2020年高考数学(文科)一轮复习 小题必刷卷 十一 直线与圆
2020年高考数学一轮复习专题10.3直线与圆的综合运用练习(含解析)
第三讲 直线与圆的综合运用(1)几何法:把圆心到直线的距离d 和半径r 的大小加以比较:d <r 相交;d =r 相切;d >r 相离. (2)代数法:将圆的方程和直线的方程联立起来组成方程组,利用判别式Δ来讨论位置关系:Δ>0相交;Δ=0相切;Δ<0相离.考向一 直线与圆的位置关系【例1】(1)4.圆 与直线 的位置关系是( ) A .相切 B .相交但直线不过圆心 C .相交过圆心 D .相离(2)在△ABC 中,若a sin A +b sin B -c sin C =0,则圆C :x 2+y 2=1与直线l :ax +by +c =0的位置关系是________.(3)若直线3x +4y -m =0与圆x 2+y 2+2x -4y +4=0始终有公共点,则实数m 的取值范围是________. 【答案】(1)B (2)相切 (3)[0,10]【解析】(1)由题意知圆心 到直线 的距离 且 ,所以直线与圆相交但不过圆心.(2) 因为a sin A +b sin B -c sin C =0,所以由正弦定理,得a 2+b 2-c 2=0. 故圆心C (0,0)到直线l :ax +by +c =0的距离d =|c |a 2+b 2=1=r ,故圆C :x 2+y 2=1与直线l :ax +by +c =0相切.(3)圆的方程x 2+y 2+2x -4y +4=0化为标准方程为(x +1)2+(y -2)2=1, 所以圆心为(-1,2),半径r =1,圆心到直线3x +4y -m =0的距离d =|-3+8-m |9+16=|5-m |5,∵直线3x +4y -m =0与圆x 2+y 2+2x -4y +4=0始终有公共点,∴0≤|5-m |5≤1,解得0≤m ≤10,∴实数m 的取值范围是[0,10].【举一反三】1.若直线与圆 -相切,则a=______.【答案】【解析】由题意,直线与圆相切,所以d,解得.故答案为:.2.若曲线与直线始终有公共点,则实数的取值范围是()A.B.C.D.【答案】A【解析】∵y表示 在x轴上方的部分(包括x轴上的点),作出函数y与y=x+b图象,由图可知:当直线与圆相切时, ,即得 ,结合图像可知 ,又当直线过(1,0)时,b=-1,若曲线与直线始终有公共点,则﹣1.故选:A.3.已知圆过点,圆心为.(1)求圆 的标准方程;(2)如果过点 且斜率为 的直线 与圆 没有公共点,求实数 的取值范围. 【答案】(1) (2)∞【解析】(1)由已知可得圆的半径为 . ∴圆 的标准方程 ;(2)由题意可知,直线方程为 ,即 .由 ,解得.∴实数 的取值范围是∞ .考向二 直线与圆的弦长【例2】(1)直线x +3y -2=0与圆x 2+y 2=4相交于A ,B 两点,则弦AB 的长为________. (2)已知直线 与圆 交于 两点( 为坐标原点),且 ,则 。
2020届高考数学一轮复习人教A版直线与圆作业Word版含答案
2020届一轮复习人教A 版 直线与圆 作业1.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________.【答案】: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.2.(2019·云南十一校跨区调研)已知动圆C 过A (4,0),B (0,-2)两点,过点M (1,-2)的直线交圆C 于E ,F 两点,当圆C 的面积最小时,|EF |的最小值为________.【答案】:2 33.已知圆x 2+y 2-2x -4y +a -5=0上有且仅有两个点到直线3x -4y -15=0的距离为1,则实数a 的取值范围为________.【答案】:(-15,1)【解析】:圆的标准方程为(x -1)2+(y -2)2=10-a ,故10-a >0,即a <10.圆心(1,2)到直线3x -4y -15=0的距离为4.数形结合可得,当圆x 2+y 2-2x -4y +a -5=0上有且仅有两个点到直线3x -4y -15=0的距离为1时,圆的半径r 满足3<r <5,即3<10-a <5,即-15<a <1.4.已知点P (2,2),圆C :x 2+y 2-8y =0,过点P 的动直线l 与圆C 交于A ,B 两点,线段AB 的中点为M ,O 为坐标原点.(1)求M 的轨迹方程;(2)当|OP |=|OM |时,求l 的方程及△POM 的面积.【解析】:(1)圆C 的方程可化为x 2+(y -4)2=16,所以圆心为C (0,4),半径为4.设M (x ,y ),则CM →=(x ,y -4),MP →=(2-x ,2-y ).由题设知CM →·MP →=0,故x (2-x )+(y -4)(2-y )=0,即(x -1)2+(y -3)2=2.由于点P 在圆C 的内部,所以M 的轨迹方程是(x -1)2+(y -3)2=2. (2)由(1)可知M 的轨迹是以点N (1,3)为圆心,2为半径的圆.由于|OP |=|OM |,故O 在线段PM 的垂直平分线上,又P 在圆N 上,从而ON ⊥PM .因为ON 的斜率为3,所以l 的斜率为-13, 故l 的方程为y =-13x +83. 又|OM |=|OP |=22,O 到l 的距离为4105,|PM |=4105,所以△POM 的面积为165. 5.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆P 在x 轴上截得线段长为22,在y 轴上截得线段长为2 3.(1)求圆心P 的轨迹方程;(2)若P 点到直线y =x 的距离为22,求圆P 的方程. 【解析】:(1)设P (x ,y ),圆P 的半径为r .由题设y 2+2=r 2,x 2+3=r 2,从而y 2+2=x 2+3.故P 点的轨迹方程为y 2-x 2=1.(2)设P (x 0,y 0).由已知得|x 0-y 0|2=22. 又P 点在双曲线y 2-x 2=1上,从而得⎩⎪⎨⎪⎧|x 0-y 0|=1,y 20-x 20=1. 由⎩⎪⎨⎪⎧x 0-y 0=1,y 20-x 20=1,得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=0,y 0=-1.此时,圆P 的半径r = 3. 由⎩⎪⎨⎪⎧x 0-y 0=-1,y 20-x 20=1,得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=0,y 0=1.此时,圆P 的半径r = 3. 故圆P 的方程为x 2+(y +1)2=3或x 2+(y -1)2=3.[能力提升]1.在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l :x +y +a =0与点A (0,2),若直线l 上存在点M 满足|MA |2+|MO |2=10(O 为坐标原点),则实数a 的取值范围是( ) A .(-5-1,5-1) B .[-5-1,5-1]C .(-22-1,22-1)D .[-22-1,22-1]【答案】D.【解析】设M (x ,y ),因为|MA |2+|MO |2=10,所以x 2+(y -2)2+x 2+y 2=10,即x 2+(y -1)2=4,由于点M在直线l 上,所以直线x +y +a =0与圆x 2+(y -1)2=4相交或相切时满足题意,即|1+a |2≤2,解得-22-1≤a ≤22-1.2.已知过定点P (2,0)的直线l 与曲线y =2-x 2相交于A ,B 两点,O 为坐标原点,当S △AOB =1时,直线l 的倾斜角为__________.【答案】:150°【解析】:由y =2-x 2得x 2+y 2=2(y ≥0),它表示以原点O 为圆心,以2为半径的半圆,其图象如图所示. 设过点P (2,0)的直线为y =k (x -2),则圆心到此直线的距离d =|2k |1+k 2,弦长|AB |=22-⎝ ⎛⎭⎪⎫|2k |1+k 22=22-2k21+k2, 所以S △AOB =12×|2k |1+k2×22-2k 21+k 2=1, 解得k 2=13, 由图可得k =-33⎝ ⎛⎭⎪⎫k =33应舍去, 故直线l 的倾斜角为150°.3.已知抛物线C :y 2=2x ,过点(2,0)的直线l 交C 于A ,B 两点,圆M 是以线段AB 为直径的圆.(1)证明:坐标原点O 在圆M 上;(2)设圆M 过点P (4,-2),求直线l 与圆M 的方程.【解析】:(1)证明:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),l :x =my +2.由⎩⎪⎨⎪⎧x =my +2,y 2=2x 可得y 2-2my -4=0,则y 1y 2=-4. 又x 1=y 212,x 2=y 222,故x 1x 2=(y 1y 2)24=4. 因此OA 的斜率与OB 的斜率之积为y 1x 1·y 2x 2=-44=-1,所以OA ⊥OB . 故坐标原点O 在圆M 上.(2)由(1)可得y 1+y 2=2m ,x 1+x 2=m (y 1+y 2)+4=2m 2+4.故圆心M 的坐标为(m 2+2,m ),圆M 的半径r =(m 2+2)2+m 2.由于圆M 过点P (4,-2),因此AP →·BP →=0,故(x 1-4)(x 2-4)+(y 1+2)(y 2+2)=0,即x 1x 2-4(x 1+x 2)+y 1y 2+2(y 1+y 2)+20=0.由(1)可得y 1y 2=-4,x 1x 2=4.所以2m 2-m -1=0,解得m =1或m =-12. 当m =1时,直线l 的方程为x -y -2=0,圆心M 的坐标为(3,1),圆M 的半径为10,圆M 的方程为(x -3)2+(y -1)2=10.当m =-12时,直线l 的方程为2x +y -4=0,圆心M 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫94,-12,圆M 的半径为854,圆M 的方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x -942+⎝ ⎛⎭⎪⎫y +122=8516. 4.已知圆C :x 2+y 2-2x -2y +1=0,直线l :y =kx ,直线l 与圆C 交于A ,B 两点,点M 的坐标为(0,b ),且满足MA →⊥MB →.(1)当b =1时,求k 的值; (2)当b ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32时,求k 的取值范围. 【解析】:(1)圆的方程可化为(x -1)2+(y -1)2=1,故圆心为C (1,1),半径r =1,当b =1时,点M (0,1)在圆上,又MA →⊥MB →,故直线l 过圆心C (1,1),所以k =1.由判别式Δ>0得k >0,且有x 1+x 2=2+2k 1+k 2,x 1x 2=11+k2,② 将②式代入①式整理得1-2kb (1+k )1+k2+b 2=0,从而1+b 2b =2k +2k 21+k 2, 又b ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32. 所以2<2k +2k 21+k 2<136, 可得k 的取值范围是(1,6-23)∪(6+23,+∞).。
高考数学一轮复习精选试题:直线与圆(选择与填空) Word版含答案
直线与圆01一、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)1.两直线与平行,则它们之间的距离为( )A .B C D【答案】D2.圆:和圆:交于两点,则直线的的方程是( )A .B .C .D . 【答案】A3.已知三点A (-2,-1)、B (x ,2)、C (1,0)共线,则x 为( )A .7B .-5C .3D .-1 【答案】A4.“m=”是“直线(m+2)x+3my+1=0与直线(m -2)x+(m+2)y -3=0相互垂直”的( )A .充分必要条件B .充分而不必要条件C .必要而不充分条件D .既不充分也不必要条件 【答案】B5.过点(1,2)且与原点的距离最大的直线方程是( )A .2x+y-4=0B . x+2y-5=0C .x+3y-7=0D .3x+y-5=0 【答案】B330x y +-=610x my ++=421313513267102006422=+-+y x y x 0622=-+x y x ,A B AB 30x y +=3+0x y =30x y -=350y x -=216.已知直线与直线相互垂直,则实数的值为( )A .9B .—9C .4D .—4【答案】D7.若表示圆,则的取值范围是( ) A . B . C . D .R【答案】C8.如果两条直线l 1:与l 2:平行,那么 a 等于( )A .1B .-1C .2D . 【答案】B9.直线与直线之间的距离是( )A .B .2C .D . 【答案】C10.已知圆:+=1,圆与圆关于直线对称,则圆的方程为( )A .+=1B .+=1C .+=1D .+=1 【答案】B1:2310l x y +-=2:650l x my ++=m 22(1)20x y x y λλλ++-++=λ(0)+,∞114⎡⎤⎢⎥⎣⎦,1(1)()5+-,∞∞,260ax y ++=(1)30x a y +-+=233470x y +-=6830x y ++=5417101751C 2(1)x +2(1)y -2C 1C 10x y --=2C 2(2)x +2(2)y -2(2)x -2(2)y +2(2)x +2(2)y +2(2)x -2(2)y -11.曲线|x ―1|+|y ―1|=1所围成的图形的面积为( )A .1B .2C .4D .【答案】B12.设直线过点,且与圆相切,则的斜率是( ) A . B . C . D .【答案】A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.点分别在直线上,则线段长度的最小值是 .【答案】14.已知曲线y =3x2+2x 在点(1,5)处的切线与直线2ax -y -6=0平行,则a = .【答案】415.已知圆交于A 、B 两点,则AB 所在的直线方程是 。
2020全国高考数学考点题型分类与解析11 直线与圆
2
22
y= 1x+1 22
2x + y + 2 = 0
x = −1 y =0
所以以 MP 为直径的圆的方程为( x −1)( x +1) + y ( y −1) = 0 ,即 x2 + y2 − y −1 = 0 ,
两圆的方程相减可得:2x + y +1 = 0 ,即为直线 AB 的方程. 故选:D.
22 +12
1/4
共 圆 , 且 , 所 以 , 而 AB ⊥ MP
PM
⋅
AB
= 4S
PAM
= 4 × 1 × PA × 2
AM
= 4 PA
, PA = MP 2 − 4
当直线 MP ⊥ l 时, MP = min
5 , PA =1,此时 PM ⋅ AB 最小. min
∴ 即 ,由 解得, . MP : y −1 = 1 ( x −1) y = 1 x + 1
的距离均为
; d1
=
2×1−1− 3 5
=
25
圆心 到直线
的距离均为 d2
=
2×5−5−3 5
=
25 5
圆心到直线 2x − y − 3 = 0 的距离均为 d = −2 = 2 5 ;所以,圆心到直线 2x − y − 3 = 0 的 55
2/4
距离为 2 5 . 5
故选:B.
4(. 2020•江苏卷)在平面直角坐标系 xOy 中,已知 P(
可得 r2 − d 2
6=2
r2 − 42 ,解得 r = 5 .故答案为:5 .
( •浙江卷)设直线 ,圆 , , 6. 2020
备战2020年高考数学一轮复习第11单元直线与圆单元训练A卷理含解析.doc
单元训练金卷▪高三▪数学卷(A )第11单元 直线与圆注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
第Ⅰ卷一、选择题:本大题共12小题,每小题5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.过点(1,0)且与直线220x y --=垂直的直线方程为( ) A .210x y --=B .210x y -+=C .220x y +-=D .210x y +-=2.直线1l ,2l ,3l 的斜率分别为1k ,2k ,3k ,如图所示,则( )A .321k k k <<B .231k k k <<C .123k k k <<D .213k k k <<3.已知圆22:20C x x y ++=,则圆心C 到直线3x =的距离等于( ) A .1 B .2 C .3D .44.已知直线与圆相交于,两点,则( )A .2B .4C .D .与的取值有关5.圆关于直线y x =对称的圆的方程是( ) A . B .C .D .6.唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在区域为221x y +≤,若将军从点(2,0)A 处出发,河岸线所在直线方程为3x y +=,并假定将军只要到达军营所在区域即回到军营,则“将军饮马”的最短总路程为( ) A1 B.1C. D7.若点为圆的弦的中点,则弦所在直线的方程为( ) A .B .C .D .8.若直线b x y+=与曲线3y =b 的取值范围是( )A.1⎡-+⎣ B.3,1⎡+⎣ C.1,1⎡-+⎣D.1⎡⎤-⎣⎦9.经过点(3,0)M 作圆222430x y x y +---=的切线l ,则l 的方程为( ) A .30x y +-= B .30x y +-=或3x = C .30x y --=D .30x y --=或3x =10.已知且为常数,圆,过圆内一点的直线与圆相交于两点,当弦最短时,直线的方程为,则的值为( )A .2B .3C .4D .511.过点且不垂直于轴的直线与圆交于两点,点在圆上,若是正三角形,则直线的斜率是( )A .34 B .32C .23D .4312.已知直线与圆交于不同的两点A ,B ,O 是坐标原点,且有,那么k 的取值范围是( )A .B .2C .D .2此卷只装订不密封班级 姓名 准考证号 考场号 座位号第Ⅱ卷二、填空题:本大题共4小题,每小题5分. 13.已知两条直线:,:,则与的距离为______.14.已知两直线与的交点在第一象限,则实数c 的取值范围是______.15.《九章算术》是我国古代著名的数学典籍,其中有一道数学问题:“今有勾八步,股十五步. 问勾中容圆,径几何?”意思是:在两条直角边分别为八步和十五步的直角三角形中容纳一个圆, 请计算该圆直径的最大值为________步.16.已知圆22:(1)(4)10C x y -+-=上存在两点A ,B ,P 为直线x =5上的一个动点,且满足AP ⊥BP ,则点P 的纵坐标取值范围是_______.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)平面直角坐标系中,已知ABC △三个顶点的坐标分别为(1,2)A -,(3,4)B -,(0,6)C . (1)求BC 边上的高所在的直线方程; (2)求ABC △的面积.18.(12分)已知过点()1,2P ,斜率为2-的直线1l 与x 轴和y 轴分别交于A ,B 两点.(1)求A ,B 两点的坐标;(2)若一条光线从A 点出发射向直线2:1l y x =--,经2l 反射后恰好过B 点,求这条光线从A 到B 经过的路程.19.(12分)已知圆的方程为()2211x y -+=,求:(1)斜率为3且与圆相切的直线方程; (2)过定点()2,3-且与圆相切的直线方程.20.(12分)已知两个定点,,动点到点的距离是它到点距离的2倍.(1)求点的轨迹; (2)若过点作轨迹的切线,求此切线的方程.21.(12分)在平面内,已知点,圆:,点是圆上的一个动点,记线段的中点为.(1)求点的轨迹方程; (2)若直线:与的轨迹交于,两点,是否存在直线,使得10OM ON ⋅=(为坐标原点),若存在,求出k 的值;若不存在,请说明理由.22.(12分)在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为22(4)1x y -+=,且圆C 与x 轴交于,M N两点,设直线l 的方程为(0)y kx k =>. (1)当直线l 与圆C 相切时,求直线l 的方程; (2)已知直线l 与圆C 相交于,A B 两点. ①2OA AB =,求直线l 的方程;②直线AM 与直线BN 相交于点P ,直线AM ,直线BN ,直线OP 的斜率分别为1k ,2k ,3k ,是否存在常数a ,使得123k k ak +=恒成立?若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由.单元训练金卷▪高三▪数学卷(A ) 第11单元 直线与圆 答 案第Ⅰ卷一、选择题:本大题共12小题,每小题5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】由于直线220x y --=的斜率为12,故所求直线的斜率等于2-, 所求直线的方程为02(1)y x -=--,即220x y +-=,故选C . 2.【答案】A【解析】设三条直线的倾斜角为123ααα、、,根据三条直线的图形,可得132090180ααα︒<<︒<<<︒, 因为tan k α=,)()09090180α⎡∈︒︒︒⎣,,,当)090α⎡∈︒⎣,时,tan 0k α=>,当()90180α∈︒︒,时,tan k α=单调递增,且tan 0α<, 故321tan tan 0tan ααα<<<,即3210k k k <<<,故选A . 3.【答案】D【解析】由题()2211x y ++=,则圆心()1,0-,则圆心C 到直线3x =的距离等()314--=, 故选D . 4.【答案】B 【解析】由圆,得圆心()0,1-,半径2r =,又直线恒过圆心()0,1-,则弦长24AB r ==,故选B .5.【答案】D 【解析】由题意得,圆方程,即为,∴圆心坐标为,半径为1.设圆心关于直线y x =的对称点的坐标为,则12222b a b a ⎧=--+=⎪⎪⎨⎪⎪⎩,解得1a b ⎧==⎪⎨⎪⎩,∴所求圆的方程为.故选D .6.【答案】A【解析】设点A 关于直线3x y +=的对称点(,)A a b ',AA '的中点为2,22a b +⎛⎫⎪⎝⎭,2AA bk a '=-,故(1)122322ba ab ⎧⋅-=-⎪⎪-⎨+⎪+=⎪⎩,解得31a b =⎧⎨=⎩, 要使从点A 到军营总路程最短,即为点A '到军营最短的距离,11-=-,故选A .7.【答案】C 【解析】圆的标准方程为,又因为点为圆的弦AB 的中点,圆心与点P 确定直线的斜率为101132-=--, 故弦AB 所在直线的斜率为2,所以直线AB 的直线方程()121y x -=-, 即210x y --=. 8.【答案】D【解析】将曲线的方程3y =()()()2223413,04x y y x -+-=≤≤≤≤, 即表示以()2,3A 为圆心,以2为半径的一个半圆,如图所示:由圆心到直线b x y +=的距离等于半径22=,解得1b =+1b =-13b -≤≤,故选D . 9.【答案】C【解析】22222430(1)(2)8x y x y x y +---=⇒-+-=,圆心坐标坐标为(1,2),半径为12x x ,当过点()3,0M 的切线存在斜率k ,切线方程为(3)30y k x kx y k =-⇒--=,圆心到它的距离为12x x ,1k ==,当过点()3,0M 的切线不存在斜率时,即3x =,显然圆心到它的距离为2≠所以3x =不是圆的切线,因此切线方程为30x y --=,故本题选C . 10.【答案】B 【解析】圆C :化简为()()22211x y a a -=+++, 圆心坐标为()1,C a -,半径为,如图:由题意可得,当弦最短时,过圆心与点(1,2)的直线与直线垂直.则21112a -=---,即3a =.故选B . 11.【答案】D【解析】根据题意,圆,即()2214x y -+=,圆心为(1,0),半径2r =,设正的高为h,由题意知,为正的中心,∴M 到直线l 的距离13d h =,又2h AB =,即6d AB =, ∴由垂径定理可得22244AB d r +==,可得,∴由题意知设直线l 的斜率存在且不为0,设为k ,则直线l 的方程为()11y k x +=+,即10kx y k -+-=1=,解可得43k =或0(舍),故选D . 12.【答案】B【解析】根据题意,圆的圆心为()0,0,半径,设圆心到直线的距离为d , 若直线与圆交于不同的两点A ,B ,则2d ==<,则有k < 设与的夹角即,若,即,变形可得1cos 2θ≥-,则2π3θ≤,当2π3θ=时,,若2π3θ≤,则1d =≥,解可得k ≥ 则k 的取值范围为,故选B .第Ⅱ卷二、填空题:本大题共4小题,每小题5分. 13.【答案】2【解析】因为:可化为,所以与的距离为2d ==14.【答案】31,2⎛⎫- ⎪⎝⎭【解析】由与的交点532,11c c c -⎛⎫⎪++⎝⎭,所以501c >+,3201c c ->+,312c ∴-<<. 15.【答案】6【解析】如图所示:17AB =,设三角形ABC 内切圆的半径为r 步,ABC ABO AOC OBC S S S S =++△△△△,由圆的切线性质可知:过圆切点的半径垂直过该切点的切线,所以有1111815=3222215+8+17BC AC AB r AC r CB r r ⨯⋅=⋅+⋅+⋅⇒=, 所以该圆直径的最大值为6步. 16.【答案】[2,6]【解析】要使AP ⊥BP ,即∠APB 的最大值要大于或等于90°, 显然当PA 切圆C 于点A ,PB 切圆C 于点B 时,∠APB 最大, 此时∠CPA 最大为45°,则in s CPA ∠,即2CA CP ≥, 设点()05,P y2≥,解得026y ≤≤.故答案为[2,6].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】(1)3210x y +-=;(2)5. 【解析】(1)直线BC 的斜率6420(3)3BC k -==--,则BC 边上高所在直线斜率32k =-,则BC 边上的高所在的直线方程为32(1)2y x -=-+,即3210x y +-=. (2)BC 的方程为263y x =+,23180x y -+=. 点A 到直线BC的距离d ==BC ==则ABC △的面积11||52213S BC d ===. 18.【答案】(1)()2,0A ,()0,4B;(2)【解析】(1)由已知有:()1:221l y x -=--,即24y x =-+, 当0x =时,4y =;当0y =时,2x =,()2,0A ∴,()0,4B .(2)设A 关于2l 的对称点为A ',设()11,A x y ',依题意有111101202122y x y x -⎧=⎪-⎪⎨++⎪=--⎪⎩,解得1113x y =-⎧⎨=-⎩,()1,3A '∴--,BA '∴==∴这条光线从A 点到B 点经过的路程为19.【答案】(1)330x y-+=或330x y --=;(2)2x =或4310x y ++=. 【解析】(l )设切线方程为3y x b =+, 则圆心()1,0到该直线的距离11d==,解得3b =或3,∴所求切线方程为330x y -+=或330x y --=.(2)当切线的斜率存在时,设切线方程为()32y k x +=-,即230kx y k ---=, 则圆心()1,0到该直线的距离21d ==,解得43k =-,∴切线方程为()4323y x +=--,即4310x y ++=, 当切线的斜率不存在时,直线2x =也是圆的切线, 综上所述:所求切线方程为2x =或4310x y ++=. 20.【答案】(1)见解析;(2)或.【解析】(1)设动点,则, 坐标代入得,化简得,所以动点的轨迹是以为圆心,以2为半径的圆.(2)设是圆324k =⇒=, 当不存在时,恰好与圆切于点, 综合得:切线方程为或.21.【答案】(1);(2)存在直线l ,使得,此时.【解析】(1)设,点P 的坐标为,点,且Q 是线段PA 的中点,,,在圆C :上运动,,即,点Q 的轨迹方程为.(2)设,,将代入方程圆的方程,即,.由()22(24)1610Δk k =+-+>,得403k <<,122241k x x k +∴+=+,12241x x k =+,,()2224241241011k k k k k+∴+⋅+⋅+=++,即,解得舍,或. 存在直线l ,使得,此时.22.【答案】(1):15l y x =;(2)①直线l的方程为25y x =;②存在常数2a =,使得1232k k k +=恒成立.【解析】(1)由题意,0k >,∴圆心C 到直线l的距离d =,直线l 与圆C相切,1d ∴==,解得k =, ∴直线l方程为y x =.(2)①设()11,A x y ,由2OA AB =,得1133,22B x y ⎛⎫⎪⎝⎭, 由()2211221141334122x y x y ⎧-+=⎪⎨⎛⎫⎛⎫-+=⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎩,解得11258x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩25k ∴=±, 0k >,k ∴=∴直线l的方程为y x =. ②由题意知:()3,0M ,()5,0N ,则()1:3AM l y k x =-,与圆()22:41C x y -+=联立,得()()()221131350x k x k ⎡⎤-+-+=⎣⎦,3M x =,2121351A k x k +∴=+,2112211352,11k k A k k ⎛⎫+∴ ⎪++⎝⎭,同理可得2222222532,11k k B k k ⎛⎫+- ⎪++⎝⎭,OAOB k k =,122212221222122211355311k k k k k k k k -++∴=++++,整理可得()()12121350k k k k ++=,121k k ≠-,2135k k ∴=-,设()00,P x y ,()()01002035y k x y k x ⎧=-⎪∴⎨=-⎪⎩,1201212012352k k x k k k k y k k -⎧=⎪-⎪∴⎨-⎪=⎪-⎩, 12121212352,k k k k P k k k k ⎛⎫--∴ ⎪--⎝⎭,即1315,44k P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,1313141554k k k ∴==, 1213225k k k k ∴+==,∴存在常数2a =,使得1232k k k +=恒成立.。
【冲刺必刷】人教A版 高中数学2020届 高考复习专题--直线与圆的方程(含解析)
直线与圆的方程一、重点知识结构本章以直线和圆为载体,揭示了解析几何的基本概念和方法。
直线的倾斜角、斜率的概念及公式、直线方程的五种形式是本章的重点之一,而点斜式又是其它形式的基础;两条直线平行和垂直的充要条件、直线l1到l2的角以及两直线的夹角、点到直线的距离公式也是重点内容;用不等式(组)表示平面区域和线性规划作为新增内容,需要引起一定的注意;曲线与方程的关系体现了坐标法的基本思想,是解决解析几何两个基本问题的依据;圆的方程、直线(圆)与圆的位置关系、圆的切线问题和弦长问题等,因其易与平面几何知识结合,题目解法灵活,因而是一个不可忽视的要点。
二、高考要求1、掌握两条直线平行和垂直的条件,掌握两条直线所成的角和点到直线的距离公式,能够根据直线的方程判断两条直线的位置关系;3、会用二元一次不等式表示平面区域;4、了解简单的线性规划问题,了解线性规划的意义,并会简单的应用;5、了解解析几何的基本思想,了解用坐标法研究几何问题的方法;6、掌握圆的标准方程和一般方程,了解参数方程的概念,理解圆的参数方程的概念。
三、热点分析在近几年的高考试题中,两点间的距离公式,中点坐标公式,直线方程的点斜式、斜率公式及两条直线的位置关系是考查的热点。
但由于知识的相互渗透,综合考查直线与圆锥曲线的关系一直是高考命题的大热门,应当引起特别注意,本章的线性规划内容是新教材中增加的新内容,在高考中极有可能涉及,但难度不会大。
四、复习建议本章的复习首先要注重基础,对基本知识、基本题型要掌握好;求直线的方程主要用待定系数法,复习时应注意直线方程各种形式的适用条件;研究两条直线的位置关系时,应特别注意斜率存在和不存在的两种情形;曲线与方程的关系体现了坐标法的基本思想,随着高考对知识形成过程的考查逐步加强,对坐标法的要求也进一步加强,因此必须透彻理解。
既要掌握求曲线方程的常用方法和基本步骤,又能根据方程讨论曲线的性质;圆的方程、直线与圆的位置关系,圆的切线问题与弦长问题都是高考中的热点问题;求圆的方程或找圆心坐标和半径的常用方法是待定系数法及配方法,应熟练掌握,还应注意恰当运用平面几何知识以简化计算。
2020届高考数学一轮复习人教A版 直线与圆作业Word版含答案
2020届一轮复习人教A 版 直线与圆 作业1.(2018·全国卷Ⅰ)直线y =x +1与圆x 2+y 2+2y -3=0交于A ,B 两点,则|AB |=________.解析:由x 2+y 2+2y -3=0,得x 2+(y +1)2=4.∴圆心C (0,-1),半径r =2.圆心C (0,-1)到直线x -y +1=0的距离d =|1+1|2=2, ∴|AB |=2r 2-d 2=24-2=2 2.答案:2 22.已知过点A (0,1)且斜率为k 的直线l 与圆C :(x -2)2+(y -3)2=1交于M ,N 两点,若|MN |=255,则直线l 的方程为________. 解析:直线l 的方程为y =kx +1,圆心C (2,3)到直线l 的距离d =|2k -3+1|k 2+1=|2k -2|k 2+1, 由R 2=d 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫|MN |22,得1=k -2k 2+1+15, 解得k =2或12, 故所求直线l 的方程为y =2x +1或y =12x +1. 答案:y =2x +1或y =12x +1 3.已知从圆C :(x +1)2+(y -2)2=2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 |,则当|PM |取最小值时点P 的坐标为________.解析:如图所示,连接CM ,CP .由题意知圆心C (-1,2),半径r = 2.因为|PM |=|PO |,所以|PO |2+r 2=|PC |2,所以x 21+y 21+2=(x 1+1)2+(y 1-2)2,即2x 1-4y 1+3=0.要使|PM |的值最小,只需|PO |的值最小即可.当PO 垂直于直线2x -4y +3=0时,即PO 所在直线的方程为2x +y =0时,|PM |的值最小,此时点P 为两直线的交点,则⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -4y +3=0,2x +y =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =-310,y =35,故当|PM |取最小值时点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-310,35.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫-310,35 4. 已知圆O :x 2+y 2=9,过点C (2,1)的直线l 与圆O 交于P ,Q 两点,则当△OP Q 的面积最大时,直线l 的方程为( )A .x -y -3=0或7x -y -15=0B .x +y +3=0或7x +y -15=0C .x +y -3=0或7x -y +15=0D .x +y -3=0或7x +y -15=0[解析] 当直线l 的斜率不存在时,l 的方程为x =2,则P (2,5),Q(2,-5),所以S △OP Q =12×2×25=25,当直线l 的斜率存在时,设l 的方程为y -1=k (x -2)⎝ ⎛⎭⎪⎫k ≠12,则圆心到直线l 的距离d =|1-2k |1+k 2,所以|P Q|=29-d 2,S △OP Q =12×|P Q |×d =12×29-d 2×d = -d 2d 2≤9-d 2+d 22=92,当且仅当9-d 2=d 2,即d 2=92时,S △OP Q 取得最大值92,因为25<92,所以S △OP Q 的最大值为92,此时4k 2-4k +1k 2+1=92,解得k =-1或k =-7,此时直线l 的方程为x +y -3=0或7x +y -15=0,故选D.[答案] D。
2020高考数学大一轮复习2020高考试题汇编 第九章 直线与圆的方程 Word版含解析
第九章 直线与圆的方程第|一节 直线的方程与两条直线的位置关系1. (2021浙江11 )我国古代数学家刘徽创立的 "割圆术〞可以估算圆周率π ,理论上能把π的值计算到任意精度.祖冲之继承并开展了 "割圆术〞 ,将π的值精确到小数点后七位 ,其结果领先世|界一千多年 , "割圆术〞的第|一步是计算单位圆内接正六边形的面积6S ,6S = .1.解析 正六边形的面积为6个正三角形的面积和 ,所以6133=611sin 6022S . 题型102 倾斜角与斜率的计算 - -暂无 题型103 直线的方程 - -暂无题型104 两直线位置关系的判定 - -暂无 题型105 有关距离的计算第二节 圆的方程题型106 求圆的方程 - -暂无 题型107 与圆有关的轨迹问题 - -暂无第三节 直线与圆、圆与圆的位置关系题型108 直线与圆的位置关系 题型109 直线与圆的相交关系及其应用题型110 直线与圆相切、相离关系及其应用 - -暂无 题型111 直线与圆的综合2. (2021江苏13 )在平面直角坐标系xOy 中 ,点()12,0A - ,()0,6B ,点P 在圆22:50O x y +=上.假设20PA PB ⋅ ,那么点P 的横坐标的取值范围是 .2.解析 不妨设()00,P x y ,那么220050x y += ,且易知0x ⎡∈-⎣.因为PA PB AP BP =⋅⋅()()000012,,6x y x y =+⋅-=220000126x x y y ++-005012620x y =+- ,故00250x y -+.所以点()00,P x y 在圆22:50O x y +=上 ,且在直线250x y -+=的左上方 (含直线 ).联立2250250x y x y ⎧+=⎨-+=⎩ ,得15x =- ,21x = ,如以下图 ,结合图形知0x ⎡⎤∈-⎣⎦.故填⎡⎤-⎣⎦.2评注 也可以理解为点P 在圆22000012620x y x y +=+-的内部来解决 ,与解析中的方法一致.3. (2107全国3卷理科20 )抛物线22C y x =: ,过点()20,的直线l 交C 与A ,B 两点 ,圆M 是以线段AB 为直径的圆. (1 )求证:坐标原点O 在圆M 上;(2 )设圆M 过点()42P -,,求直线l 与圆M 的方程. 3.解析 (1 )显然当直线斜率为0时 ,直线与抛物线交于一点 ,不符合题意. 设:2l x my =+ ,11(,)A x y ,22(,)B x y ,联立222y xx my ⎧=⎨=+⎩ ,得2240y my --= , 2416m ∆=+恒大于0 ,122y y m += ,124y y =-.1212OA OB x x y y ⋅=+1212(2)(2)my my y y =+++21212(1)2()4m y y m y y =++++=24(1)2240m m m -++⋅+= ,所以OA OB ⊥ ,即点O 在圆M 上.(2 )假设圆M 过点P ,那么0AP BP ⋅= ,即1212(4)(4)(2)(2)0x x y y --+++= ,即1212(2)(2)(2)(2)0my my y y --+++= ,即21212(1)(22)()80m y y m y y +--++= ,化简得2210m m --= ,解得12m =-或1.①当12m =-时 ,:240l x y +-= ,设圆心为00(,)Q x y ,那么120122y y y +==- ,0019224xy =-+=,半径||r OQ = ,那么圆229185:4216M x y ⎛⎫⎛⎫-++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.②当1m =时 ,:20l x y --= ,设圆心为00(,)Q x y ,12012y y y +== ,0023x y =+= ,半径r OQ = ,那么圆22:(3)(1)10M x y -+-=.题型112 圆与圆的位置关系及其应用 - -暂无第十章 圆锥曲线第|一节 椭圆及其性质题型113 椭圆的定义与标准方程4.椭圆22194x y +=的离心率是 ( ).A.B. C. 23 D. 594.解析 由椭圆方程可得 ,229,4a b == ,所以2225c a b =-= ,所以3a = ,c =,c e a ==应选B . 5. (2021江苏17 (1 ) )如以下图 ,在平面直角坐标系xOy 中 ,椭圆2222:1x y E a b+=()0a b >>的左、右焦点分别为12,F F ,离心率为12 ,两准线之间的距离为8.点P 在椭圆E 上 ,且位于第|一象限 ,过点1F 作直线1PF 的垂线1l ,过点2F 作直线2PF 的垂线2l .(1 )求椭圆E 的标准方程;5.解析 (1 )设椭圆的半焦距为c ,由题意21228c e a a c⎧==⎪⎪⎨⎪=⎪⎩ ,解得21a c =⎧⎨=⎩ ,因此b == ,所以椭圆E 的标准方程为22143x y +=. 6. (2021山东理21 (1 ) )在平面直角坐标系xOy 中 ,椭圆2222:1x y E a b+=()0a b >>的离心率为 ,焦距为2. (1 )求椭圆E 的方程;6.解析 (1 )由题意知c e a =,22c = ,所以a =,1b = ,因此椭圆E 的方程为2212x y +=. 7. (2107全国1卷理科20 (1 ) )椭圆()2222:=10x y C a b a b+>> ,四点()111P , ,()201P , ,3–12P ⎛ ⎝⎭, ,412P ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭,中恰有三点在椭圆C 上. (1 )求C 的方程;7. 解析 (1 )根据椭圆对称性 ,必过3P ,4P ,又4P 横坐标为1 ,椭圆必不过1P ,所以过 234P P P ,,三点.将()23011P P ⎛- ⎝⎭,,代入椭圆方程得222113141b ab ⎧=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩ ,解得24a = ,21b = ,所以椭圆C 的方程为2214x y +=.题型114 椭圆离心率的值及取值范围8. (2107全国3卷理科10 )椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左、右顶点分别为1A ,2A ,且以线段12A A 为直径的圆与直线20bx ay ab -+=相切 ,那么C 的离心率为 ( ).A .3B .3C .3D .138.解析 因为以12A A 为直径的圆与直线20bx ay ab -+=相切 ,所以圆心到直线的距离d 等于半径 ,即d a == ,又因为0,0a b >> ,那么上式可化简为223a b =.因为222b ac =- ,可得()2223a a c=- ,即2223c a = ,所以c e a ==应选A.题型115 椭圆焦点三角形 - -暂无第二节 双曲线及其性质题型116 双曲线的定义与标准方程9. (2021北京理9 )假设双曲线221y x m-=,那么实数m =_________.9. 解析 由题知1=,那么2m =.10. (2021天津理5 )双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左焦点为F ,假设经过点F 和点(0,4)P 两点的直线平行于双曲线的一条渐近线 ,那么双曲线的方程为 ( ).A.22144x y -=B.22188x y -=C.22148x y -=D.22184x y -= 10.解析 由题意得a b = ,41c=-- ,所以4c =.又因为22216c a b =+= ,所以28a = ,28b = ,那么双曲线方程为22188x y -=.应选B.11. (2021全国3卷理科 5 )双曲线()2222:10,0x y C a b a b -=>>的一条渐近线方程为y x = ,且与椭圆221123x y +=有公共焦点 ,那么C 的方程为 ( ). A .221810x y -=B .22145x y -=C .22154x y -=D .22143x y -=11.解析因为双曲线的一条渐近线方程为y =,那么b a =① 又因为椭圆221123x y +=与双曲线有公共焦点 ,易知3c = ,那么2229a b c +== ② 由①,② ,解得2,a b ==,那么双曲线C 的方程为22145x y -=.应选B.题型117 双曲线的渐近线12. (2021江苏08 )在平面直角坐标系xOy 中 ,双曲线2213x y -=的右准线与它的两条渐近线分别交于点,P Q ,其焦点是12,F F ,那么四边形12F PF Q 的面积是 . 12.解析 双曲线的渐近线方程为y x = ,而右准线为32x = ,所以32P ⎛ ⎝⎭,3,22Q ⎛⎫- ⎪⎝⎭ ,从而1214222F PF QS ⎛⎫=⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭13 (2021山东理14 ).在平面直角坐标系xOy 中 ,双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的右支与焦点为F 的抛物线()220x py p =>交于,A B 两点 ,假设4AF BF OF += ,那么该双曲线的渐近线方程为 .13. 解析 设()(),,,A B B B A x y B x y ,由题意得||||4222A B A B p p pAF BF y y y y p +=+++=⨯⇒+=. 又22222222221202x y a y pb y a b a bx py⎧-=⎪⇒-+=⎨⎪=⎩,所以222A B pb y y p a +==a ⇒= ,从而双曲线的渐近线方程为y x =. 题型118 双曲线离心率的值及取值范围14. (2107全国2卷理科9 )假设双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的一条渐近线被圆()2224x y -+=所截得的弦长为2 ,那么C 的离心率为 ( ).A .2 BCD.314.解析 取渐近线by x a=,化成一般式0bx ay -= ,圆心()20,到直线的距离为=,得224c a = ,24e = ,2e =.应选A.15. (2021全国1卷理科15 )双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的右顶点为A ,以A 为圆心 ,b 为半径作圆A ,圆A 与双曲线C 的一条渐近线交于M ,N 60MAN ∠= ,那么C 的离心率为________.15. 解析 如以下图 ,OA a = ,AN AM b ==.因为60MAN ∠= ,所以AP =,OP =,从而tan AP OP θ==又因为tan b a θ= ,所以b a = ,解得223a b = ,那么e ===题型119 双曲线的焦点三角形第三节 抛物线及其性质题型120 抛物线的定义与标准方程16. (2021北京理18 (1 ) )抛物线22C y px =:过点()11P ,.过点102⎛⎫ ⎪⎝⎭,作直线l 与抛物线C 交于不同的两点M ,N ,过点M 作x 轴的垂线分别与直线OP ,ON 交于点A ,B ,其中O 为原点.(1 )求抛物线C 的方程 ,并求其焦点坐标和准线方程; 16.解析 (1 )由抛物线2:2C y px =过点()1,1P ,得12p =.所以抛物线C 的方程为2y x = ,抛物线C 的焦点坐标为1,04⎛⎫⎪⎝⎭,准线方程为14x =-.17. (2107全国2卷理科16 )F 是抛物线2:8C y x =的焦点 ,M 是C 上一点 ,FM 的延长线交y 轴于点N .假设M 为FN 的中点 ,那么FN = .17.解析 由28y x = ,得4p = ,焦点为()20F , ,准线:2l x =-.如以下图 ,由M 为FN 的中点 ,故易知线段BM 为梯形AFNC 的中位线.因为2CN = ,4AF = ,所以3MB =.又由抛物线的定义知MB MF = ,且MN MF = ,所以6NF NM MF =+=.题型121 与抛物线有关的距离和最|||值问题 - -暂无18. (2021全国1卷理科10 )F 为抛物线24C y x =:的焦点 ,过点F 作两条互相垂直的直线1l ,2l ,直线1l 与C 交于A ,B 两点 ,直线2l 与C 交于D ,E 两点 ,那么AB DE +的最|||小值为 ( ).A .16B .14C .12D .10 18. 解析 解法一:设直线1l 的斜率为k ,那么直线2l 的斜率为1k-,设()11,A x y , ()22,B x y ,()33,D x y ,()44,E x y ,直线()11l k x =- ,直线()21:1l y x k=--.联立 ()241y x y k x ⎧=⎪⎨=-⎪⎩ ,消去y 整理得()2222240k x k x k -++= , 所以2122224424k AB x x p k k+=++=+=+ ,同理 22342124441k DE x x p k k+=++==+ ,从而22184+16AB DE k k ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭ ,当且仅当1k =± 时等号成立.应选A.解法二:设AB 的倾斜角为θ ,抛物线的准焦距为p .作1AK 垂直准线于点1K ,2AK 垂直x轴于点2K ,如以下图.易知11cos 22AF GF AK AK AF p p GP pθ⎧⎪⋅+=⎪⎪=⎨⎪⎛⎫⎪=--= ⎪⎪⎝⎭⎩(几何关系)(抛物线定义), 所以cos AF p AF θ⋅+= , 即1cos p AF θ=- ,同理1cos p BF θ=+ ,所以22221cos sin p pAB θθ==-.又DE 与AB 垂直 ,即DE 的倾斜角为π2θ+ ,2222πcos sin 2p pDE θθ==⎛⎫+ ⎪⎝⎭. 而24y x = ,即2p = ,所以22112sin cos AB DE p θθ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭2222sin cos 4sin cos θθθθ+=224sin cos θθ=241sin 24θ== 21616sin 2θ≥ ,当π4θ=时取等号 ,即AB DE +的最|||小值为16.应选A.题型122 抛物线中三角形、四边形的面积问题 - -暂无第四节 曲线与方程题型123 求动点的轨迹方程19. (2021全国2卷理科20 (1 ) )设O 为坐标原点 ,动点M 在椭圆22:12x C y +=上 ,过M作x 轴的垂线 ,垂足为N ,点P 满足2NP NM =.(1 )求点P 的轨迹方程;19.解析 (1 )设点()P x y , ,易知(0)N x ,,(0)NP y =, ,又0NM ⎛== ⎝,所以点M x y ⎛⎫ ⎪⎝⎭.又M 在椭圆C 上 ,所以2212x += ,即222x y +=. 第五节 直线与圆锥曲线题型124 直线与圆锥曲线的位置关系20. (2021江苏17 )如以下图 ,在平面直角坐标系xOy 中 ,椭圆2222:1x y E a b+=()0a b >>的左、右焦点分别为12,F F ,离心率为12,两准线之间的距离为8.点P 在椭圆E 上 ,且位于第|一象限 ,过点1F 作直线1PF 的垂线1l ,过点2F 作直线2PF 的垂线2l . (1 )求椭圆E 的标准方程;(2 )假设直线12,l l 的交点Q 在椭圆E 上 ,求点P 的坐标.20解析 (1 )设椭圆的半焦距为c ,由题意21228c e a a c⎧==⎪⎪⎨⎪=⎪⎩ ,解得21a c =⎧⎨=⎩ ,因此b == ,所以椭圆E 的标准方程为22143x y+=. (2 )由 (1 )知()11,0F - ,()21,0F .设()00,P x y ,因为点P 为第|一象限的点 ,故000,0x y >>.当01x =时 ,2l 与1l 相交于1F ,与题设不符. 当01x ≠时 ,直线1PF 的斜率为001y x + ,直线2PF 的斜率为001y x -. 因为11l PF ⊥ ,22l PF ⊥ ,所以直线1l 的斜率为001x y -- ,直线2l 的斜率为001x y -- ,从而直线1l 的方程为()0011x y x y +=-+ ① 直线2l 的方程为()0011x y x y -=-- ② 联立①② ,解得20001,x x x y y =-=- ,所以20001,x Q x y ⎛⎫- ⎝-⎪⎭.因为点Q 在椭圆上 ,由对称性得20001x y y =±- ,即22001x y -=或22001x y +=. 又点P 在椭圆E 上 ,故2200143x y +=.由220022001143x y x y ⎧-=⎪⎨+=⎪⎩ ,解得00x y ==220022001143x y x y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩ ,无解. 因此点P的坐标为⎝⎭. 21. (2021北京理18 )抛物线22C y px =:过点()11P ,.过点102⎛⎫ ⎪⎝⎭,作直线l 与抛物线C 交于不同的两点M ,N ,过点M 作x 轴的垂线分别与直线OP ,ON 交于点A ,B ,其中O 为原点.(1 )求抛物线C 的方程 ,并求其焦点坐标和准线方程; (2 )求证:A 为线段BM 的中点.21.解析 (1 )由抛物线2:2C y px =过点()1,1P ,得12p =.所以抛物线C 的方程为2y x = ,抛物线C 的焦点坐标为1,04⎛⎫⎪⎝⎭,准线方程为14x =-.(2 )解法一:由题意 ,设直线l 的方程为()102y kx k =+≠ ,l 与抛物线C 的交点为11(,)M x y ,22(,)N x y .由212y kx y x ⎧=+⎪⎨⎪=⎩ ,得224(44)10k x k x +-+=.那么1221k x x k -+=,12214x x k =. 因为点P 的坐标为()1,1 ,所以直线OP 的方程为y x = ,点A 的坐标为11(,)x y . 因为直线ON 的方程为22y y x x =,所以点B 的坐标为2112,y x x x ⎛⎫⎪⎝⎭. 因为21122112112222y x y x y x x x y x x x +-+-=122112211222kx x kx x x x x ⎛⎫⎛⎫+++- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭== ()()121221222k x x x x x -++()2221122420kk k k x --⨯+== ,所以211122y x y x x +=. 故A 为线段BM 的中点.解法二:要证A 为BM 的中点 ,且,,A B M x x x 相同 ,只需证2A M B y y y =+ ,等式两边同时除以M x ,那么有2OA OM ON k k k =+.因为1221121*********11++22OM ONkx x kx x y y y x y x k k x x x x x x ⎛⎫⎛⎫+ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭+=+===()121222122111122422214k k kx x x x k k x x k -++⨯++==.又1OA OPk k == ,所以等式成立 ,即M 为OB 的中点.题型125 弦长与面积问题22. (2107天津理19 )设椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的左焦点为F ,右顶点为A ,离心率为12.A 是抛物线22(0)y px p =>的焦点 ,F 到抛物线的准线l 的距离为12. (1 )求椭圆的方程和抛物线的方程;(2 )设l 上两点P ,Q 关于x 轴对称 ,直线AP 与椭圆相交于点B (B 异于点A ) ,直线BQ 与x 轴相交于点D .假设APD △,求直线AP 的方程.22.解析 (1)依题意设点F (,0)c - ,由题意知21==a c e ,且2pa =.由对称性知抛物线的准线l 方程为a x -= ,那么12a c -=,解得1a = ,12c = ,2p = , 于是22234b a c =-=.从而椭圆的方程为22413y x += ,抛物线的方程为24y x =.(2)由于准线l 的方程为1x =- ,依题意设),1(t P -(0≠t ) ,那么),1(t Q --.因为)0,1(A , 那么2t k AP -= ,得直线AP 的方程为()12ty x =-- ①将①式代入方程34322=+y x 中化简得032)3(2222=-+-+t x t x t .设点),(00y x B ,由韦达定理得332200+-==t t x x x A ,那么()0023123t t y x t =--=+ ,即22233,33t t B t t ⎛⎫- ⎪++⎝⎭ ,那么tt k BQ262+=,于是得直线BQ 方程为26(1)2t y t x t ++=+. 令0=y ,解得6622+-=t t x ,即226,06t D t ⎛⎫- ⎪+⎝⎭.那么612661||222+=+--=t t t AD ,于是211226APD S t t ==⋅⋅+△ ,化简得(2||0t = ,即得6±=t .代入①式化简得直线AP方程为330x -= ,或330x -=.23. (2021山东理21 )在平面直角坐标系xOy 中 ,椭圆2222:1x y E a b+=()0a b >>的离心率为,焦距为2. (1 )求椭圆E 的方程;(2 )如以下图 ,动直线l:1y k x =交椭圆E 于,A B 两点 ,C 是椭圆E 上一点 ,直线OC 的斜率为2k ,且12k k =,M 是线段OC 延长线上一点 ,且:2:3MC AB = ,M 的半径为MC ,OS ,OT 是M 的两条切线 ,切点分别为S ,T .求SOT ∠的最|||大值 ,并求取得最|||大值时 ,直线l 的斜率.23.解析(1 )由题意知 c e a ==,22c = ,所以 a =,1b = ,因此椭圆E 的方程为2212x y +=. (2 )设点()()1122,,,A x y B xy ,联立方程22112x y y k x ⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩消去y 整理得()22114210kx x +--= ,由题意知0∆> ,且121x x +=,()12211221x x k =-+ ,所以121AB x -= ,由题意可知圆M的半径123r AB ==由题设知12k k =,所以21k = ,因此直线OC的方程为1y x =.联立方程22112x y y ⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,解得2221221181,1414k x y k k ==++ ,因此OC 由题意可知1sin21SOT rOC r OCr∠==++,而1OC r=. 令2112t k =+ ,那么()11,0,1t t>∈ ,因此1OC r=== , 当且仅当112t = ,即2t =时等号成立 ,此时1k = ,所以 1sin 22SOT ∠ , 因此26SOT ∠π,所以SOT ∠的最|||大值为3π. 综上所述 ,SOT ∠的最|||大值为3π ,取得最|||大值时直线l的斜率为1k =.题型126 中点弦问题题型127 平面向量在解析几何中的应用24. (2107全国3卷理科20 )抛物线22C y x =: ,过点()20,的直线l 交C 与A ,B 两点 ,圆M 是以线段AB 为直径的圆. (1 )求证:坐标原点O 在圆M 上;(2 )设圆M 过点()42P -,,求直线l 与圆M 的方程. 24.解析 (1 )显然当直线斜率为0时 ,直线与抛物线交于一点 ,不符合题意.设:2l x my =+ ,11(,)A x y ,22(,)B x y ,联立222y xx my ⎧=⎨=+⎩ ,得2240y my --= , 2416m ∆=+恒大于0 ,122y y m += ,124y y =-.1212OA OB x x y y ⋅=+1212(2)(2)my my y y =+++21212(1)2()4m y y m y y =++++=24(1)2240m m m -++⋅+= ,所以OA OB ⊥ ,即点O 在圆M 上.(2 )假设圆M 过点P ,那么0AP BP ⋅= ,即1212(4)(4)(2)(2)0x x y y --+++= ,即1212(2)(2)(2)(2)0my my y y --+++= ,即21212(1)(22)()80m y y m y y +--++= ,化简得2210m m --= ,解得12m =-或1.①当12m =-时 ,:240l x y +-= ,设圆心为00(,)Q x y ,那么120122y y y +==- ,0019224x y =-+= ,半径||r OQ = , 那么圆229185:4216M x y ⎛⎫⎛⎫-++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.②当1m =时 ,:20l x y --= ,设圆心为00(,)Q x y ,12012y y y +== ,0023x y =+= ,半径r OQ = ,那么圆22:(3)(1)10M x y -+-=.题型128 定点问题 - -暂无25. (2021全国2卷理科20 )设O 为坐标原点 ,动点M 在椭圆22:12x C y +=上 ,过M 作x 轴的垂线 ,垂足为N ,点P 满足2NP NM =.(1 )求点P 的轨迹方程;(2 )设点Q 在直线3x =-上 ,且1OP PQ ⋅=.求证:过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F .25.解析 (1 )设点()P x y , ,易知(0)N x ,,(0)NP y =, ,又0NM ⎛== ⎝, 所以点M x y ⎛⎫ ⎪⎝⎭.又M 在椭圆C 上 ,所以2212x += ,即222x y +=.(2 )由题知()1,0F - ,设()3,Q t - ,(),P m n ,那么()3,OQ t =- ,()1,PF m n =--- ,33OQ PF m tn ⋅=+- ,(),OP m n = ,()3,PQ m t n =--- ,由1OP PQ ⋅= ,得2231m m tn n --+-=.又由 (1 )知222m n += ,所以330m tn +-= ,从而0OQ PF ⋅= ,即OQ PF ⊥.又过点P 存在唯一直线的垂直于OQ ,所以过点P 且垂直于OQ 的直线l 过曲线C 的左焦点()1,0F -.26. (2107全国1卷理科20 )椭圆()2222:=10x y C a b a b+>> ,四点()111P , ,()201P , ,3–12P ⎛ ⎝⎭, ,412P ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭,中恰有三点在椭圆C 上. (1 )求C 的方程;(2 )设直线l 不经过点2P 且与C 相交于A ,B 2P A 与直线2P B 的斜率的和为–1 ,求证:l 过定点.26. 解析 (1 )根据椭圆对称性 ,必过3P ,4P ,又4P 横坐标为1 ,椭圆必不过1P ,所以过 234P P P ,,三点.将()23011P P ⎛- ⎝⎭,,代入椭圆方程得222113141b ab ⎧=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩ ,解得24a = , 21b = ,所以椭圆C 的方程为2214x y +=.(2 )①当斜率不存在时 ,设()():A A l x m A m y B m y =-,,,, , 221121A A P A P B y y k k m m m----+=+==- ,得2m = ,此时l 过椭圆右顶点 ,不存在两个交点 , 故不满足.②当斜率存在时 ,设()1l y kx b b =+≠∶ ,()()1122A x y B x y ,,, ,联立22440y kx bx y =+⎧⎨+-=⎩, 消去y 整理得()222148440k x kbx b +++-= ,122814kb x x k-+=+ ,21224414b x x k-⋅=+ , 那么22121211P A P By y k k x x --+=+()()21212112x kx b x x kx b x x x +-++-=222228888144414kb k kb kbk b k --++==-+()()()811411k b b b -=-+- ,又1b ≠21b k ⇒=-- ,此时64k ∆=- ,存在k 使得0∆>成立.所以直线l 的方程为21y kx k =--.当2x =时 ,1y =- ,所以l 过定点()21-,.题型129 定值问题题型130 最|||值问题 - -暂无27. (2107浙江21 )如以下图 ,抛物线2x y =.点1124A ⎛⎫- ⎪⎝⎭, ,3924B ⎛⎫ ⎪⎝⎭, ,抛物线上的点(),P x y 1322x ⎛⎫- ⎪⎝⎭<< ,过点B 作直线AP 的垂线 ,垂足为Q .(1 )求直线AP 斜率的取值范围; (2 )求PA PQ ⋅的最|||大值.27.解析 (1 )设直线AP 的斜率为k ,1124A ⎛⎫- ⎪⎝⎭, ,(),P x y ,那么21114411222y x k x x x --===-++. 因为1322x -<< ,所以111x -<-< ,所以直线AP 斜率的取值范围是()1,1-.(2 )因为直线AP ⊥BQ ,且3924B ⎛⎫⎪⎝⎭, ,所以直线BQ 的方程为91342y x k ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭,联立直线AP 与BQ 的方程1102493042kx y k x ky k ⎧-++=⎪⎪⎨⎪+--=⎪⎩ ,解得点Q 的横坐标是()224321Q k k x k -++=+.因为)11,112PA k k =+=+-<<,2(1)1Q k k PQ x -+=-= ,11k -<< ,所以()()311,11PA PQ k k k ⋅=--+-<< ,令()()()311,11f k k k k =--+-<< , 因为()()()2421f k k k '=--+ ,当112x -<<时 ,()0f k '> ,当112x <<时 ,()0f k '< ,所以()f k 在11,2⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增 ,1,12⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减 ,因此当12k =时 ,PA PQ ⋅取得最|||大值2716.。
2019-2020高考数学一轮复习精选试题:直线与圆及解析-精编试题
直线与圆一、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)1.两直线330x y +-=与610x my ++=平行,则它们之间的距离为( )A .4B C D 【答案】D2.圆:06422=+-+y x y x 和圆:0622=-+x y x 交于,A B 两点,则直线AB 的的方程是( ) A .30x y += B . 3+0x y = C . 30x y -= D . 350y x -= 【答案】A3.已知三点A (-2,-1)、B (x ,2)、C (1,0)共线,则x 为( )A .7B .-5C .3D .-1【答案】A4.“m=21”是“直线(m+2)x+3my+1=0与直线(m -2)x+(m+2)y -3=0相互垂直”的( )A .充分必要条件B .充分而不必要条件C .必要而不充分条件D .既不充分也不必要条件【答案】B5.过点(1,2)且与原点的距离最大的直线方程是( )A .2x+y-4=0B . x+2y-5=0C .x+3y-7=0D .3x+y-5=0【答案】B6.已知直线1:2310l x y +-=与直线2:650l x my ++=相互垂直,则实数m 的值为() A .9 B .—9 C .4 D .—4【答案】D7.若22(1)20x y x y λλλ++-++=表示圆,则λ的取值范围是( )A .(0)+,∞B .114⎡⎤⎢⎥⎣⎦,C .1(1)()5+-,∞∞,D .R【答案】C8.如果两条直线l 1:260ax y ++=与l 2:(1)30x a y +-+=平行,那么 a 等于( )A .1B .-1C .2D .23【答案】B9.直线3470x y +-=与直线6830x y ++=之间的距离是( )A .54B .2C .1710D .175【答案】C10.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 -=1B .2(2)x -+2(2)y +=1C .2(2)x ++2(2)y +=1D .2(2)x -+2(2)y -=1 【答案】B11.曲线|x ―1|+|y ―1|=1所围成的图形的面积为( )A .1B .2C .4D .2【答案】B12.设直线l 过点)0,2(-,且与圆122=+y x 相切,则l 的斜率是( ) A . 33±B . 21±C . 1±D . 3±【答案】A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Q P ,分别在直线0962,043=-+=-+y x y x 上,则线段PQ 长度的最小值是 .【答案】 2014.已知曲线y =3x 2+2x 在点(1,5)处的切线与直线2ax -y -6=0平行,则a = .【答案】415.已知圆50)3()6(10)1()2(222221=+++=-+-y x C y x C :与圆:交于A 、B 两点,则AB 所在的直线方程是 。
高考数学一轮专项复习练习卷(ppt版)北师大版必刷小题-直线与圆(含解析)
方法二 x2+y2-4x-2y-4=0, 整理得(x-2)2+(y-1)2=9, 令x=3cos θ+2,y=3sin θ+1, 其中θ∈[0,2π], 则 x-y=3cos θ-3sin θ+1=3 2cosθ+π4+1, 因为 θ∈[0,2π],所以 θ+π4∈π4,94π, 则当 θ+π4=2π,即 θ=74π时,x-y 取得最大值 3 2+1,
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
7.(2023·全国乙卷)已知实数x,y满足x2+y2-4x-2y-4=0,则x-y的 最大值是
A.1+3 2 2
B.4
√C.1+3 2
D.7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
方法一 令x-y=k,则x=k+y, 代入原式化简得2y2+(2k-6)y+k2-4k-4=0, 因为存在实数y,则Δ≥0, 即(2k-6)2-4×2(k2-4k-4)≥0, 化简得k2-2k-17≤0, 解得 1-3 2≤k≤1+3 2, 故 x-y 的最大值是 3 2+1.
√A.所有圆Ck均不经过点(0,3) √B.若圆Ck关于直线l对称,则k=-2
C.若直线l与圆Ck相交于A,B两点,且|AB|= 2 ,则k=-1
√D.不存在圆Ck与x轴、y轴均相切
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
对于A,将(0,3)代入(x+k-1)2+(y+2k)2=1,则(k-1)2+(2k+3)2=1, 所以5k2+10k+9=0,此时Δ=100-4×5×9=-80<0, 所以不存在k值,使圆Ck经过点(0,3),A对; 对于B,若圆Ck关于直线l对称,则(1-k,-2k)在直线l:x-y+1=0上, 所以1-k+2k+1=0,则k=-2,B对; 对于 C,由题意,Ck 到直线 l 的距离 d= 1-|A4B|2= 22, 所以|1-k+22k+1|=|k+22|= 22,则|k+2|=1,可得 k=-3 或-1,C 错;
2020年高考数学最后冲刺 直线和圆
直线和圆1. “1k =”是“直线0x y k -+=与圆221x y +=相交”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分又不必要条件【答案】A【解析】若直线0x y k -+=与圆221x y +=相交,则有圆心(0,0)到直线0x y k -+=的距离为12<,解得22k -<<,故选A.2.由直线2+=x y 上的点向圆()()22421x y -++= 引切线,则切线长的最小值为( )A .30B .31C .24D .33【解析】(1)设椭圆C 的方程为22221x y a b +=直线30x ky +-=所经过的定点是(3,0),即点F (3,0) ∵椭圆C 上的点到点F 的最大距离为8 ∴38a += 5a =∴22216b a c =-=∴椭圆C 的方程为2212516x y +=(2)∵点(,)P m n 在椭圆C 上∴2212516m n +=,22161625m n =-[ ∴原点到直线:1l mx ny +=的距离222191625d m nm ==++p∴直线:1l mx ny +=与圆22:1O x y +=恒相交222214()4(1)91625L r d m =-=-+∵05m ≤≤∴1546L ≤≤4.由直线2+=x y 上的点向圆()()22421x y -++= 引切线,则切线长的最小值为( )A .30B .31C .24D .33证法1:过点P 作直线l 的垂线,垂足为H .若A = 0,则直线l 的方程为Cy B =-,此时点P 到直线l 的距离为0||C y B +,而000022||||||By C C y B B A B +==++,可知结论是成立的. ————5分证法2:若B = 0,则直线l 的方程为Cx A =-,此时点P 到直线l 的距离为0000222||Cd x A A A B =--==+;证法3:过点P 作直线l 的垂线,垂足为H .则直线PH 的一个方向向量对应于直线l 的一个法向量,而直线l 的一个法向量为(,)A B ,又线段PH 的长为d ,所以22(,)||PH PH dA B A BPH →→→==+或22(,)PH A B A B→=-+00002222||||PQ v d A B A B v →→→•===++因为0000()()()x x A y y B Ax By Ax By -+-=+-+,而点(,)x y 满足0Ax By C ++=,所以0000()()Ax By Ax By Ax By C +-+=-++.因此0022||d A B=+.6.已知圆C 1的方程为22(2)1x y +-=,定直线l 的方程为1y =-.动圆C 与圆C 1外切,且与直线l 相切.(Ⅰ)求动圆圆心C 的轨迹M 的方程;(II )斜率为k 的直线l 与轨迹M 相切于第一象限的点P ,过点P 作直线l 的垂线恰好经过点A (0,6),并交轨迹M 于异于点P 的点Q ,记S 为∆POQ (O 为坐标原点)的面积,求S 的值. 解(Ⅰ)设动圆圆心C 的坐标为(,)x y ,动圆半径为R ,则221||(2)1CCx y R =+-=+,且|1|y R += ————2分 可得22(2)|1|1x y y +-=++.由于圆C 1在直线l 的上方,所以动圆C 的圆心C 应该在直线l 的上方,所以有10y +>,从而得22(2)2x y y +-=+,整理得28x y =,即为动圆圆心C 的轨迹M 的方程. ————5分(II )如图示,设点P 的坐标为200(,)8x x ,则切线的斜率为04x ,可得直线PQ 的斜率为04x -,所以直线PQ 的方程为20004()8x y x x x -=--.由于该直线经过点A (0,6),所以有20648x -=,得216x =.因为点P 在第一象限,所以04x =,点P 坐标为(4,2),直线PQ 的方程为60x y +-=. —————9分由条件得1112y yx x-+?-,-------------------------------------------------------2’即() 2210 2xy x+=?动点P 的轨迹C 的方程为22121222422,1212k k x x x x k k -∴+=-=++-----------------------------12’21.已知圆C 的圆心为(,0)(3)C m m <,半径为5,圆C 与椭圆E :)0(12222>>=+b a b y a x 有一个公共点(3,1)A ,21F F 、分别是椭圆的左、右焦点.(Ⅰ)求圆C 的标准方程;(Ⅱ)若点P 的坐标为(4,4),试探究斜率为k 的直线1PF 与圆C 能否相切,若能,求出椭圆E 和直线1PF 的方程,若不能,请说明理由.∴0112442=+-k k ,解得21211==k k ,或。
2020年高考数学分类汇编:直线与圆
2020年高考数学分类汇编:直线与圆一、单选题1.【2020年新课标Ⅲ卷文科】点(0,﹣1)到直线()1y k x =+距离的最大值为( )A .1B .2C .3D .21.B 【解析】由(1)y k x =+可知直线过定点(1,0)P -,设(0,1)A -,当直线(1)y k x =+与AP 垂直时,点A 到直线(1)y k x =+距离最大,即为||2AP =.故选B .2.【2020年) 新课标皿卷理科)】若直线l 与曲线y =x 和x 2+y 2=15都相切,则l 的方程为( ) A .y =2x +1B .y =2x +12C .y =12x +1 D .y =12x +122.D 【解析】设直线l 在曲线y x =上的切点为()00,x x ,则00x >,函数y x =的导数为2y x'=,则直线l 的斜率02k x =,设直线l 的方程为()0002y x x x x -=-,即0020x x y x -+=,由于直线l 与圆2215x y +=相切,则00145x =+,两边平方并整理得2005410x x --=,解得01x =,015x =-(舍),则直线l 的方程为210x y -+=,即1122y x =+.故选D. 3.【2020年新课标I 卷文理科)】若过点(2,1)的圆与两坐标轴都相切,则圆心到直线230x y --=的距离为( )A .5B .25C .35D .453.B 【解析】由于圆上的点()2,1在第一象限,若圆心不在第一象限,则圆与至少与一条坐标轴相交,不合乎题意,所以圆心必在第一象限,设圆心的坐标为(),a a ,则圆的半径为a ,圆的标准方程为()()222x a y a a -+-=.由题意可得()()22221a a a -+-=,可得2650a a -+=,解得1a =或5a =,所以圆心的坐标为()1,1或()5,5,圆心到直线的距离均为121132555d ⨯--==;圆心到直线的距离均为22553255d ⨯--==圆心到直线230x y --=的距离均为2255d -==所以,圆心到直线230x y --=25.故选B. 4.【2020年新课标I 卷理科】已知⊙M :222220x y x y +---=,直线l :220x y ++=,P 为l 上的动点,过点P 作⊙M 的切线,PA PB ,切点为,A B ,当||||PM AB ⋅最小时,直线AB 的方程为( )A .210x y --=B .210x y +-=C .210x y -+=D .210x y ++= 4.D 【解析】圆的方程可化为()()22114x y -+-=,点 M 到直线l 的距离为2221125221d ⨯++==>+,所以直线 l 与圆相离.依圆的知识可知,四点,,,A P B M 四点共圆,且AB MP ⊥,所以14442PAMPM AB SPA AM PA ⋅==⨯⨯⨯=,而 24PA MP =-,当直线MP l ⊥时,min 5MP , min 1PA =,此时PM AB ⋅最小.∴()1:112MP y x -=-即 1122y x =+,由1122220y x x y ⎧=+⎪⎨⎪++=⎩解得,10x y =-⎧⎨=⎩.所以以MP 为直径的圆的方程为()()()1110x x y y -++-=,即 2210x y y +--=,两圆的方程相减可得:210x y ++=,即为直线AB 的方程.故选D.5.【2020年新课标I 卷文科】已知圆2260x y x +-=,过点(1,2)的直线被该圆所截得的弦的长度的最小值为( )A .1B .2C .3D .45.B 【解析】圆2260x y x +-=化为22(3)9x y -+=,所以圆心C 坐标为(3,0)C ,半径大,所求的弦长最短,此时22||(31)(2)22CP =-+-=.根据弦长公式得最小值为229||2982CP -=-=.故选:B.6.【2020年北京卷】已知半径为1的圆经过点(3,4),则其圆心到原点的距离的最小值为( ). A .4B .5C .6D .76.A 【解析】设圆心(),C x y ,则()()22341x y -+-=,化简得()()22341x y -+-=,所以圆心C 的轨迹是以(3,4)M 为圆心,1为半径的圆,所以||1||OC OM +≥22345=+=,所以||514OC ≥-=,当且仅当C 在线段OM 上时取得等号,故选:A.二、填空题7.【2020年江苏卷】在平面直角坐标系xOy 中,已知3(0)P ,A ,B 是圆C :221()362x y +-=上的两个动点,满足PA PB =,则△P AB 面积的最大值是__________. 7.105PA PB PC AB =∴⊥,设圆心C 到直线AB 距离为d ,则231||=236,||144AB d PC -=+=,所以2221236(1)(36)(1)2PABSd d d d ≤⋅-+=-+222(36)(1)(06)2(1)(236)04y d d d y d d d d '=-+≤<∴=+--+=∴=(负值舍去).当04d ≤<时,0y '>;当46d ≤<时,0y '≤,因此当4d =时,y 取最大值,即PABS取最大值为1058.【2020年天津卷】已知直线380x +=和圆222(0)x y r r +=>相交于,A B 两点.若||6AB =,则r 的值为_________.8.5【解析】因为圆心()0,0到直线80x +=的距离4d ==,由||AB =6==5r .三、双空题9.【2020年浙江卷】设直线:(0)l y kx b k =+>与圆221x y +=和圆22(4)1x y -+=均相切,则k =_______;b =______.93-【解析】设221:1C x y +=,222:(4)1C x y -+=,由题意,12,C C1=1=,所以||4b k b =+,所以0k =(舍)或者2b k =-,解得k b ==.。
2020年高考文科数学易错题《直线与圆》题型归纳与训练
12020年高考文科数学《直线与圆》题型归纳与训练【题型归纳】题型一 倾斜角与斜率例1 直线l310y +-=,则直线l 的倾斜角为( )A. 0150B. 0120C. 060D. 030【答案】 A【解析】由直线l310y +-=,可得直线的斜率为33-=k ,设直线的倾斜角为[)πα,0∈,则33tan -=α,∴︒=150α. 故选:A .【易错点】基础求解问题注意不要算错【思维点拨】直线方程的基础问题(倾斜角,斜率与方程,注意倾斜角为α为2π,即斜率k 不存在的情况)应对相关知识点充分理解,熟悉熟练例2 已知三点()0,a A 、()7,3B 、()a C 9,2--在一条直线上,求实数a 的值. 【答案】2=a 或92=a 【解析】597,35ak a k CB AB +=-=∵A 、B 、C 三点在一条直线上,∴BC AB k k =,即59735a a +=-,解得2=a 或92=a .题型二 直线方程例1 经过点()1,1M 且在两坐标轴上截距相等的直线是( ).A. 2x y +=B. 1x y +=C. 1x =或1y =D. 2x y +=或x y = 【答案】D【解析】若直线过原点,则直线为y x =符合题意,若直线不过原点设直线为1x ym m+=, 代入点()1,1解得2m =,直线方程整理得20x y +-=,故选D . 【易错点】截距问题用截距式比较简单,但截距式1=+nym x 中要求m ,n 均非零。
故做题时应考虑此情形【思维点拨】求解基本直线方程问题通常比较简单,考虑时注意每种形式的适用范围即可。
不要漏解。
题型三 直线位置关系的判断例1 直线()1:3230l kx k y +--=和()()2:2220l k x k y -++-=互相垂直,则实数k 的值是( )A. 2-或1-B. 2或1-C. 2-或1D. 2或1 【答案】D【解析】根据直线垂直的充要条件得到: ()()()3*22*20k k k k -+-+= 化简为23201k k k -+=⇒= 或2 故选择D【易错点】本题若采用斜率之积为-1求解,则容易错误。
高考文科数学一轮复习练习第八篇第3节 直线圆的位置关系
第3节直线、圆的位置关系【选题明细表】知识点、方法题号直线与圆、圆与圆的位置关系2,8,12直线与圆相切问题1,6,7,13与圆的弦长有关问题3,4,9,10综合应用问题5,11,14,15基础巩固(时间:30分钟)1.若直线2x+y+a=0与圆x2+y2+2x4y=0相切,则a的值为( B )(A)± (B)±5 (C)3 (D)±3解析:圆的方程可化为(x+1)2+(y2)2=5,因为直线与圆相切,所以有=,即a=±5.故选B.2.(2018·四川遂宁期末)圆C1:x2+y2+2x=0与圆C2:x2+y24x+8y+4=0的位置关系是( B )(A)相交(B)外切(C)内切(D)相离解析:圆C1:x2+y2+2x=0即(x+1)2+y2=1的圆心C1(1,0),半径等于1.圆C2:x2+y24x+8y+4=0化为(x2)2+(y+4)2=16的圆心C2(2,4),半径等于4.两圆的圆心距等于=5,而5=1+4,故两圆相外切,故选B.3.(2018·广西南宁、梧州联考)直线y=kx+3被圆(x2)2+(y3)2=4截得的弦长为2,则直线的倾斜角为( A )(A)或(B)或(C)或(D)解析:由题知,圆心(2,3),半径为2,所以圆心到直线的距离为d==1.即d==1,所以k=±,由k=tan α,得α=或.故选A.4.(2017·河南师大附中期末)已知圆的方程为x2+y26x8y=0.设该圆过点(1,4)的最长弦和最短弦分别为AC和BD,则四边形ABCD的面积为( B )(A)15 (B)30 (C)45 (D)60解析:圆的标准方程为(x3)2+(y4)2=25,过点(1,4)的最长弦AC所在的直线过圆心,故AC=10,过点(1,4)的最短弦BD所在直线垂直于AC,由勾股定理得BD=6,故四边形ABCD的面积为S=×6×10=30.故选B.5.已知圆O:x2+y2=4上到直线l:x+y=a的距离等于1的点至少有2个,则a的取值范围为( A )(A)(3,3)(B)(∞,3)∪(3,+∞)(C)(2,2)(D)[3,3 ]解析:由圆的方程可知圆心为O(0,0),半径为2,因为圆上的点到直线l的距离等于1的点至少有2个,所以圆心到直线l的距离d<2+1=3,即d==<3,解得a∈(3,3),故选A.6.(2018·河北邯郸联考)以(a,1)为圆心,且与两条直线2xy+4=0与2xy6=0同时相切的圆的标准方程为( A )(A)(x1)2+(y1)2=5 (B)(x+1)2+(y+1)2=5(C)(x1)2+y2=5 (D)x2+(y1)2=5解析:因为两条直线2xy+4=0与2xy6=0的距离为d==2,所以所求圆的半径为r=,所以圆心(a,1)到直线2xy+4=0的距离为==,即a=1或a=4,又因为圆心(a,1)到直线2xy6=0的距离也为r=,所以a=1,所以所求的标准方程为(x1)2+(y1)2=5,故选A.7.已知圆C的圆心是直线xy+1=0与x轴的交点,且圆C与直线x+y+3=0相切,则圆C的方程为.解析:由题意可得圆心(1,0),圆心到直线x+y+3=0的距离即为圆的半径,故r==,所以圆的方程为(x+1)2+y2=2.答案:(x+1)2+y2=28.导学号 94626201(2018·湖南郴州质监)过点M(,1)的直线l与圆C:(x1)2+y2=4交于A,B两点,C为圆心,当∠ACB最小时,直线l的方程为.解析:由题意得,当CM⊥AB时,∠ACB最小,k CM=2,所以k AB=,从而直线方程为y1=(x),即2x4y+3=0.答案:2x4y+3=09.(2017·深圳一模)直线axy+3=0与圆(x2)2+(ya)2=4相交于M,N两点,若|MN|≥2,则实数a的取值范围是.解析:设圆心到直线的距离为d,则d==,由r2=d2+()2知()2=4≥3,解得a≤.答案:(∞,)能力提升(时间:15分钟)10.已知圆(x2)2+(y+1)2=16的一条直径经过直线x2y+3=0被圆所截弦的中点,则该直径所在的直线方程为( D )(A)3x+y5=0 (B)x2y=0(C)x2y+4=0 (D)2x+y3=0解析:直线x2y+3=0的斜率为,已知圆的圆心坐标为(2,1),该直径所在直线的斜率为2,所以该直径所在的直线方程为y+1=2(x2),即2x+y3=0,故选D.11.导学号 94626202已知点P的坐标(x,y)满足过点P的直线l与圆C:x2+y2=14相交于A,B两点,则|AB|的最小值是( B ) (A)2 (B)4 (C) (D)2解析:根据约束条件画出可行域,如图中阴影部分所示,设点P到圆心的距离为d,则求最短弦长,等价于求到圆心的距离最大的点,即为图中的P点,其坐标为(1,3),则d==,此时|AB|min=2=4,故选B.12.(2017·河南豫北名校联盟联考)已知圆C:x2+y2+8x+15=0,若直线y=kx2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C有公共点,则实数k的取值范围为.解析:圆C即(x+4)2+y2=1,所以圆心为(4,0),半径r=1,直线即kxy2=0,≤2,解之得≤k≤0,即实数k的取值范围为[,0].答案:[,0]13.过点P(1,)作圆x2+y2=1的两条切线,切点分别为A,B,则·= .解析:由题意,圆心为O(0,0),半径为1.因为P(1,),不妨设PA⊥x 轴,PA=PB=.所以△POA为直角三角形,其中OA=1,AP=,则OP=2,所以∠OPA=30°,所以∠APB=60°.所以·=||||·cos∠APB=××cos 60°=.答案:14.已知直线l:4x+3y+10=0,半径为2的圆C与l相切,圆心C在x轴上且在直线l的右上方.(1)求圆C的方程;(2)过点M(1,0)的直线与圆C交于A,B两点(A在x轴上方),问在x轴正半轴上是否存在定点N,使得x轴平分∠ANB?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)设圆心C(a,0)(a>),则=2⇒a=0或a=5(舍).所以圆C:x2+y2=4.(2)当直线AB⊥x轴时,x轴上任意一点都满足x轴平分∠ANB.当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=k(x1),N(t,0),A(x1,y1),B(x2,y2),由得(k2+1)x22k2x+k24=0.所以x1+x2=,x1x2=.若x轴平分∠ANB,则k AN=k BN⇒+=0⇒+=0⇒2x1x2(t+1) (x1+x2)+2t=0⇒+2t=0⇒t=4,所以当点N为(4,0)时,能使得∠ANM=∠BNM总成立.15.(2018·广东汕头期末)在平面直角坐标系xOy中,已知以M为圆心的圆M:x2+y212x14y+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;(3)设点T(t,0)满足:存在圆M上的两点P和Q,使得+=,求实数t的取值范围.解:圆M的标准方程为(x6)2+(y7)2=25,所以圆心M(6,7),半径为5.(1)由圆心在直线x=6上,可设N(6,y0),因为N与x轴相切,与圆M外切,所以0<y0<7,于是圆N的半径为y0,从而7y0=5+y0,解得y0=1,因此,圆N的标准方程为(x6)2+(y1)2=1.(2)因为直线l∥OA,所以直线l的斜率为=2.设直线l的方程为y=2x+m,即2xy+m=0,则圆心M到直线l的距离d==.因为BC=OA==2,而MC2=d2+()2,所以25=+5,解得m=5或m=15.故直线l的方程为2xy+5=0或2xy15=0.(3)设P(x1,y1),Q(x2,y2).因为A(2,4),T(t,0),+=,所以①因为点Q在圆M上,所以(x26)2+(y27)2=25,②将①代入②,得(x1t4)2+(y13)2=25.于是点P(x1,y1)既在圆M上,又在圆[x(t+4)]2+(y3)2=25上,从而圆(x6)2+(y7)2=25与圆[x(t+4)]2+(y3)2=25有公共点, 所以55≤≤5+5,解得22≤t≤2+2.因此,实数t的取值范围是[22,2+2].。
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小题必刷卷 十一 直线与圆
考查范围:第44讲~第47讲
题组一 刷真题
角度1 圆的标准方程与一般方程
1.[2018·天津卷] 在平面直角坐标系中,经过三点(0,0),(1,1),(2,0)的圆的方程为 .
2.[2016·浙江卷] 已知a ∈R ,方程a 2x 2
+(a+2)y 2
+4x+8y+5a=0表示圆,则圆心坐标是 ,半径是 .
3.[2016·天津卷] 已知圆C 的圆心在x 轴的正半轴上,点M (0,√5)在圆C 上,且圆心到直线2x-y=0的距离为
4√5
5
,则圆C 的方程为 .
4.[2014·全国卷Ⅰ改编] 已知点P (2,2),圆 C :x 2
+y 2
-8y=0,过点P 的动直线l 与圆C 交于A ,B 两点,线段AB 的中点为M ,O 为坐标原点,则M 的轨迹方程为 . 角度2 直线与圆、圆与圆的位置关系
5.[2018·全国卷Ⅲ] 直线x+y+2=0分别与x 轴、y 轴交于A ,B 两点,点P 在圆(x-2)2
+y 2
=2上,则△ABP 面积的取值范围是( )
A .[2,6]
B .[4,8]
C .[√2,3√2]
D .[2√2,3√2]
6.[2016·全国卷Ⅱ] 圆x 2
+y 2
-2x-8y+13=0的圆心到直线ax+y-1=0的距离为1,则a=
( )
A .-4
3 B .-3
4
C.√3
D.2
7.[2014·全国卷Ⅱ]设点M(x0,1),若在圆O:x2+y2=1上存在点N,使得∠OMN=45°,则x0的取值范围是()
A. [-1,1]
B. [-1
2,1 2 ]
C. [-√2,√2]
D. [-√2
2,√2 2
]
8.[2016·山东卷]已知圆M:x2+y2-2ay=0(a>0)截直线x+y=0所得线段的长度是2√2,则圆M 与圆N:(x-1)2+(y-1)2=1的位置关系是()
A.内切
B.相交
C.外切
D.相离
9.[2015·安徽卷]直线3x+4y=b与圆x2+y2-2x-2y+1=0相切,则b的值是()
A.-2或12
B.2或-12
C.-2或-12
D.2或12
10.[2015·四川卷]设直线l与抛物线y2=4x相交于A,B两点,与圆(x-5)2+y2=r2(r>0)相切于点M,且M为线段AB的中点,若这样的直线l恰有4条,则r的取值范围是()
A.(1,3)
B.(1,4)
C.(2,3)
D.(2,4)
11.[2014·浙江卷]已知圆x2+y2+2x-2y+a=0截直线x+y+2=0所得弦的长度为4,则实数a 的值是()
A.-2
B.-4
C.-6
D.-8
12.[2014·安徽卷]过点P(-√3,-1)的直线l与圆x2+y2=1有公共点,则直线l的倾斜角的取值范围是()
A .(0,π6]
B .(0,π
3] C .[0,π6] D .[0,π
3]
13.[2016·全国卷Ⅰ] 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|=2√3,则圆C 的面积为 .
14.[2016·全国卷Ⅲ] 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|= .
15.[2014·湖南卷] 若圆C 1:x 2
+y 2
=1与圆C 2:x 2
+y 2
-6x-8y+m=0外切,则m= ( ) A .21 B .19 C .9 D .-11
16.[2015·湖南卷] 若直线3x-4y+5=0与圆x 2
+y 2
=r 2
(r>0)相交于A ,B 两点,且∠AOB=120°(O
为坐标原点),则r= .
17.[2015·山东卷] 过点P (1,√3)作圆x 2
+y 2
=1的两条切线,切点分别为A ,B ,则PA ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PB ⃗⃗⃗⃗⃗ = .
题组二 刷模
拟
18.[2018·广东佛山模拟] 已知圆O 1的方程为x 2+y 2=1,圆O 2的方程为(x+a )2+y 2
=4,如果这两个圆有且只有一个公共点,那么实数a 的所有取值构成的集合是 ( )
A .{1,-1,3,-3}
B .{5,-5,3,-3}
C .{1,-1}
D .{3,-3}
19.[2018·贵州贵阳一中月考] 已知圆O 的方程为x 2
+y 2
=1,直线l 恒过点(1,√3),则“直线l 的斜率为√3
3”是“直线l 与圆O 相切”的 ( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
20.[2018·南充三诊]直线y=ax+1与曲线x2+y2+bx-y=1交于两点,且这两个点关于直线x+y=0对称,则a+b=()
A.5
B.4
C.3
D.2
21.[2018·北京东城区期末]直线l:y=kx+1与圆O:x2+y2=1相交于A,B两点,则“k=1”是“|AB|=√2”的()
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
22.[2019·四川广安华蓥调研]若过点(2,0)有两条直线与圆x2+y2-2x+2y+m+1=0相切,则实数m的取值范围是()
A.(-∞,-1)
B.(-1,+∞)
C.(-1,0)
D.(-1,1)
23.[2018·吉林梅河口五中二模]已知圆C:(x-3)2+(y-4)2=1与圆M关于x轴对称,Q为圆M 上的动点,当Q到直线y=x+2的距离最小时,点Q的横坐标为()
A.2-√2
2B.2±√2
2
C.3-√2
2D.3±√2
2
24.[2018·山东淄博模拟]直线y=kx+3与圆(x-2)2+(y-3)2=4相交于M,N两点,若|MN|≥2√3,则k的取值范围是()
A.[-3
4,0]B.[-√3
3
,√3
3
]
C.[-√3,√3]
D.[-2
3
,0]
25.[2018·北京朝阳区期末]阿波罗尼斯(约公元前262-190年)证明过这样一个命题:平面内到两定点距离之比为常数k(k>0且k≠1)的点的轨迹是圆.后人将这个圆称为阿氏圆.若平面
内两定点A,B间的距离为2,动点P与A,B距离之比为√2,当P,A,B不共线时,△PAB面积的最大值是()
A.2√2
B.√2
C.2√2
3D.√2
3
26.[2018·北京丰台区3月模拟]圆心为(1,0),且与直线y=x+1相切的圆的方程是.
27.[2018·天津一中月考]已知圆C的圆心与抛物线y2=4x的焦点关于直线y=x对称,直线4x-3y-2=0与圆C相交于A,B两点,且|AB|=6,则圆C的标准方程为.
28.[2018·湖南长郡中学一模]若过点(1,1)的直线与圆x2+y2-6x-4y+4=0相交于A,B两点,则|AB|的最小值为.
29.[2018·河南安阳一模]在平面直角坐标系xOy中,已知点A(0,-3),若圆C:(x-a)2+(y-a+2)2=1上存在一点M满足|MA|=2|MO|,则实数a的取值范围是.。