2019北师大版同步优化探究理数练习:第八章 第三节 圆的方程含解析
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课时作业
A组——基础对点练
1.方程x2
+y2
+2x-4y-6=0表示的图形是( )
A.以(1,-2)
为圆心,为半径的圆11
B.以(1,2)
为圆心,为半径的圆11
C.以(-1,-2)
为圆心,为半径的圆11
D.以(-1,2)
为圆心,为半径的圆11
解析:由x2+y
2+2x-4y-6=0得(x+1)
2+(y-2)
2=11,故圆心为(-1,2),半径为.
11
答案:D
2.若圆C的半径为1,圆心C与点(2,0)关于点(1,0)对称,则圆C的标准方程为
( )
A.x2
+y2
=1 B.(x-3)2
+y2
=1
C.(x-1)2
+y2
=1 D.x2
+(y-3)2
=1
解析:因为圆心C与点(2,0)关于点(1,0)对称, 故由中点坐标公式可得C(0,0),
所以所求圆的标准方程为x
2+y
2=1.
答案:A
3.圆(x+2)2
+y2
=5关于原点(0,0)对称的圆的方程为( )
A.x2
+(y-2)2
=5 B.(x-2)2
+y2
=5
C.x2
+(y+2)2
=5 D.(x-1)2
+y2
=5
解析:因为所求圆的圆心与圆(x+2)2+y
2=5的圆心(-2,0)关于原点(0,0)对称,
所以所求圆的圆心为(2,0)
,半径为,故所求圆的方程为(x-2)
2+y
2=5.
5
答案:B
4.设P是圆(x-3)2
+(y+1)2
=4上的动点,Q是直线
x=-3上的动点,则|PQ|的最小值为
.
解析:如图所示,圆心M(3,-1)到定直线x=-3上点的最短距离为|MQ|=3-(-3)=6,又圆的半径为2,故所求最短距离为6-2=4.
答案:4
5.(2018·唐山一中调研)点P(4,-2)与圆x2
+y2
=4上任一点连线的中点的轨迹
方程是 .
解析:设圆上任意一点为(x
1,y
1),中点为(x,y),则Error!,即Error!,代入
x2+y
2=4,得(2x-4)
2+(2y+2)
2=4,化简得(x-2)
2+(y+1)
2=1.
答案:(x-2)2
+(y+1)2
=1
6.已知圆C经过点(0,1),且圆心为C(1,2).
(1)写出圆C的标准方程;
(2)过点P(2,-1)作圆C的切线,求该切线的方程及切线长.
解析:(1)由题意知,圆C的半径r
=
=,1-0
2+
2-1
2
2
所以圆C的标准方程为(x-1)
2+(y-2)
2=2.
(2)由题意知切线斜率存在,故设过点P(2,-1)的切线方程为y+1=k(x-2),
即kx-y-2k
-1
=0,则=,|-k-3|
1+k22
所以k
2-6k-7=0,解得k=7或k=-1,
故所求切线的方程为7x-y-15=0或x+y-1=0.
由圆的性质易得所求切线长为==2.
PC2-r22-1
2+
-1-2
2-2
2
7.(2018·南昌二中检测)在平面直角坐标系xOy中,经过函数f(x)=x2
-x-6的
图像与两坐标轴交点的圆记为圆C.
(1)求圆C的方程;
(2)求经过圆心C且在坐标轴上截距相等的直线l的方程.
解析:(1)设圆的方程为x2+y
2+Dx+Ey+F=0,函数f(x)=x
2-x-6的图像与
两坐标轴交点为(0,-6),(-2,0),(3,0),由Error!,
解得Error!,所以圆的方程为x
2+y
2-x+5y-6=0.
(2)由(1)知圆心坐标为(,-),若直线经过原点,则直线l的方程为1
25
2
5x+y=0;若直线不过原点,设直线l的方程为x+y=a,则a=-=-2,即1
25
2
直线l的方程为x+y+2=0.综上可得,直线l的方程为5x+y=0或x+y+2=0.
B组——能力提升练
1.已知圆x2
+y2
-4ax+2by+b2
=0(a>0,b>0)关于直线x-y-1=0对称,则
ab的最大值是( )
A. B.1
21
8
C. D. 1
42
4
解析:由圆x2+y
2-4ax+2by+b
2=0(a>0,b>0)关于直线x-y-1=0对称,可
得圆心(2a,-b)在直线x-y-1=0上,故有2a+b-1=0,即2a+b=1≥2
,解得ab≤,故ab
的最大值为,故选
B.
2ab1
81
8
答案:B
2.(2018·绵阳诊断)圆C的圆心在y轴正半轴上,且与x轴相切,被双曲线x2
-
=1
的渐近线截得的弦长为,则圆C的方程为( )y2
33
A.x2
+(y-1)2
=1 B
.x2
+(y-)2
=33
C.x2
+(y+1)2
=1 D
.x2
+(y+)2
=33
解析:依题意得,题中的双曲线的一条渐近线的斜率为,倾斜角为60°,结3
合图形(图略)可知,所求的圆C的圆心坐标是(0,1)、半径是1,因此其方程是
x2+(y-1)
2=1,选A.
答案:A
3.已知圆C与直线y=x及x-y-4=0都相切,圆心在直线y=-x上,则圆C的方程为( )
A.(x+1)2
+(y-1)2
=2 B.(x+1)2
+(y+1)2
=2
C.(x-1)2
+(y-1)2
=2 D.(x-1)2
+(y+1)2
=2
解析:由题意知x-y=0和x-y-4=0
之间的距离为=
2,所以r
=.又|4|
222
因为y=-x与x-y=0,x-y-4=0均垂直,所以由y=-x和x-y=0联立得
交点坐标为(0,0),由y=-x和x-y-4=0联立得交点坐标为(2,-2),所以圆
心坐标为(1,-1),圆C的标准方程为(x-1)
2+(y+1)
2=2.
答案:D
4.已知△ABC的三个顶点坐标分别为A(-2,3),B(-2,-1),C(6,-1),以
原点为圆心的圆与此三角形有唯一的公共点,则该圆的方程为( )
A.x2
+y2
=1
B.x2
+y2
=4
C.x2
+y2
=3
D.x2
+y2
=1或x2
+y2
=37
解析:如图,易知AC所在直线的方程为x+2y-4=0.
点O到直线x+2y-4=0的距离
d
==>1
,OA
=
=,OB
=
=,OC=|-4|
545
5-2
2+32
13-2
2+
-1
2
5
=,62+
-1
2
37
∴以原点为圆心的圆若与三角形ABC有唯一的公共点,则公共点为(0,-1)或
(6,-1),
∴圆的半径为1或,
37
则该圆的方程为x
2+y
2=1或x
2+y
2=37.故选D.答案:D
5.圆心在直线x-2y=0上的圆C与y轴的正半轴相切,圆C截x轴所得弦的
长为
2,则圆C的标准方程为 .3
解析:依题意,设圆心的坐标为(2b,b)(其中b>0),则圆C的半径为2b,圆心
到x轴的距离为b,所以
2=
2,b>0,解得b=1,故所求圆C的标
4b2-b23
准方程为(x-2)
2+(y-1)
2=4.
答案:(x-2)2
+(y-1)2
=4
6.已知圆C过点P(1,1),且与圆M:(x+2)2
+(y+2)2
=r2(r>0)关于直线
x+y+2=0对称.
(1)求圆C的方程;
(2)设Q为圆C上的一个动点,求·的最小值.PQ→
MQ→
解析:(1)设圆心C(a,b),
由已知得M(-2,-2),
则Error!解得Error!
则圆C的方程为x
2+y
2=r
2,将点P的坐标代入得r
2=2,故圆C的方程为
x2+y
2=2.
(2)设Q(x,y),则x2+y
2=2,
·=(x-1,y-1)·(x+2,y+2)PQ→
MQ→
=x
2+y
2+x+y-4=x+y-2.
令x=cos θ,y=sin θ,
22
所以·=x
+y-2=(sin θ+cos θ)-2PQ→
MQ→
2
=2sin-2,(
θ+π
4)
又
min=-1,[
sin
θ+π
4]