且斜率为k的直线l与圆C没有公共点,求实数k的取值范围.18.(12分)已知圆C经过P(4,-2),Q(-1,3)两点,且圆心C在直线x+y-1=0上.(1)求圆C的方程;(2)若直线l∥PQ,且l与圆C交于点A,B,且以线段AB为直径的圆经过坐标原点,求直线l的方程.19.(12分)已知与曲线C:x2+y2-2x-2y+1=0相切的直线l和x轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点,|OA|=a,|OB|=b(a>2,b>2).(1)求证:直线l与曲线C相切的条件是(a-2)(b-2)=2;(2)求线段AB中点的轨迹方程.20.(12分)已知圆M:x2+y2=1.(1)求过点(-1,-2)的圆M的切线方程;(2)设圆M与x轴相交于A,B两点,点P为圆M上异于A,B的任意一点,直线PA,PB 分别与直线x=3交于C,D两点.(i)当点P的坐标为(0,1)时,求以线段CD为直径的圆的圆心坐标及半径长; (ii)当点P在圆M上运动时,以线段CD为直径的圆C2被x轴截得的弦长是不是定值?请说明理由.21.(12分)在平面直角坐标系xOy中,已知圆C1:(x+3)2+(y-1)2=4与圆C2:(x-4)2+(y-5)2=4.(1)若直线l过点A(4,0),且被圆C1截得的弦长为2√3,求直线l的方程;(2)设P为平面上的点,且满足:存在过点P的无穷多对互相垂直的直线l1和l2,它们分别与圆C1和圆C2相交,且直线l1被圆C1截得的弦长与直线l2被圆C2截得的弦长相等,试求所有满足条件的点P的坐标.22.(12分)在平面直角坐标系中,已知A(-1,0),B(2,0),动点M(x,y)满足|MA||MB|=12,设动点M的轨迹为曲线C.(1)求动点M的轨迹方程,并说明曲线C是什么图形;(2)过点(1,2)的直线l与曲线C交于E,F两点,若|EF|=4√55,求直线l的方程; (3)设P是直线x+y+8=0上的点,过P点作曲线C的切线PG,PH,切点分别为G,H,设C'(-2,0),求证:过G,P,C'三点的圆必过定点,并求出所有定点的坐标.答案全解全析 基础过关练一、选择题1.C 根据圆C 的半径长是方程(x+1)(x-4)=0的根,可得半径长为4,故要求的圆的标准方程为(x-2)2+(y+1)2=16.2.C 易得圆心坐标为(-1,-2),半径长r=12√4+16+12=2√2,又圆心到直线x+y+1=0的距离d=√2=√2,∴过圆心且平行于直线x+y+1=0的直线与圆有2个交点,另一条与直线x+y+1=0的距离为√2的平行线与圆相切,只有1个交点,∴共有3个点.3.A 将直线3x-y+c=0即y=3x+c 向右平移1个单位再向下平移1个单位,平移后的直线方程为y=3(x-1)+c-1,即3x-y+c-4=0.由直线3x-y+c-4=0与圆x 2+y 2=10相切,得√32+(-1)=√10,即|c-4|=10,所以c=14或c=-6.4.D 由题意可知,线段AB 的中垂线l 1的方程为x=1,线段AC 的中点坐标为(0,1),直线AC 的方程为y=x+1,从而线段AC 的中垂线l 2的方程为x+y-1=0,联立l 1与l 2的方程可得圆心坐标为Q(1,0),从而半径长r=|QB|=√(1-3)2+(0-0)2=2,所以圆的面积S=πr 2=4π.故选D.5.C 由两点间的距离公式得|AB|=√(3-1)2+(4-y )2+(0-5)2=3√5,解得y=0或y=8.6.A 将圆的方程x 2+y 2-2x-5=0,x 2+y 2+2x-4y-4=0化为(x-1)2+y 2=6,(x+1)2+(y-2)2=9.设两圆圆心分别为C 1(1,0),C 2(-1,2).线段AB 的垂直平分线必经过C 1,C 2,所以直线C 1C 2为线段AB 的垂直平分线,直线C 1C 2的方程为x+y-1=0.7.D 作图如下,易知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为y=k(x-3),即kx-y-3k=0,则圆心(1,0)与直线kx-y-3k=0的距离应小于等于半径长1,即√1+k2≤1,解得-√33≤k≤√33.8.B 由题意知,O 到直线AB 的距离为1,由点到直线的距离公式可得√12+(-2)=1,所以a=±√5.9.D 因为圆x 2+y 2=8,所以半径长r=2√2,因为|AB|=4√2=2r,所以AB 为圆x 2+y 2=8的一条直径.所以直线AB 过圆心(0,0),所以k=-1,则直线l 的方程为y=-x,所以两条垂线的斜率均为1,倾斜角为45°, 结合图象(图略)易知|MN|=2×√2×2√2=8.10.B 当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x=0,联立得{x =0,x 2+y 2-2x -2y -2=0,解得{x =0,y =1-√3或{x =0,y =1+√3,∴|AB|=2√3,符合题意.当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y=kx+3,∵圆x 2+y 2-2x-2y-2=0即(x-1)2+(y-1)2=4,∴圆心为C(1,1),圆的半径长r=2,易知圆心C(1,1)到直线y=kx+3的距离d=√k 2+1=√k 2+1,∵d 2+(|AB |2)2=r 2,∴(k+2)2k 2+1+3=4,解得k=-34,∴直线l 的方程为y=-34x+3,即3x+4y-12=0.综上,直线l 的方程为3x+4y-12=0或x=0.11.A 由题意得,圆心到直线的距离d 满足1<d<3,即1<|m |13<3,解得13<m<39或-39<m<-13.故选A.12.A 依题意得圆C 的半径长r=√2√12+12=4,所以圆C 的方程为x 2+y 2=16.因为PA,PB 是圆C 的两条切线,所以OA⊥AP,OB⊥BP,所以A,B 在以OP 为直径的圆上,设点P 的坐标为(8,b),b∈R,则线段OP 的中点坐标为(4,b2),所以以OP 为直径的圆的方程为(x-4)2+(y -b 2)2=42+(b 2)2,b∈R,化简得x 2+y 2-8x-by=0,b∈R,因为AB 为两圆的公共弦,所以直线AB 的方程为8x+by=16,b∈R,即8(x-2)+by=0.所以直线AB 恒过定点(2,0).二、填空题13.答案 4√2解析 令x-y=t,则y=x-t,将其代入x 2+y 2=16得2x 2-2tx+t 2-16=0,所以Δ=4t 2-8(t 2-16)≥0,所以t 2≤32,所以t 的最大值为4√2,即x-y 的最大值为4√2. 14.答案 (0,-1)解析 圆C 的方程可化为(x +k 2)2+(y+1)2=-34k 2+1.所以当k=0时,圆C 的面积最大,此时C 的坐标为(0,-1). 15.答案 [√2-1,√2+1]解析 C 2关于直线x-y=0对称的圆为圆C:(x-1)2+(y-2)2=1,由题意知,圆C 与圆C 1有交点,所以r-1≤√2≤r+1,所以r 的取值范围是[√2-1,√2+1]. 16.答案 8解析 圆C 1:x 2+y 2=1的圆心为C 1(0,0),半径长r 1=1,圆C 2:(x-3)2+(y+4)2=4的圆心为C 2(3,-4),半径长r 2=2, ∴|C 1C 2|=5.又A 为圆C 1上的动点,B 为圆C 2上的动点, ∴线段AB 长度的最大值是|C 1C 2|+r 1+r 2=5+1+2=8.三、解答题17.解析 (1)由已知可得圆的半径长为|PC|=√(5-2)2+(-3-1)2=5.∴圆C 的标准方程为(x-5)2+(y+3)2=25.(2)由题意可知,直线方程为y=kx+1,即kx-y+1=0. 由√k 2+1>5,解得k>940.∴实数k 的取值范围是(940,+∞). 18.解析 (1)∵P(4,-2),Q(-1,3),∴线段PQ 的中点M 的坐标为(32,12),斜率k PQ =-1,则线段PQ 的垂直平分线的方程为y-12=1×(x -32),即x-y-1=0.解方程组{x -y -1=0,x +y -1=0得{x =1,y =0,∴圆心C(1,0),半径长r=√(4-1)2+(-2-0)2=√13.故圆C 的方程为(x-1)2+y 2=13.(2)由l∥PQ,设l 的方程为y=-x+m.代入圆C 的方程,得2x 2-2(m+1)x+m 2-12=0. 设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2), 则x 1+x 2=m+1,x 1x 2=m 22-6.故y 1y 2=(m-x 1)(m-x 2)=m 2+x 1x 2-m(x 1+x 2), 依题意知OA⊥OB,∴y 1x 1·y2x 2=-1,即x 1x 2+y 1y 2=0,于是m 2+2x 1x 2-m(x 1+x 2)=0,即m 2-m-12=0.∴m=4或m=-3,经检验,都满足Δ>0. 故直线l 的方程为y=-x+4或y=-x-3.19.解析 (1)证明:设l 的方程为x a +yb =1(a>2,b>2),化为一般式方程为bx+ay-ab=0.圆C 的标准方程为(x-1)2+(y-1)2=1. 因为l 与圆C 相切,所以√a 2+b 2=1,即ab(ab+2-2a-2b)=0,又a>2,b>2,所以ab≠0,所以ab+2-2a-2b=0.所以(a-2)(b-2)=2. (2)设AB 的中点为M(x,y). 由题意得{x =a+02,y =0+b 2,即{a =2x ,b =2y ,代入(a-2)(b-2)=2,得(2x-2)(2y-2)=2 . 又a=2x>2,b=2y>2,所以AB 中点的轨迹方程为(x-1)(y-1)=12(x>1,y>1).20.解析 (1)因为点(-1,-2)在圆M 外,所以圆M 过点(-1,-2)的切线有两条. 当直线的斜率不存在时,直线方程为x=-1,满足条件.当直线的斜率存在时,可设为y+2=k(x+1),即kx-y+k-2=0. 由圆心到切线的距离d=√k 2+1=1,解得k=34.此时切线方程为3x-4y-5=0.综上,圆M 的切线方程为x+1=0或3x-4y-5=0.(2)因为圆M 与x 轴相交于A,B 两点,所以不妨设A(-1,0),B(1,0).(i)当点P 的坐标为(0,1)时,直线PA 的斜率为k PA =1,直线PA 的方程为y=x+1. 直线PA 与直线x=3的交点坐标为C(3,4),同理,直线PB 的斜率为k PB =-1,直线PB 的方程为y=-x+1.直线PB 与直线x=3的交点坐标为D(3,-2).所以以线段CD 为直径的圆的圆心为(3,1),半径长为3. (ii)以线段CD 为直径的圆C 2被x 轴截得的弦长为定值4√2.设点P(x 0,y 0)(y 0≠0),则x 02+y 02=1.直线PA 的斜率为k PA =y 0x 0+1,直线PA 的方程为y=y 0x 0+1(x+1). 直线PA 与直线x=3的交点坐标为C (3,4y 0x 0+1). 同理,直线PB 的斜率为k PB =y 0x 0-1,直线PB 的方程为y=y 0x 0-1(x-1). 直线PB 与直线x=3的交点坐标为D (3,2y 0x 0-1). 所以所求圆的圆心为C 2(3,y 0(3x 0-1)x 02-1),半径长r=|y 0(x 0-3)x 02-1|.解法一:圆C 2被x 轴截得的弦长为2√|y 0(x 0-3)x 02-1|2-[y 0(3x 0-1)x 02-1]2=2√8y 02(1-x 02)(x 02-1)2=2√8(1-x 02)(1-x 02)(x 02-1)2=4√2.所以以线段CD 为直径的圆C 2被x 轴截得的弦长为定值4√2.解法二:圆C 2的方程为(x-3)2+[y -y 0(3x 0-1)x 02-1]2=[y 0(x 0-3)x 02-1]2. 令y=0,解得(x-3)2=[y 0(x 0-3)x 02-1]2-(-y 0(3x 0-1)x 02-1)2=8y 02(1-x 02)(x 02-1)2=8(1-x 02)(1-x 02)(x 02-1)2=8.所以x=3±2√2.所以圆C 2与x 轴的交点坐标分别为(3-2√2,0),(3+2√2,0).所以以线段CD 为直径的圆C 2被x 轴截得的弦长为定值4√2.21.解析 (1)由题意可知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为y=k(x-4),即kx-y-4k=0,所以圆心C 1(-3,1)到直线l 的距离d=√k 2+(-1)=√4-(2√32)2=1,化简得24k 2+7k=0,解得k=0或k=-724. 所以直线l 的方程为y=0或y=-724(x-4),即y=0或7x+24y-28=0.(2)设点P 的坐标为(m,n),不妨设直线l 1,l 2的方程分别为y-n=k'(x-m),y-n=-1k '(x-m),即k'x-y+n-k'm=0,-1k 'x-y+n+m k '=0.因为直线l 1被圆C 1截得的弦长与直线l 2被圆C 2截得的弦长相等,两圆的半径长也相等,所以圆心C 1(-3,1)到直线l 1的距离与圆心C 2(4,5)到直线l 2的距离相等,即√k '+(-1)=|-4k '-5+n+m k '|√(-1k ')2+(-1),化简得(2-m-n)k'=m-n-3或(m-n+8)k'=m+n-5,关于k'的方程有无穷多解,则{2-m -n =0,m -n -3=0或{m -n +8=0,m +n -5=0, 解得{m =52,n =-12或{m =-32,n =132,故满足条件的点P 的坐标为(52,-12)或(-32,132).22.解析 (1)由题意得√(x+1)2+y 2√(x -2)+y 2=12,化简可得(x+2)2+y 2=4, 所以动点M 的轨迹方程为(x+2)2+y 2=4.曲线C 是以(-2,0)为圆心,2为半径长的圆.(2)①当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x=1,不符合题意; ②当直线l 的斜率存在时,设l:y-2=k(x-1),即kx-y+2-k=0, 圆心C(-2,0)到l 的距离为d=√1+k 2. ∵|EF|=2√4-d 2=4√55, ∴d 2=165=(2-3k )21+k 2,即29k 2-60k+4=0,解得k 1=2,k 2=229, ∴l 的方程为2x-y=0或2x-29y+56=0.(3)证明:∵P 在直线x+y+8=0上,∴设P(m,-m-8).∵C'为曲线C 的圆心,由圆的切线的性质可得PG⊥GC',∴经过G,P,C'三点的圆是以线段PC'为直径的圆,则方程为(x+2)(x-m)+y(y+m+8)=0,整理可得x 2+y 2+2x+8y+m(-x-2+y)=0,令x 2+y 2+2x+8y=0,且-x-2+y=0,解得{x =-2,y =0或{x =-5,y =-3.则经过G,P,C'三点的圆必过定点,所有定点的坐标为(-2,0),(-5,-3).。
[精品]新人教版必修二高中数学同步习题第四章4.1.1和答案
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第四章 圆与方程§4.1 圆的方程4.1.1 圆的标准方程一、基础过关1．(x ＋1)2＋(y －2)2＝4的圆心与半径分别为( )A ．(－1,2)，2B ．(1，－2)，2C ．(－1,2)，4D ．(1，－2)，42．点P (m 2,5)与圆x 2＋y 2＝24的位置关系是( )A ．在圆内B ．在圆外C ．在圆上D ．不确定3．圆的一条直径的两个端点是(2,0)，(2，－2)，则此圆的方程是( )A ．(x －2)2＋(y －1)2＝1B ．(x －2)2＋(y ＋1)2＝1C ．(x ＋2)2＋(y －1)2＝1D ．(x ＋2)2＋(y ＋1)2＝14．圆(x －1)2＋y 2＝1的圆心到直线y ＝33x 的距离为 ( ) A.12 B.32C ．1 D. 3 5．圆O 的方程为(x －3)2＋(y －4)2＝25，点(2,3)到圆上的最大距离为________．6．圆(x －3)2＋(y ＋1)2＝1关于直线x ＋2y －3＝0对称的圆的方程是________________．7．求满足下列条件的圆的方程：(1)经过点P(5,1)，圆心为点C(8，－3)；(2)经过点P(4,2)，Q(－6，－2)，且圆心在y轴上．8．求经过A(6,5)，B(0,1)两点，并且圆心在直线3x＋10y＋9＝0上的圆的方程．二、能力提升9．方程y＝9－x2表示的曲线是( )A．一条射线 B．一个圆C．两条射线D．半个圆10．若直线y＝ax＋b通过第一、二、四象限，则圆(x＋a)2＋(y＋b)2＝1的圆心位于( )A．第一象限B．第二象限C．第三象限D．第四象限11．如果直线l将圆(x－1)2＋(y－2)2＝5平分且不通过第四象限，那么l的斜率的取值范围是________．12．平面直角坐标系中有A(0,1)，B(2,1)，C(3,4)，D(－1,2)四点，这四点能否在同一个圆上？为什么？三、探究与拓展13．已知点A(－2，－2)，B(－2,6)，C(4，－2)，点P在圆x2＋y2＝4上运动，求|PA|2＋|PB|2＋|PC|2的最值．答案1．A 2.B 3.B 4．A5．5＋ 26.⎝⎛⎭⎪⎫x －1952＋⎝ ⎛⎭⎪⎫y －352＝1 7．解 (1)圆的半径r ＝|CP |＝ 5－8 2＋ 1＋3 2＝5，圆心为点C (8，－3)，∴圆的方程为(x －8)2＋(y ＋3)2＝25.(2)设所求圆的方程是x 2＋(y －b )2＝r 2.∵点P 、Q 在所求圆上，依题意有⎩⎪⎨⎪⎧ 16＋ 2－b 2＝r 2，36＋ 2＋b 2＝r 2，⇒⎩⎪⎨⎪⎧ r 2＝1454，b ＝－52.∴所求圆的方程是x 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫y ＋522＝1454. 8．解 由题意知线段AB 的垂直平分线方程为3x ＋2y －15＝0，∴由⎩⎪⎨⎪⎧ 3x ＋2y －15＝0，3x ＋10y ＋9＝0， 解得⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝7，y ＝－3.∴圆心C (7，－3)，半径r ＝|AC |＝65.∴所求圆的方程为(x －7)2＋(y ＋3)2＝65.9．D 10.D11．[0,2]12．解 能．设过A (0,1)，B (2,1)，C (3,4)的圆的方程为(x －a )2＋(y －b )2＝r 2.将A ，B ，C 三点的坐标分别代入有⎩⎪⎨⎪⎧a 2＋ 1－b 2＝r 2， 2－a 2＋ 1－b 2＝r 2，3－a 2＋ 4－b 2＝r 2，解得⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝1，b ＝3，r ＝ 5.∴圆的方程为(x －1)2＋(y －3)2＝5.将D (－1,2)代入上式圆的方程，得(－1－1)2＋(2－3)2＝4＋1＝5，即D 点坐标适合此圆的方程．故A ，B ，C ，D 四点在同一圆上．13．解 设P (x ，y )，则x 2＋y 2＝4.|PA |2＋|PB |2＋|PC |2＝(x ＋2)2＋(y ＋2)2＋(x ＋2)2＋(y －6)2＋(x －4)2＋(y ＋2)2＝3(x 2＋y 2)－4y ＋68＝80－4y .∵－2≤y ≤2，∴72≤|PA |2＋|PB |2＋|PC |2≤88.即|PA |2＋|PB |2＋|PC |2的最大值为88，最小值为72.。
高中数学必修2第四章测试及答案
高二数学周测一、选择与填空题（每题6分，共60分）（请将选择和填空题答案写在以下答题卡内）1. 圆C 1 : x 2＋y 2＋2x ＋8y －8＝0与圆C 2 : x 2＋y 2－4x ＋4y －2＝0的位置关系是（ ）A ．相交B ．外切C ．内切D ．相离2. 两圆x 2＋y 2－4x ＋2y ＋1＝0与x 2＋y 2＋4x －4y －1＝0的公共切线有( )． A ．1条B ．2条C ．3条D ．4条3. 若圆C 与圆(x ＋2)2＋(y －1)2＝1关于原点对称，则圆C 的方程是( ) A ．(x －2)2＋(y ＋1)2＝1 B ．(x －2)2＋(y －1)2＝1 C ．(x －1)2＋(y ＋2)2＝1D ．(x ＋1)2＋(y －2)2＝14. 与直线l : y ＝2x ＋3平行，且与圆x 2＋y 2－2x －4y ＋4＝0相切的直线方程是（ ）A ．x －y ±5＝0B ．2x －y ＋5＝0C ．2x －y －5＝0D ．2x －y ±5＝05. 直线x －y ＋4＝0被圆x 2＋y 2＋4x －4y ＋6＝0截得的弦长等于( ) A ．2B ．2C ．22D ．426. 圆x2＋y2－4x －4y －10＝0上的点到直线x ＋y －14＝0的最大距离与最小距离的差是（ ）A ．30B ．18C ．62D ．527. 若直线3x －y ＋c ＝0，向右平移1个单位长度再向下平移1个单位，平移后与圆x 2＋y 2＝10相切，则c 的值为( ) A ．14或－6 B ．12或－8 C ．8或－12 D ．6或－148. 若直线3x －4y ＋12＝0与两坐标轴的交点为A ，B ，则以线段AB 为直径的圆的一般方程为____________________9. 圆心在直线2x＋y＝0上，且圆与直线x＋y－1＝0切于点M(2，－1)的圆的标准方程为__________10. 已知P是直线3x＋4y＋8＝0上的动点，PA，PB是圆(x－1)2＋(y－1)2＝1的两条切线，A，B是切点，C是圆心，则四边形PACB面积的最小值为二、解答题（共40分）11．（15分）求与x轴相切，圆心C在直线3x－y＝0上，且截直线x－y＝0得的弦长为27的圆的方程．12．（25分）已知圆C :(x－1)2＋(y－2)2＝2，点P坐标为(2，－1)，过点P作圆C的切线，切点为A，B．(1)求直线PA，PB的方程（8分）；(2)求过P点的圆的切线长（8分）；(3)求直线AB的方程（9分）．高二数学周测答案一、选择题1.A2.C3.A4.D5.C6.C7.A二、填空题8．x 2＋y 2＋4x －3y ＝0； 9．(x －1)2＋(y ＋2)2＝2； 10．22．三、解答题11．解：因为圆心C 在直线3x －y ＝0上，设圆心坐标为(a ，3a )，圆心(a ，3a )到直线x －y ＝0的距离为d ＝22 － a ．又圆与x 轴相切，所以半径r ＝3|a |， 设圆的方程为(x －a )2＋(y －3a )2＝9a 2， 设弦AB 的中点为M ，则|AM |＝7． 在Rt △AMC 中，由勾股定理，得 22 2 － ⎪⎪⎭⎫⎝⎛a ＋(7)2＝(3|a |)2． 解得a ＝±1，r 2＝9．故所求的圆的方程是(x －1)2＋(y －3)2＝9，或(x ＋1)2＋(y ＋3)2＝9．12．解：(1)设过P 点圆的切线方程为y ＋1＝k (x －2)，即kx ―y ―2k ―1＝0． 因为圆心(1，2)到直线的距离为2，1＋ 3 － － 2k k ＝2， 解得k ＝7，或k ＝－1．故所求的切线方程为7x ―y ―15＝0，或x ＋y －1＝0．(第11题)(2)在Rt △PCA 中，因为|PC |＝222 － 1 －＋ 1 － 2)()(＝10，|CA |＝2， 所以|PA |2＝|PC |2－|CA |2＝8．所以过点P 的圆的切线长为22．(3)容易求出k PC ＝－3，所以k AB ＝31．如图，由CA 2＝CD ·PC ，可求出CD ＝PC CA 2＝102．设直线AB 的方程为y ＝31x ＋b ，即x －3y ＋3b ＝0．由102＝23 ＋ 1 3 ＋ 6 － 1 b 解得b ＝1或b ＝37(舍)．所以直线AB 的方程为x －3y ＋3＝0．(3)也可以用联立圆方程与直线方程的方法求解．(第12题)。
人教版高中数必修2同步练习单元测试卷第四章章末检测
章末检测一、选择题1．方程x 2＋y 2＋2ax ＋2by ＋a 2＋b 2＝0表示的图形是( )A ．以(a ，b )为圆心的圆B ．以(－a ，－b )为圆心的圆C ．点(a ，b )D ．点(－a ，－b )2．点P (m,3)与圆(x －2)2＋(y －1)2＝2的位置关系为( )A ．点在圆外B ．点在圆内C ．点在圆上D ．与m 的值有关 3．空间直角坐标系中，点A (－3,4,0)和B (x ，－1,6)的距离为86，则x 的值为 ( ) A ．2B ．－8C ．2或－8D ．8或－2 4．若直线x －y ＋1＝0与圆(x －a )2＋y 2＝2有公共点，则实数a 的取值范围是 ( ) A ．[－3，－1] B ．[－1,3]C ．[－3,1]D ．(－∞，－3]∪[1，＋∞) 5．设A 、B 是直线3x ＋4y ＋2＝0与圆x 2＋y 2＋4y ＝0的两个交点，则线段AB 的垂直平分线的方程是( )A ．4x －3y －2＝0B ．4x －3y －6＝0C ．3x ＋4y ＋6＝0D ．3x ＋4y ＋8＝06．圆x 2＋y 2－4x ＝0过点P (1，3)的切线方程为( )A ．x ＋3y －2＝0B ．x ＋3y －4＝0C ．x －3y ＋4＝0D ．x －3y ＋2＝07．对任意的实数k ，直线y ＝kx ＋1与圆x 2＋y 2＝2的位置关系一定是( )A ．相离B ．相切C ．相交但直线不过圆心D ．相交且直线过圆心 8．已知圆O ：x 2＋y 2＝5和点A (1,2)，则过A 且与圆O 相切的直线与两坐标轴围成的三角形的面积为( )A ．5B ．10C.252D.2549．将直线2x －y ＋λ＝0沿x 轴向左平移1个单位，所得直线与圆x 2＋y 2＋2x －4y ＝0相切，则实数λ的值为( ) A ．－3或7B ．－2或8C ．0或10D ．1或1110．已知圆C ：x 2＋y 2－4x ＝0，l 是过点P (3,0)的直线，则( )A ．l 与C 相交B ．l 与C 相切C ．l 与C 相离D ．以上三个选项均有可能 11．若直线mx ＋2ny －4＝0(m 、n ∈R ，n ≠m )始终平分圆x 2＋y 2－4x －2y －4＝0的周长，则mn 的取值范围是( )A ．(0,1)B ．(0，－1)C ．(－∞，1)D ．(－∞，－1) 12．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 的距离为( )A ．4B ．2C.85D.125二、填空题13．与直线2x ＋3y －6＝0关于点(1，－1)对称的直线方程为________． 14．过点P (－2,0)作直线l 交圆x 2＋y 2＝1于A 、B 两点，则|P A |·|PB |＝________.15．若垂直于直线2x ＋y ＝0，且与圆x 2＋y 2＝5相切的切线方程为ax ＋2y ＋c ＝0，则ac 的值为________．16．在平面直角坐标系xOy 中，圆C 的方程为x 2＋y 2－8x ＋15＝0，若直线y ＝kx －2上至少存在一点，使得以该点为圆心，1为半径的圆与圆C 有公共点，则k 的最大值是________． 三、解答题17．自点A (－3,3)发出的光线l 射到x 轴上，被x 轴反射，其反射光线所在的直线与圆x 2＋y 2－4x －4y ＋7＝0相切，求光线l 所在直线的方程．18． 已知圆x 2＋y 2＋x －6y ＋m ＝0与直线x ＋2y －3＝0相交于P ，Q 两点，O 为原点，若OP ⊥OQ ，求实数m 的值．19．已知圆x 2＋y 2－6mx －2(m －1)y ＋10m 2－2m －24＝0(m ∈R )．(1)求证：不论m 为何值，圆心在同一直线l 上； (2)与l 平行的直线中，哪些与圆相交、相切、相离；(3)求证：任何一条平行于l 且与圆相交的直线被各圆截得的弦长相等． 20．如图，已知圆O ：x 2＋y 2＝1和定点A (2,1)，由圆O 外一点P (a ，b )向圆O 引切线PQ ，切点为Q ， 且有|PQ |＝|P A |. (1)求a 、b 间关系； (2)求|PQ |的最小值；(3)以P 为圆心作圆，使它与圆O 有公共点，试在其中求出半径最 小的圆的方程．答案章末检测1．D 2．A 3．C 4．C 5．B 6．D 7．C 8．D 9．A 10．A 11．C 12．A 13．2x ＋3y ＋8＝0 14．3 15．±5 16.4317．解 如图所示，已知圆C ：x 2＋y 2－4x －4y ＋7＝0关于x 轴对称的圆为C 1：(x －2)2＋(y ＋2)2＝1，其圆心C 1的坐标为(2，－2)，半径为1，由光的反射定律知，入射光线所在直线方程与圆C 1相切．设l 的方程为y －3＝k (x ＋3)， 即kx －y ＋3＋3k ＝0. 则|5k ＋5|1＋k2＝1，即12k 2＋25k ＋12＝0. ∴k 1＝－43，k 2＝－34.则l 的方程为4x ＋3y ＋3＝0或3x ＋4y －3＝0.18．解 设P ，Q 两点坐标为(x 1，y 1)和(x 2，y 2)，由OP ⊥OQ 可得 x 1x 2＋y 1y 2＝0， 由⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋y 2＋x －6y ＋m ＝0，x ＋2y －3＝0， 可得5y 2－20y ＋12＋m ＝0.①所以y 1y 2＝12＋m5，y 1＋y 2＝4.又x 1x 2＝(3－2y 1)(3－2y 2) ＝9－6(y 1＋y 2)＋4y 1y 2＝9－24＋45(12＋m )，所以x 1x 2＋y 1y 2＝9－24＋45(12＋m )＋12＋m 5＝0，解得m ＝3.将m ＝3代入方程①，可得Δ＝202－4×5×15＝100>0，可知m ＝3满足题意，即3为所求m 的值．19．(1)证明 配方得：(x －3m )2＋[y －(m －1)]2＝25，设圆心为(x ，y )，则⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3m y ＝m －1， 消去m 得x －3y －3＝0，则圆心恒在直线l ：x －3y －3＝0上．(2)解 设与l 平行的直线是l 1：x －3y ＋b ＝0， 则圆心到直线l 1的距离为 d ＝|3m －3(m －1)＋b |10＝|3＋b |10.∵圆的半径为r ＝5，∴当d <r ，即－510－3<b <510－3时，直线与圆相交； 当d ＝r ，即b ＝±510－3时，直线与圆相切；当d >r ，即b <－510－3或b >510－3时，直线与圆相离．(3)证明 对于任一条平行于l 且与圆相交的直线l 1：x －3y ＋b ＝0，由于圆心到直线l 1的距离d ＝|3＋b |10，弦长＝2r 2－d 2且r 和d 均为常量．∴任何一条平行于l 且与圆相交的直线被各圆截得的弦长相等． 20．解 (1)连接OQ 、OP ，则△OQP 为直角三角形，又|PQ |＝|P A |，所以|OP |2＝|OQ |2＋|PQ |2＝1＋|P A |2，所以a 2＋b 2＝1＋(a －2)2＋(b －1)2，故2a ＋b －3＝0.(2)由|PQ |2＝|OP |2－1＝a 2＋b 2－1＝a 2＋9－12a ＋4a 2－1＝5a 2－ 12a ＋8＝5(a －1.2)2＋0.8，得|PQ |min ＝255.(3)以P 为圆心的圆与圆O 有公共点，半径最小时为与圆O 相切的情形，而这些半径的最小值为圆O 到直线l 的距离减去圆O 的半径，圆心P 为过原点且与l 垂直的直线l ′与l 的交点P 0，所以r ＝322＋12－1＝355－1，又l ′：x －2y ＝0，联立l ：2x ＋y －3＝0得P 0(65，35)．所以所求圆的方程为(x －65)2＋(y －35)2＝(355－1)2.。
新人教高一数学必修2同步练习与单元测试第四章4.2.2
4.2.2 圆与圆的位置关系一、基础过关1．已知0<r<2＋1，则两圆x2＋y2＝r2与(x－1)2＋(y＋1)2＝2的位置关系是( )A．外切B．相交C．外离 D．内含2．若两圆x2＋y2－2x＋10y＋1＝0，x2＋y2－2x＋2y－m＝0相交，则m的取值范围是( ) A．(－2,39) B．(0,81) C．(0,79) D．(－1,79)3．圆C1：x2＋y2＋4x－4y＋7＝0和圆C2：x2＋y2－4x－10y＋13＝0的公切线有( ) A．2条B．3条C．4条 D．0条4．已知半径为1的动圆与圆(x－5)2＋(y＋7)2＝16相切，则动圆圆心的轨迹方程是( ) A．(x－5)2＋(y＋7)2＝25B．(x－5)2＋(y＋7)2＝17或(x－5)2＋(y＋7)2＝15C．(x－5)2＋(y＋7)2＝9D．(x－5)2＋(y＋7)2＝25或(x－5)2＋(y＋7)2＝95．若圆x2＋y2＝4与圆x2＋y2－2ax＋a2－1＝0相内切，则a＝________.6．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__________．7．a为何值时，两圆x2＋y2－2ax＋4y＋a2－5＝0和x2＋y2＋2x－2ay＋a2－3＝0.(1)外切；(2)内切．8．点M在圆心为C1的方程x2＋y2＋6x－2y＋1＝0上，点N在圆心为C2的方程x2＋y2＋2x ＋4y＋1＝0上，求|MN|的最大值．二、能力提升9．若圆(x－a)2＋(y－b)2＝b2＋1始终平分圆(x＋1)2＋(y＋1)2＝4的周长，则a，b满足的关系式是( )A．a2－2a－2b－3＝0B．a2＋2a＋2b＋5＝0C．a2＋2b2＋2a＋2b＋1＝0D．3a2＋2b2＋2a＋2b＋1＝010．若集合A＝{(x，y)|x2＋y2≤16}，B＝{(x，y)|x2＋(y－2)2≤a－1}且A∩B＝B，则a 的取值范围是( )A．a≤1 B．a≥5C．1≤a≤5 D．a≤511．若⊙O：x2＋y2＝5与⊙O1：(x－m)2＋y2＝20(m∈R)相交于A、B两点，且两圆在点A处的切线互相垂直，则线段AB的长度是__________．12．已知圆C1：x2＋y2－2ax－2y＋a2－15＝0，圆C2：x2＋y2－4ax－2y＋4a2＝0(a>0)．试求a为何值时，两圆C1、C2：(1)相切；(2)相交；(3)外离；(4)内含．三、探究与拓展13．已知圆A：x2＋y2＋2x＋2y－2＝0，若圆B平分圆A的周长，且圆B的圆心在直线l：y＝2x上，求满足上述条件的半径最小的圆B的方程．答案1．B 2．D 3．B 4．D5．±16．3或77．解 将两圆方程写成标准方程，得(x －a )2＋(y ＋2)2＝9，(x ＋1)2＋(y －a )2＝4.设两圆的圆心距为d ，则d 2＝(a ＋1)2＋(－2－a )2＝2a 2＋6a ＋5.(1)当d ＝3＋2＝5，即2a 2＋6a ＋5＝25时，两圆外切，此时a ＝－5或2.(2)当d ＝3－2＝1，即2a 2＋6a ＋5＝1时，两圆内切，此时a ＝－1或－2.8．解 把圆的方程都化成标准形式，得(x ＋3)2＋(y －1)2＝9，(x ＋1)2＋(y ＋2)2＝4.如图，C 1的坐标是(－3,1)，半径长是3；C 2的坐标是(－1，－2)，半径长是2.所以，|C 1C 2|＝－3＋2＋＋2＝13. 因此，|MN |的最大值是13＋5.9．B 10．D11．412．解 对圆C 1、C 2的方程，经配方后可得： C 1：(x －a )2＋(y －1)2＝16，C 2：(x －2a )2＋(y －1)2＝1，∴圆心C 1(a,1)，r 1＝4，C 2(2a,1)，r 2＝1，∴|C 1C 2|＝a －2a 2＋－2＝a ，(1)当|C 1C 2|＝r 1＋r 2＝5，即a ＝5时，两圆外切．当|C 1C 2|＝|r 1－r 2|＝3，即a ＝3时，两圆内切．(2)当3<|C 1C 2|<5，即3<a <5时，两圆相交．(3)当|C 1C 2|>5，即a >5时，两圆外离．(4)当|C 1C 2|<3，即0<a <3时两圆内含．13．解 设圆B 的半径为r ，因为圆B 的圆心在直线l ：y ＝2x 上，所以圆B 的圆心可设为(t,2t )，则圆B 的方程是(x －t )2＋(y －2t )2＝r 2，即x 2＋y 2－2tx －4ty ＋5t 2－r 2＝0.①因为圆A 的方程为x 2＋y 2＋2x ＋2y －2＝0，②所以②－①，得两圆的公共弦所在直线的方程为(2＋2t )x ＋(2＋4t )y －5t 2＋r 2－2＝0.③因为圆B 平分圆A 的周长，所以圆A 的圆心(－1，－1)必须在公共弦上，于是将x ＝－1，y ＝－1代入方程③并整理得r 2＝5t 2＋6t ＋6＝5⎝ ⎛⎭⎪⎫t ＋352＋215≥215，所以当t ＝－35时，r min ＝215. 此时，圆B 的方程是 ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋352＋⎝ ⎛⎭⎪⎫y ＋652＝215.。
高中数学必修二第四章同步练习(含答案)
4.1.1 圆的标准方程练习一一、 选择题1、到原点的距离等于4的动点的轨迹方程是（ ）A 、x 2+y 2=4B 、 x 2+y 2=16C 、x 2+y 2=2D 、()224(4)16x y -+-=2、已知圆的方程是()222(3)4x y -+-=，则点P （1，2）满足( )A 、是圆心B 、在圆上C 、在圆内D 、在圆外3、已知圆心在点P(－2,3)，并且与y 轴相切，则该圆的方程是（ ）A 、()222(3)4x y -++=B 、()222(3)4x y ++-=C 、()222(3)9x y -++=D 、()222(3)9x y ++-=4、方程()22()0x a y b -++=表示的图形是（ ）A 、以(a,b)为圆心的圆B 、点(a,b)C 、(－a,－b)为圆心的圆D 、点(－a,－b5、圆的方程是(x －1)(x+2)+(y －2)(y+4)=0，则圆心的坐标是( )A 、(1,－1)B 、(12,－1)C 、(－1,2)D 、(－12,－1)、6、方程y=( )A 、一条射线B 、一个圆C 、两条射线D 、半个圆7、（x-3）2 +（y+2）2 =13的周长是（ ）A B 、C 、 2πD 、8、过点C （-1，1）和D （1，3），圆心在x 轴上的圆的方程为（ ）A 、22(2)10x y +-=B 、22(2)10x y ++=C 、22(2)10x y ++=D 、22(2)10x y -+=9、直线绕原点按逆时针方向旋转300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二、填空题10、如果一个圆的圆心在（2，4）点，并且经过点（0，3），那么这个圆的方程是----------------------------------------------。
11、222()()x a y b r -+-=过原点的条件是 。
高中数学必修2同步练习 第四章4.2.1
§4.2 直线、圆的位置关系4.2.1 直线与圆的位置关系一、基础过关1．直线3x ＋4y ＋12＝0与圆(x ＋1)2＋(y ＋1)2＝9的位置关系是( )A ．过圆心B ．相切C ．相离D ．相交2．直线l 将圆x 2＋y 2－2x －4y ＝0平分，且与直线x ＋2y ＝0垂直，则直线l 的方程为( )A ．y ＝2xB ．y ＝2x －2C ．y ＝12x ＋32D ．y ＝12x －323．若圆C 半径为1，圆心在第一象限，且与直线4x －3y ＝0和x 轴都相切，则该圆的标准方程是( )A ．(x －2)2＋(y －1)2＝1B ．(x －2)2＋(y ＋1)2＝1C ．(x ＋2)2＋(y －1)2＝1D ．(x －3)2＋(y －1)2＝1与圆x 2＋y 2＝1相交，则点P (a ，b )的位置是 B ．在圆外D ．都有可能＋y 2－6x －8y ＋20＝0的两条切线，设切点分别为，且圆心在x 轴的正半轴上，直线l ：y ＝x －1的标准方程为____________．轴相切，圆心C 在直线x －3y ＝0上，且被直线y ＝8．已知圆C ：x 2＋y 2－2x ＋4y －4＝0.问是否存在斜率为1的直线l ，使l 被圆C 截得的弦AB 满足：以AB 为直径的圆经过原点． 二、能力提升9．由直线y ＝x ＋1上的一点向圆(x －3)2＋y 2＝1引切线，则切线长的最小值为 ( )A ．1B ．2 2 C.7D ．310．圆x 2＋y 2＋2x ＋4y －3＝0上到直线l ：x ＋y ＋1＝0的距离为2的点有( )A ．1个B ．2个C ．3个D ．4个11．由动点P 向圆x 2＋y 2＝1引两条切线P A 、PB ，切点分别为A 、B ，且∠APB ＝60°，则动点P 的轨迹方程为__________________．12．已知P 是直线3x ＋4y ＋8＝0上的动点，P A 、PB 是圆C ：x 2＋y 2－2x －2y ＋1＝0的两条切线，A 、B 是切点．(1)求四边形P ACB 面积的最小值；(2)直线上是否存在点P ，使∠BP A ＝60°，若存在，求出P 点的坐标；若不存在，说明 理由．三、探究与拓展13．圆C：(x－1)2＋(y－2)2＝25，直线l：(2m＋1)x＋(m＋1)y－7m－4＝0(m∈R)．(1)证明：不论m取什么数，直线l与圆C恒交于两点；(2)求直线l被圆C截得的线段的最短长度，并求此时m的值．答案1．D 2．A 3．A 4．B 5．46．(x －3)2＋y 2＝47．解 设圆心坐标为(3m ，m )，∵圆C 和y 轴相切，得圆的半径为3|m |，∴圆心到直线y＝x 的距离为|2m |2＝2|m |.由半径、弦心距的关系得9m 2＝7＋2m 2，∴m ＝±1.∴所求圆C 的方程为(x －3)2＋(y －1)2＝9或(x ＋3)2＋(y ＋1)2＝9.8．解 假设存在且设l 为：y ＝x ＋m ，圆C 化为(x －1)2＋(y ＋2)2＝9，圆心C (1，－2)．解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝x ＋m y ＋2＝－(x －1)得AB 的中点N 的坐标N (－m ＋12，m －12)，由于以AB 为直径的圆过原点，所以|AN |＝|ON |. 又|AN |＝|CA |2－|CN |2＝9－(m ＋3)22，|ON |＝(－m ＋12)2＋(m －12)2.所以9－(3＋m )22＝⎝⎛⎭⎫－m ＋122＋⎝⎛⎭⎫m －122，解得m ＝1或m ＝－4.所以存在直线l ，方程为x －y ＋1＝0和x －y －4＝0，并可以检验，这时l 与圆是相交于两点的． 9．C 10．C 11．x 2＋y 2＝412．解 (1)如图，连接PC ，由P 点在直线3x ＋4y ＋8＝0上，可设P 点坐标为(x ，－2－34x )．圆的方程可化为(x －1)2＋(y －1)2＝1，所以S 四边形P ACB ＝2S △P AC ＝2×12×|AP |×|AC |＝|AP |.因为|AP |2＝|PC |2－|CA |2＝|PC |2－1，所以当|PC |2最小时，|AP |最小．因为|PC |2＝(1－x )2＋(1＋2＋34x )2＝(54x ＋1)2＋9.所以当x ＝－45时，|PC |2min ＝9. 所以|AP |min ＝9－1＝2 2.即四边形P ACB 面积的最小值为2 2. (2)假设直线上存在点P 满足题意．因为∠APB ＝60°，|AC |＝1， 所以|PC |＝2.设P (x ，y )，则有⎩⎪⎨⎪⎧(x －1)2＋(y －1)2＝4，3x ＋4y ＋8＝0.整理可得25x 2＋40x ＋96＝0，所以Δ＝402－4×25×96<0.所以这样的点P 是不存在的．13．(1)证明 ∵直线l 的方程可化为(2x ＋y －7)m ＋(x ＋y －4)＝0(m ∈R )．∴l 过⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋y －7＝0x ＋y －4＝0的交点M (3,1)．又∵M 到圆心C (1,2)的距离为d ＝(3－1)2＋(1－2)2＝5<5， ∴点M (3,1)在圆内，∴过点M (3,1)的直线l 与圆C 恒交于两点．(2)解 ∵过点M (3,1)的所有弦中，弦心距d ≤5，弦心距、半弦长和半径r 构成直角三角形，∴当d 2＝5时，半弦长的平方的最小值为25－5＝20. ∴弦长AB 的最小值|AB |min ＝4 5.此时，k CM ＝－12，k l ＝－2m ＋1m ＋1.。
高中数学(人教版必修2)配套练习 第四章4.1.1
第四章 圆与方程§4.1 圆的方程4.1.1 圆的标准方程一、基础过关1．(x ＋1)2＋(y －2)2＝4的圆心与半径分别为( ) A ．(－1,2)，2B ．(1，－2)，2C ．(－1,2)，4D ．(1，－2)，4 2．点P (m 2,5)与圆x 2＋y 2＝24的位置关系是 ( ) A ．在圆内B ．在圆外C ．在圆上D ．不确定 3．圆的一条直径的两个端点是(2,0)，(2，－2)，则此圆的方程是 ( ) A ．(x －2)2＋(y －1)2＝1B ．(x －2)2＋(y ＋1)2＝1C ．(x ＋2)2＋(y －1)2＝1D ．(x ＋2)2＋(y ＋1)2＝14．圆(x －1)2＋y 2＝1的圆心到直线y ＝33x 的距离为 ( ) A.12 B.32 C ．1 D. 3 5．圆O 的方程为(x －3)2＋(y －4)2＝25，点(2,3)到圆上的最大距离为________．6．圆(x －3)2＋(y ＋1)2＝1关于直线x ＋2y －3＝0对称的圆的方程是________________．7．求满足下列条件的圆的方程：(1)经过点P (5,1)，圆心为点C (8，－3)；(2)经过点P (4,2)，Q (－6，－2)，且圆心在y 轴上．8．求经过A (6,5)，B (0,1)两点，并且圆心在直线3x ＋10y ＋9＝0上的圆的方程．二、能力提升9．方程y ＝9－x 2表示的曲线是( ) A ．一条射线B ．一个圆C ．两条射线D ．半个圆 10．若直线y ＝ax ＋b 通过第一、二、四象限，则圆(x ＋a )2＋(y ＋b )2＝1的圆心位于( ) A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限 11．如果直线l 将圆(x －1)2＋(y －2)2＝5平分且不通过第四象限，那么l 的斜率的取值范围是________．12．平面直角坐标系中有A (0,1)，B (2,1)，C (3,4)，D (－1,2)四点，这四点能否在同一个圆上？为什么？三、探究与拓展13．已知点A (－2，－2)，B (－2,6)，C (4，－2)，点P 在圆x 2＋y 2＝4上运动，求|P A |2＋|PB |2＋|PC |2的最值．答案1．A 2.B 3.B 4．A5．5＋ 26.⎝⎛⎭⎫x －1952＋⎝⎛⎭⎫y －352＝1 7．解 (1)圆的半径r ＝|CP |＝(5－8)2＋(1＋3)2＝5，圆心为点C (8，－3)，∴圆的方程为(x －8)2＋(y ＋3)2＝25.(2)设所求圆的方程是x 2＋(y －b )2＝r 2.∵点P 、Q 在所求圆上，依题意有⎩⎪⎨⎪⎧ 16＋(2－b )2＝r 2，36＋(2＋b )2＝r 2，⇒⎩⎨⎧ r 2＝1454，b ＝－52.∴所求圆的方程是x 2＋⎝⎛⎭⎫y ＋522＝1454. 8．解 由题意知线段AB 的垂直平分线方程为3x ＋2y －15＝0，∴由⎩⎪⎨⎪⎧3x ＋2y －15＝0，3x ＋10y ＋9＝0， 解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝7，y ＝－3. ∴圆心C (7，－3)，半径r ＝|AC |＝65.∴所求圆的方程为(x －7)2＋(y ＋3)2＝65.9．D 10.D11．[0,2]12．解 能．设过A (0,1)，B (2,1)，C (3,4)的圆的方程为(x －a )2＋(y －b )2＝r 2. 将A ，B ，C 三点的坐标分别代入有⎩⎪⎨⎪⎧ a 2＋(1－b )2＝r 2，(2－a )2＋(1－b )2＝r 2，(3－a )2＋(4－b )2＝r 2，解得⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝1，b ＝3，r ＝ 5.∴圆的方程为(x －1)2＋(y －3)2＝5.将D (－1,2)代入上式圆的方程，得(－1－1)2＋(2－3)2＝4＋1＝5，即D 点坐标适合此圆的方程．故A ，B ，C ，D 四点在同一圆上．13．解 设P (x ，y )，则x 2＋y 2＝4.|P A|2＋|PB|2＋|PC|2＝(x＋2)2＋(y＋2)2＋(x＋2)2＋(y－6)2＋(x－4)2＋(y＋2)2＝3(x2＋y2)－4y＋68＝80－4y.∵－2≤y≤2，∴72≤|P A|2＋|PB|2＋|PC|2≤88.即|PA|2＋|PB|2＋|PC|2的最大值为88，最小值为72.小课堂：如何培养中学生的自主学习能力？自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式。
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4.1.1 圆的标准方程练习一一、 选择题1、到原点的距离等于4的动点的轨迹方程是（ ）A 、x 2+y 2=4B 、 x 2+y 2=16C 、x 2+y 2=2D 、()224(4)16x y -+-=2、已知圆的方程是()222(3)4x y -+-=，则点P （1，2）满足( )A 、是圆心B 、在圆上C 、在圆内D 、在圆外3、已知圆心在点P(－2,3)，并且与y 轴相切，则该圆的方程是（ ）A 、()222(3)4x y -++=B 、()222(3)4x y ++-=C 、()222(3)9x y -++=D 、()222(3)9x y ++-=4、方程()22()0x a y b -++=表示的图形是（ ）A 、以(a,b)为圆心的圆B 、点(a,b)C 、(－a,－b)为圆心的圆D 、点(－a,－b5、圆的方程是(x －1)(x+2)+(y －2)(y+4)=0，则圆心的坐标是( )A 、(1,－1)B 、(12,－1)C 、(－1,2)D 、(－12,－1)、6、方程y=( )A 、一条射线B 、一个圆C 、两条射线D 、半个圆7、（x-3）2 +（y+2）2 =13的周长是（ ）A B 、C 、 2πD 、8、过点C （-1，1）和D （1，3），圆心在x 轴上的圆的方程为（ ）A 、22(2)10x y +-=B 、22(2)10x y ++=C 、22(2)10x y ++=D 、22(2)10x y -+=9、直线绕原点按逆时针方向旋转300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二、填空题10、如果一个圆的圆心在（2，4）点，并且经过点（0，3），那么这个圆的方程是----------------------------------------------。
11、222()()x a y b r -+-=过原点的条件是 。
12、圆()222()x a y b m -++=的圆心是_____，半径是______13、点P （x,y ）在圆x 2+y 2=4 上，则44y x --的最大值是 三、解答题14、过圆224x y +=外一点p(2,1)引圆的切线，求切线方程。
15、已知圆方程22(1)(1)9x y -+-=，过点A(2,3)作圆的任意弦，求这些弦的中点P 的轨迹方程。
圆的标准方程练习二一、 选择题1、过点A(1,－1),B(－1,1)且圆心在直线x+y －2=0上的圆的方程。
A 、()223(1)4x y -++=、B 、()223(1)4x y ++-=C 、()221(1)4x y -+-=D 、()221(1)4x y +++=2、圆心为点（3，4）且过点（0，0）的圆的方程是（ ）A 、 x 2+y 2=25B 、x 2+y 2=5C 、(x-3)2+(y-4)2=25D 、(x+3)2+(y+4)2=253、设M 是圆(x －5)2+(y －3)2=9上的点，则M 到直线3x+4y-2=0的小距离是（）A 、9B 、8C 、5D 、24、若直线x+y+m=0与圆x 2+y 2=m 相切，则m 为（）A 、 0或2B 、2CD 、无解5、过点P （2，3）且与圆x 2+y 2=4相切的直线方程是（）A 、2x+3y=4B 、x=2C 、5x-12y+26=0D 、5x-12y+26=0x=26、已知一圆的圆心为(2,－3)，一条直径的端点分别在x 轴和y 轴上，则此圆的方程是( )A 、()222(3)13x y -++=B 、()222(3)13x y ++-=C 、()222(3)52x y -++=D 、()222(3)52x y ++-=7、平面直角坐标系中，横纵坐标都是整数的点称为整点，在圆x 2+y 2=16内所有整点中，到原点距离最远的整点可以在( )A 、直线y －1=0上B 、直线y=x 上C 、直线x+1=0上D 、直线y+3=0上80y +-=截圆x 2+y 2=4得劣弧所对的圆心角为（ ）A 、300B 、450C 、600D 、900二、填空题9、圆心为（2，-3），一条直径的两个端点分别落在x 轴和y 轴上的圆的方程为 、10、已知两点P 1（4，9）和P 2（6，3），则以P 1P 2为直径的圆的方程是11、在x 轴下方，与x 轴相切于（8，0）点，半径等于1、5的圆的方程是12、若实数x,y 满足x 2+y 2=1，则21y x --的最小值为 。
三、解答题13、求经过点A （－1，4）、B （3，2）且圆心在y 轴上的圆的方程14、已知曲线是与两个定点A （－4，0），B （2，0）距离比为2的点的轨迹，求此曲线的方程15、已知两点P 1（4，9）和P 2（6，3），求以P 1P 2为直径的圆的方程，并判断M （6，9），Q （5，3）是在圆上？圆外？圆内？4.1.2 圆的一般方程练习一一、 选择题1、x 2+y 2-4x+6y=0和x 2+y 2-6x=0的连心线方程是（ ）A 、x+y+3=0B 、2x-y-5=0C 、3x-y-9=0D 、4x-3y+7=02、已知圆的方程是x 2+y 2－2x+6y+8=0，那么经过圆心的一条直线方程为( )A .2x －y+1=0 B.2x+y+1=0C.2x －y －1=0D.2x+y －1=3、以（1,1）和（2,-2）为一条直径的两个端点的圆的方程为（ ）A 、 ｘ2＋ｙ2＋3ｘ－ｙ＝0B 、ｘ2＋ｙ2－3ｘ＋ｙ＝0C 、ｘ2＋ｙ2－3ｘ＋ｙ－25＝0 D 、ｘ2＋ｙ2－3ｘ－ｙ－25＝0 4、方程ｘ2＋ｙ2＋ａｘ＋2ａｙ＋2ａ2＋ａ－1＝0表示圆，则ａ的取值范围是（ ）A 、 ａ＜－2或ａ＞32 B 、－32＜ａ＜2 C 、－2＜ａ＜0 D 、－2＜ａ＜32 5、圆x 2+y 2+4x+26y+b 2=0与某坐标相切，那么b 可以取得值是( )A 、±2或±13B 、1和2C 、-1和-2D 、-1和16、如果方程22220(40)x y Dx Ey f D E F ++++=+->所表示的曲线关于y=x 对称，则必有（ ）A 、D=EB 、D=FC 、E=FD 、D=E=F7、如果直线l 将圆22240x y x y +--=平分，且不通过第四象限， 那么l 的斜率的取值范围是（ ）A 、[0，2]B 、[0，1]C 、1[0]2，D 、1[0]3，二、填空题8、已知方程x 2+y 2+4kx-2y+5k=0，当k ∈ 时，它表示圆；当k时，它表示点；当k ∈ 时，它的轨迹不存在。
9、圆x 2+y 2－4x+2y －5=0，与直线x+2y －5=0相交于P 1,P 2两点，则12PP =____。
10、若方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0，表示以（2，－4）为圆心，4为半径的圆，则F=_____11、圆的方程为22680x y x y +--=，过坐标原点作长度为6的弦，则弦所在的直线方程为 。
三、解答题12、如果直线l 将圆22240x y x y +--=平分，且不通过第四象限，求l 的斜率的取值范围。
13、如果实数x 、y 满足x 2+y 2-4x+1=0，求y x的最大值与最小值。
14、ABC 的三个顶点分别为A(－1,5)，(－2,－2),(5,5),求其外接圆方程15、已知方程222(3)x y t x +-+22(14)t y +-41690t ++=表示一个圆。
(1) 求t 的取值范围；(2) 求该圆半径r 的最大值及此时圆的标准方程4.1.2 圆的一般方程练习二一、选择题1、若方程x2+y2+4kx－2y+5k=0表示圆，则k的取值范围是( )A,14<k<1 B .k<14或k>1C. k=14或k=1D.k任意实数2.已知圆x2+y2+kx+2y+k2=0,当该圆的面积取最大值时，圆心坐标是（）A、(0,－1)B、(1,－1)C、(－1,0)D、(－1,1)3、如果方程x2+y2+Dx+Ey+F=0（D2+E2-4F＞0）所表示的曲线关于直线y=x对称，那么必有（）A、D=EB、D=FC、E=F D=E=F4、已知x2+y2+4x－2y-4=0，则x2+y2的最大值为( )A、9B、14C、14-、14+5、圆x2+y2+2x+4y-3=0上且到直线x+y+1=0的点共有( )A、1个B、2个C、3个D、4个6、曲线x2+y2y=0关于( )对称。
( )A、直线、直线y=-xC、点(-2、点，0)7、圆的方程是(x－1)(x+2)+(y－2)(y+4)=0，则圆心的坐标是( )A.(1,－1)B.(12,－1)C.(－1,2)D.(－12,－1).二、填空题8、圆x2+y2－2x－6y+9=0关于直线x－y－1=0对称的圆的方程是9、已知圆的方程x2+y2-8x-2y+12=0，P(1,1)，则圆上距离P点最远的点的坐标是。
10、三角形ABC的三个顶点A(1,4)，B(-2，3)，C(4，-5)，则△ABC的外接圆方程是。
11、若两圆x2+y2－10x-10y=0与x2+y2－6x+2y-40=0相交于两点，则它们的公共弦所在直线的方程是。
三、解答题12、10、已知直线l：kx-y-3k=0；圆M：x2+y2-8x-2y+9=0，(1)求证：直线l与圆M必相交；(2)当圆M截l所得弦最长时，求k的值。
13、已知圆C的方程为x2+y2+(m-2)x+(m+1)y+m-2=0，根据下列条件确定实数m的取值，并写出相应的圆心坐标和半径。
(1)圆的面积最小；(2)圆心距离坐标原点最近。
14、已知圆M经过直线l: 2x+y+4=0与圆C：x2+y2+2x－4y+1=0的交点，且圆M的圆心到直线2x+6y－5=0的距离为，求圆M的方程15、求经过两点P(－2,4)，Q(3,－1),并且在x轴上截得的弦长等于6的圆的方程4.2.1 直线与圆的位置关系练习一一、 选择题1、直线3x+4y-5=0与圆2x 2+2y 2-4x-2y+1=0的位置关系是( )A 、相离B 、相切C 、相交且直线不过圆心D 、相交且过圆心2、圆x 2+y 2+2x+4-3=0上到直线x+y+1=0的距离为2的点共有( )个A1、 B 、2 C 、3 D 、43、圆x 2+y 2=16上的点到直线x-y=3的距离的最大值为( )A 、223B 、4-223C 、4+223D 、04、若直线3x ＋4y ＋k=0与圆x 2＋y 2－6x ＋5=0相切,则k 的值等于( )A 、1或-19B 、10或-1C 、-1或-19D 、-1或195、若直线ax ＋by －1=0与圆x 2＋y 2=1相交,则点P(a,b)的位置是( )A 、在圆上B 、在圆外C 、在圆内D 、以上皆有可能6、过点P(3,0)能做多少条直线与圆x 2＋y 2－8x －2y ＋10=0相切( )A 、0条B 、1条C 、2条D 、1条或2条7、若直线3x ＋4y －12=0与x 轴交 于A 点, 与y 轴于交B 点,那么OAB 的内切圆方程是( )A 、x 2＋y 2＋2x ＋2y ＋1=0B 、x 2＋y 2－2x ＋2y ＋1=0C 、x 2＋y 2－2x －2y ＋1=0D 、x 2＋y 2－2x －2y －1=08、1、221y y x -=-表示的曲线为( )A 、两个半圆B 、一个圆C 、半个圆D 、两个圆二、填空题9、自圆x 2+y 2=r 2外一点P(00,y x )作圆的两条切线,切点分别为21,P P ,则直线21P P 的方程为 10、 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C 截得弦长为32时,则a=11、过点(1,-1)的圆x 2＋y 2=2的切线方程为________、过点(1,1)的圆(x －1) 2＋ (y －2) 2=1的切线方程为________、12、由点P(1,-2)向圆x 2+y 2-6x-2y+6=0引切线方程是13、直线L 过点(-5,-10)，且在圆x 2＋y 2=25上截得的弦长为52,则直线L 的方程为________三、解答题14、已知圆x 2+y 2=8,定点P(4,0),问过P 点的直线斜率在什么范围内取值时,这条直线与已知圆(1)相切 ,(2)相交, (3)相离？15、已知圆C ：(x －1) 2＋(y －2) 2=25,直线L ：(2m ＋1)x ＋(m ＋1)y －7m －4=0(m ∈R)(1)证明:无论m 取什么实数，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.4.2.1 直线与圆的位置关系练习二一、 选择题1、直线x ＋y=m 与圆x 2＋y 2=m(m>0)相切,则m=( )A 、21B 、22C 、2D 、22、圆心为(1,－2)，半径为25的圆在x 轴上截得的弦长为( )A 、8B 、6C 、26D 、343、直线x ＋y －1=0被圆x 2＋y 2－2x －2y －6=0所截得的线段的中点坐标是( )A 、 ( 21,21) B 、 (0,0) C 、 (43,41) D 、 (41,43)4、y=x 的图形和圆x 2＋y 2=4所围成的较小面积是( )A 、4πB 、C 、23πD 、43π5、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6、在圆x 2＋y 2=4上与直线4x ＋3y －12=0距离最短的点的坐标是( )A. (56,58) B 、 (58,56)C 、 (-58,56)D 、 (-56,-58)7、过点P(2,3)做圆C ：(x －1) 2＋ (y －1) 2=0的切线,设T 为切点,则切线长PT =( )A 、5B 、5C 、1D 、2二、填空题8、圆心在直线y=x 上且与x 轴相切与点(1,0)的圆的方程是________________.9、设圆x 2＋y 2－4x －5=0的弦的中点是P(3,1),则直线AB 的方程是___________.10、圆心在x 轴上,且过点A(3,5)和B(-3,7)的圆方程为11、在满足(x-3)2+(y-3)2=6的所有实数对(x,y)中,xy 的最大值是三、解答题12、 求过点A(3,4)与圆C:(x-2)2+(y-1)2=1相切的直线方程13、若x,y 满足(x-1)2+(y+2)2=4,求S=2x+y 的最大值和最小值14、一束光线通过点M(25,18)射入,被x 轴反射到圆C:x 2+(y-7)2=25求通过圆心的反射直线所在的直线方程15、直线y=kx+1与圆x 2+y 2=m 恒有公共点,求m 的取值范围4.2.2 圆与圆的位置关系练习一一、 选择题1、两圆x 2+y 2-6x=0和x 2+y 2+8y+12=0的位置关系是( )A 、相离B 、外切C 、相交D 、内切2、两圆x 2+y 2=r 2,(x-3)2+(y+1)2=r 2外切、则正实数r 的值是( )A 、10B 、210 C 、5 D 、5 3、半径为6的圆与x 轴相切,且与圆x 2+(y-3)2=1内切,则此圆的方程是( )A 、(x-4)2+(y-6)2=6B 、(x4)2+(y-6)2=6C 、(x-4)2+(y-6)2=36D 、 (x4)2+(y-6)2=364、和x 轴相切，并和圆x 2+y 2=1外切的动圆的圆心的轨迹是（ ）A 、x 2=2y ＋1B 、x 2=－2y ＋1C 、x 2=2y ＋1D 、 x 2=2y －15、以相交两圆C 1: x 2+y 2+4x ＋1=0及C 2: x 2+y 2+2x ＋2y ＋1=0的公共弦为直径的圆的方程( )A (x －1)2+(y －1)2=1B (x ＋1)2+(y ＋1)2=1C (x ＋35)2+(y ＋65)2=45D(x －35)2+(y －65)2=45 6、圆x 2+y 2+2ax ＋2ay ＋1=0与x 2+y 2+4bx ＋2b 2－2=0的公切弦的最大值是（ ） A 12 B 1 C 32D 27、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l 的方程为( )A 、x ＋y=0B 、x ＋y-2=0C 、x-y-2=0D 、x-y+2=08、和x 轴相切，并和圆221x y +=外切的动圆的圆心轨迹方程是（ ）A 、221x y =+B 、221x y =-+C 、22||1x y =+D 、221x y =- 二、填空题9、圆C 1:x 2+y 2－6x ＋8y=0与x 2+y 2+b=0没有公共点，则b 的取值范围是______10、已知两圆C 1: x 2+y 2+4x －2ny ＋n 2－5=0，则C 2: x 2+y 2+2nx ＋2y ＋n 2－3=0, C 1与C 2外离时n 的范围是_____，与内含时n 的范围是______11、若圆x 2+y 2-2ax+a 2=2和x 2+y 2-2by+b 2=1外离,则a,b 满足的条件是12、已知两圆22222306-10x y x x y +--=++=和，则它们的公共弦所在的直线方程为______________.13、圆222212:680:0C x y x y C x y b +-+=++=与没有公共点，则b 的取值范围为______.三、解答题14、a 为何值时,圆1C : x 2+y 2-2ax+4y+(a 2-5)=0和圆2C : x 2+y 2+2x-2ay+(a 2-3)=0相交15、已知圆C 1:x 2＋y 2＋2x －6y ＋1=0,圆C 2:x 2＋y 2－4x ＋2y －11=0,求两圆的公共弦所在的直线方程及公共弦长.4.3.1 空间直角坐标系练习一一、选择题1、有下列叙述：①在空间直角坐标系中，在ox轴上的点的坐标一定是（0，b，c）；②在空间直角坐标系中，在yoz平面上的点的坐标一定是（0，b，c）；③在空间直角坐标系中，在oz轴上的点的坐标可记作（0，0，c）；④在空间直角坐标系中，在xoz平面上的点的坐标是（a，0，c）。