直线与圆_2014高考题
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2014 年天津市高考数学试卷(文科)一、选择题: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.(5 分) i 是虚数单位,复数=()A.1﹣i B.﹣ 1+i C.+ i D.﹣+ i 2.(5 分)设变量 x,y 满足约束条件,则目标函数z=x+2y 的最小值为()A.2B.3C.4D.53.(5 分)已知命题 p:? x>0,总有( x+1)e x> 1,则¬ p 为()A.? x0≤ 0,使得( x0+1)e≤1B.? x0>0,使得( x0+1)e≤ 1C.? x>0,总有( x+1)e x≤ 1D.? x≤ 0,总有( x+1) e x≤1﹣ 24.(5 分)设 a=log2π, b=log π,c=π,则()A.a>b>c B.b>a>c C.a>c>b D.c>b>a 5.( 5 分)设 { a n} 的首项为 a1,公差为﹣ 1 的等差数列, S n为其前 n 项和,若 S1,S2,S4成等比数列,则 a1=()A.2B.﹣ 2C.D.﹣6.(5 分)已知双曲线﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线平行于直线l:y=2x+10,双曲线的一个焦点在直线l 上,则双曲线的方程为()A.﹣=1B.﹣=1C.﹣=1D.﹣=17.(5 分)如图,△ ABC是圆的内接三角形,∠ BAC的平分线交圆于点D,交 BC 于 E,过点 B 的圆的切线与 AD 的延长线交于点 F,在上述条件下,给出下列四个结论:①BD平分∠ CBF;② FB2=FD?FA;③ AE?CE=BE?DE;④AF?BD=AB?BF.所有正确结论的序号是()A.①②B.③④C.①②③D.①②④8.(5 分)已知函数 f(x)=sin ωx+cos ωx(ω> 0),x∈R,在曲线 y=f(x)与直线 y=1 的交点中,若相邻交点距离的最小值为,则f(x)的最小正周期为()A.B.C.πD.2π二、填空题:本大题共 6 小题,每小题 5 分,共 30 分.9.(5 分)某大学为了解在校本科生对参加某项社会实践活动的意向,拟采用分层抽样的方向,从该校四个年级的本科生中抽取一个容量为300 的样本进行调查,已知该校一年级、二年级、三年级、四年级的本科生人数之比为4:5:5:6,则应从一年级本科生中抽取名学生.10.( 5 分)一个几何体的三视图如图所示(单位:m ),则该几何体的体积为m3.11.( 5 分)阅读如图的框图,运行相应的程序,输出S 的值为.12.( 5 分)函数 f (x) =lgx2的单调递减区间是.13.( 5 分)已知菱形 ABCD的边长为 2,∠ BAD=120°,点 E,F 分别在边 BC,DC 上, BC=3BE,DC=λDF,若 ? =1,则λ的值为.14.( 5 分)已知函数 f(x)=,若函数y=f(x)﹣a| x|恰有4个零点,则实数 a 的取值范围为.三、解答题:本大题共 6 小题,共 80 分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤 .15.( 13 分)某校夏令营有3 名男同学, A、 B、 C 和 3 名女同学 X,Y,Z,其年级情况如表:一年级二年级三年级男同学A B C女同学X Y Z现从这 6 名同学中随机选出 2 人参加知识竞赛(每人被选到的可能性相同)(Ⅰ)用表中字母列举出所有可能的结果;(Ⅱ)设 M 为事件“选出的 2 人来自不同年级且恰有1 名男同学和 1 名女同学”,求事件 M 发生的概率.16.(13 分)在△ ABC中,内角 A,B,C 所对的边分别为a,b,c,已知 a﹣c= b,sinB= sinC,(Ⅰ)求 cosA 的值;(Ⅱ)求 cos(2A﹣)的值.417.( 13 分)如图,四棱锥P﹣ABCD的底面 ABCD是平行四边形, BA=BD=,AD=2,PA=PD=,E,F分别是棱AD,PC的中点.(Ⅰ)证明 EF∥平面 PAB;(Ⅱ)若二面角P﹣ AD﹣ B 为 60°,(i)证明平面 PBC⊥平面 ABCD;(ii)求直线 EF与平面 PBC所成角的正弦值.18.( 13 分)设椭圆+ =1(a> b> 0)的左、右焦点分别为F1、F2,右顶点为 A,上顶点为 B,已知 | AB| =| F1 F2| .(Ⅰ)求椭圆的离心率;(Ⅱ)设 P 为椭圆上异于其顶点的一点,以线段PB 为直径的圆经过点F1,经过点 F2的直线 l 与该圆相切于点 M , | MF2| =2,求椭圆的方程.19.( 14 分)已知函数 f (x)=x2﹣ax3(a>0), x∈R.(Ⅰ)求 f( x)的单调区间和极值;(Ⅱ)若对于任意的x1∈( 2,+∞),都存在 x2∈(1,+∞),使得 f( x1)?f(x2)=1,求 a 的取值范围.20.( 14 分)已知 q 和 n 均为给定的大于 1 的自然数,设集合M={ 0,1,2,,n﹣1q﹣1} ,集合 A={ x| x=x1+x2q+ +x n q,x i∈M,i=1,2, n}.(Ⅱ)设 s,t ∈A,s=a1+a2q+ +a n q n﹣1,t=b1+b2q+ +b n q n﹣1,其中 a i,b i∈M,i=1,2,,n.证明:若 a n<b n,则 s<t .2014 年天津市高考数学试卷(文科)参考答案与试题解析一、选择题: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.(5 分) i 是虚数单位,复数=()A.1﹣i B.﹣ 1+i C.+ i D.﹣+ i【考点】 A5:复数的运算.【专题】 5N:数系的扩充和复数.【分析】将复数的分子与分母同时乘以分母的共轭复数3﹣4i,即求出值.【解答】解:复数==,故选: A.【点评】本题考查了复数的运算法则和共轭复数的意义,属于基础题.2.(5 分)设变量 x,y 满足约束条件,则目标函数z=x+2y 的最小值为()A.2B.3C.4D.5【考点】 7C:简单线性规划.【专题】 59:不等式的解法及应用.【分析】作出不等式对应的平面区域,利用线性规划的知识,通过平移即可求z 的最大值.【解答】解:作出不等式对应的平面区域,由 z=x+2y,得 y=﹣,平移直线 y=﹣,由图象可知当直线y=﹣经过点B(1,1)时,直线y=﹣ 的截距最小,此时 z 最小.此时 z 的最小值为 z=1+2×1=3,故选: B .【点评】本题主要考查线性规划的应用, 利用数形结合是解决线性规划题目的常用方法..( 分)已知命题p :? x >0,总有( x+1)e x> 1,则¬ p 为( )3 5A .? x 0≤ 0,使得( x 0+1)e ≤1B .? x 0>0,使得( x 0+1)e ≤ 1C .? x >0,总有( x+1)e x ≤ 1D .? x ≤ 0,总有( x+1) e x ≤1【考点】 2H :全称量词和全称命题; 2J :命题的否定.【专题】 5L :简易逻辑.【分析】 据全称命题的否定为特称命题可写出命题p 的否定.【解答】解:根据全称命题的否定为特称命题可知,¬p 为 ? x 0>0,使得( x 0+1)e ≤1,故选: B .【点评】 本题主要考查了全称命题的否定的写法,全称命题的否定是特称命题.2﹣ 2)π, b=log π,c=π ,则(4.(5 分)设 a=logA .a >b >cB .b >a >cC .a >c >bD .c >b >a8【考点】 4M:对数值大小的比较.【专题】 51:函数的性质及应用.【分析】根据对数函数和幂函数的性质求出,a,b,c 的取值范围,即可得到结论.【解答】解: log2π>,﹣ 2π<,<π< 1,1 log0 0即 a>1,b<0,0<c< 1,∴ a> c>b,故选: C.【点评】本题主要考查函数值的大小比较,利用对数函数和幂函数的性质是解决本题的关键,比较基础.5.( 5 分)设 { a n} 的首项为 a1,公差为﹣ 1 的等差数列, S n为其前 n 项和,若 S1,S2,S4成等比数列,则 a1=()A.2B.﹣ 2C.D.﹣【考点】 83:等差数列的性质; 87:等比数列的性质.【专题】 54:等差数列与等比数列.【分析】由等差数列的前n 项和求出 S1,S2, S4,然后再由 S1,S2,S4成等比数列列式求解 a1.【解答】解:∵ { a n} 是首项为 a1,公差为﹣ 1 的等差数列, S n为其前 n 项和,∴S1=a1, S2=2a1﹣1,S4=4a1﹣6,由 S1,S2, S4成等比数列,得:,即,解得:.故选: D.【点评】本题考查等差数列的前n 项和公式,考查了等比数列的性质,是基础的计算题.96.(5 分)已知双曲线﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线平行于直线l:y=2x+10,双曲线的一个焦点在直线l 上,则双曲线的方程为()A.﹣=1B.﹣=1C.﹣=1D.﹣=1【考点】 KB:双曲线的标准方程.【专题】 5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.【分析】先求出焦点坐标,利用双曲线﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线平行于直线 l:y=2x+10,可得=2,结合 c2=a2+b2,求出 a,b,即可求出双曲线的方程.【解答】解:∵双曲线的一个焦点在直线l 上,令 y=0,可得 x=﹣ 5,即焦点坐标为(﹣ 5,0),∴ c=5,∵双曲线﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线平行于直线l:y=2x+10,∴=2,∵c2=a2+b2,∴a2=5,b2=20,∴双曲线的方程为﹣=1.故选: A.【点评】本题考查双曲线的方程与性质,考查学生的计算能力,属于中档题.7.(5 分)如图,△ ABC是圆的内接三角形,∠ BAC的平分线交圆于点D,交 BC 于 E,过点 B 的圆的切线与 AD 的延长线交于点 F,在上述条件下,给出下列四个结论:①BD平分∠ CBF;② FB2=FD?FA;③ AE?CE=BE?DE;④AF?BD=AB?BF.所有正确结论的序号是()A.①②B.③④C.①②③D.①②④【考点】 2K:命题的真假判断与应用;NC:与圆有关的比例线段.【专题】 5B:直线与圆.【分析】本题利用角与弧的关系,得到角相等,再利用角相等推导出三角形相似,得到边成比例,即可选出本题的选项.【解答】解:∵圆周角∠ DBC对应劣弧 CD,圆周角∠ DAC对应劣弧 CD,∴∠ DBC=∠DAC.∵弦切角∠ FBD对应劣弧 BD,圆周角∠ BAD对应劣弧 BD,∴∠ FBD=∠BAF.∵ AD 是∠ BAC的平分线,∴∠ BAF=∠DAC.∴∠ DBC=∠FBD.即 BD 平分∠ CBF.即结论①正确.又由∠ FBD=∠FAB,∠ BFD=∠AFB,得△ FBD~△ FAB.由,FB2=FD?FA.即结论②成立.由,得 AF?BD=AB?BF.即结论④成立.正确结论有①②④.故选: D.【点评】本题考查了弦切角、圆周角与弧的关系,还考查了三角形相似的知识,本题总体难度不大,属于基础题.8.(5 分)已知函数 f(x)=sin ωx+cos ωx(ω> 0),x∈R,在曲线 y=f(x)与直线 y=1 的交点中,若相邻交点距离的最小值为,则f(x)的最小正周期为()A.B.C.πD.2π【考点】 H1:三角函数的周期性; H2:正弦函数的图象.【专题】 57:三角函数的图像与性质.【分析】根据 f(x)=2sin(ωx+),再根据曲线y=f(x)与直线y=1的交点中,相邻交点距离的最小值为,正好等于 f( x)的周期的倍,求得函数f(x)的周期 T 的值.【解答】解:∵已知函数f( x) = sin ωx+cosωx=2sin(ωx+)(ω>0),x∈R,在曲线 y=f( x)与直线 y=1 的交点中,若相邻交点距离的最小值为,正好等于 f(x)的周期的倍,设函数 f(x)的最小正周期为T,则=,∴ T=π,故选: C.【点评】本题主要考查函数y=Asin(ωx+φ)的图象特征,得到正好等于f(x)的周期的倍,是解题的关键,属于中档题.二、填空题:本大题共 6 小题,每小题 5 分,共 30 分.9.(5 分)某大学为了解在校本科生对参加某项社会实践活动的意向,拟采用分层抽样的方向,从该校四个年级的本科生中抽取一个容量为300 的样本进行调查,已知该校一年级、二年级、三年级、四年级的本科生人数之比为4:5:5:6,则应从一年级本科生中抽取60名学生.【考点】 B3:分层抽样方法.【专题】 5I:概率与统计.【分析】先求出一年级本科生人数所占总本科生人数的比例,再用样本容量乘以该比列,即为所求.【解答】解:根据分层抽样的定义和方法,一年级本科生人数所占的比例为=,故应从一年级本科生中抽取名学生数为 300× =60,故答案为: 60.【点评】本题主要考查分层抽样的定义和方法,利用了总体中各层的个体数之比等于样本中对应各层的样本数之比,属于基础题.10(.5 分)一个几何体的三视图如图所示(单位:m),则该几何体的体积为m3.【考点】 L!:由三视图求面积、体积.【专题】 5Q:立体几何.【分析】几何体是圆锥与圆柱的组合体,判断圆柱与圆锥的高及底面半径,代入圆锥与圆柱的体积公式计算.【解答】解:由三视图知:几何体是圆锥与圆柱的组合体,其中圆柱的高为4,底面直径为2,圆锥的高为 2,底面直径为 4,∴几何体的体积V=π×12× 4+×π×22× 2=4π+π= π.故答案为:.【点评】本题考查了由三视图求几何体的体积,根据三视图判断几何体的形状及数据所对应的几何量是解题的关键.11.( 5 分)阅读如图的框图,运行相应的程序,输出S 的值为﹣4.【考点】 EF:程序框图.【专题】 5K:算法和程序框图.【分析】写出前二次循环,满足判断框条件,输出结果.【解答】解:由框图知,第一次循环得到:S=﹣ 8, n=2;第二次循环得到: S=﹣4,n=1;退出循环,输出﹣ 4.故答案为:﹣ 4.14能力..(分)函数2的单调递减区间是(﹣∞, 0).12 5 f (x) =lgx【考点】 3G:复合函数的单调性.【专题】 51:函数的性质及应用.【分析】先将 f(x)化简,注意到x≠0,即 f(x) =2lg| x| ,再讨论其单调性,从而确定其减区间;也可以函数看成由复合而成,再分别讨论内层函数和外层函数的单调性,根据“同増异减”再来判断.【解答】解:方法一: y=lgx2=2lg| x| ,∴当 x>0 时, f(x)=2lgx 在( 0,+∞)上是增函数;当 x<0 时, f (x)=2lg(﹣ x)在(﹣∞, 0)上是减函数.∴函数 f(x)=lgx2的单调递减区间是(﹣∞, 0).故答案为:(﹣∞, 0).方法二:原函数是由复合而成,∵t=x2在(﹣∞, 0)上是减函数,在( 0,+∞)为增函数;又 y=lgt 在其定义域上为增函数,∴ f(x)=lgx2在(﹣∞, 0)上是减函数,在( 0,+∞)为增函数,∴函数 f(x)=lgx2的单调递减区间是(﹣∞, 0).故答案为:(﹣∞, 0).【点评】本题是易错题,学生在方法一中,化简时容易将y=lgx2=2lg| x| 中的绝对值丢掉,方法二对复合函数的结构分析也是最常用的方法,此外,本题还可以利用数形结合的方式,即画出 y=2lg| x| 的图象,得到函数的递减区间.13.( 5 分)已知菱形 ABCD的边长为 2,∠ BAD=120°,点 E,F 分别在边 BC,DC上, BC=3BE,DC=λDF,若 ? =1,则λ的值为 2 .【考点】 9O:平面向量数量积的性质及其运算.【专题】 5A:平面向量及应用.【分析】根据向量的基本定理,结合数量积的运算公式,建立方程即可得到结论.【解答】解:∵ BC=3BE,DC=λDF,∴=,=,= + = += +,= + = += +,∵菱形 ABCD的边长为 2,∠ BAD=120°,∴ | | =| | =2,?=2× 2× cos120°=﹣2,∵? =1,∴( +)?( +) =++(1+) ?=1,即×4+×4﹣2(1+)=1,整理得,解得λ=2,故答案为: 2.【点评】本题主要考查向量的基本定理的应用,以及数量积的计算,要求熟练掌握相应的计算公式.14.( 5 分)已知函数 f(x)=,若函数y=f(x)﹣a| x|恰有4个零点,则实数 a 的取值范围为(1,2).【考点】 53:函数的零点与方程根的关系.【专题】 51:函数的性质及应用.【分析】由 y=f(x)﹣ a| x| =0 得 f (x) =a| x| ,利用数形结合即可得到结论.【解答】解:由 y=f( x)﹣ a| x| =0 得 f(x)=a| x| ,16当 a≤0,不满足条件,∴ a> 0,当 a≥2 时,此时 y=a| x| 与 f( x)有三个交点,当 a=1 时,当 x<0 时, f (x)=﹣x2﹣5x﹣4,由 f( x)=﹣x2﹣ 5x﹣4=﹣x得 x2+4x+4=0,则判别式△ =16﹣4×4=0,即此时直线 y=﹣ x 与 f(x)相切,此时 y=a|x| 与f(x)有五个交点,∴要使函数y=f(x)﹣ a| x| 恰有 4 个零点,则 1<a<2,故答案为:( 1, 2)【点评】本题主要考查函数零点个数的应用,利用数形结合是解决本题的关键,综合性较强,难度较大.三、解答题:本大题共 6 小题,共 80 分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤 .15.( 13 分)某校夏令营有3 名男同学, A、 B、 C 和 3 名女同学 X,Y,Z,其年级情况如表:一年级二年级三年级男同学A B C女同学X Y Z现从这 6 名同学中随机选出 2 人参加知识竞赛(每人被选到的可能性相同)(Ⅰ)用表中字母列举出所有可能的结果;(Ⅱ)设 M 为事件“选出的 2 人来自不同年级且恰有 1 名男同学和 1 名女同学”,求事件 M 发生的概率.【考点】 CB:古典概型及其概率计算公式;CC:列举法计算基本事件数及事件发生的概率.【专题】 5I:概率与统计.【分析】(Ⅰ)用表中字母一一列举出所有可能的结果,共15 个.(Ⅱ)用列举法求出事件M 包含的结果有 6 个,而所有的结果共15 个,由此求得事件 M 发生的概率.【解答】解:(Ⅰ)用表中字母列举出所有可能的结果有:(A,B)、(A,C)、(A,X)、(A,Y)、(A,Z)、(B,C)、(B,X)、(B,Y)、(B,Z)、(C,X)、(C,Y)、(C,Z)、(X,Y)、(X, Z )、(Y,Z),共计 15 个结果.(Ⅱ)设 M 为事件“选出的 2 人来自不同年级且恰有 1 名男同学和 1 名女同学”,则事件M 包含的结果有:(A,Y)、(A,Z)、(B,X)、(B,Z)、(C,X)、(C,Y),共计 6 个结果,故事件 M 发生的概率为=.【点评】本题考主要查古典概型问题,可以列举出试验发生包含的事件和满足条件的事件,列举法,是解决古典概型问题的一种重要的解题方法,属于基础题.16.(13 分)在△ ABC中,内角 A,B,C 所对的边分别为a,b,c,已知 a﹣c= b,sinB= sinC,(Ⅰ)求 cosA 的值;(Ⅱ)求 cos(2A﹣)的值.【考点】 GP:两角和与差的三角函数;HP:正弦定理.【专题】 56:三角函数的求值.【分析】(Ⅰ)已知第二个等式利用正弦定理化简,代入第一个等式表示出a,利用余弦定理表示出cosA,将表示出的 a,b 代入计算,即可求出cosA的值;(Ⅱ)由 cosA 的值,利用同角三角函数间的基本关系求出sinA 的值,进而利用二倍角的正弦、余弦函数公式求出 sin2A 与 cos2A的值,原式利用两角和与差的余弦函数公式及特殊角的三角函数值化简,将各自的值代入计算即可求出值.【解答】解:(Ⅰ)将 sinB= sinC,利用正弦定理化简得:b=c,代入 a﹣c=b,得: a﹣c=c,即 a=2c,∴ cosA=== ;(Ⅱ)∵ cosA=,A 为三角形内角,∴ sinA==,2﹣﹣,,∴ cos2A=2cosA1=sin2A=2sinAcosA=则 cos(2A﹣) =cos2Acos+sin2Asin =﹣× +× =.【点评】此题考查了正弦、余弦定理,同角三角函数间的基本关系,二倍角的正弦、余弦函数公式,以及两角和与差的余弦函数公式,熟练掌握定理及公式是解本题的关键.17.( 13 分)如图,四棱锥P﹣ABCD的底面 ABCD是平行四边形, BA=BD=,AD=2,PA=PD=,E,F分别是棱AD,PC的中点.(Ⅰ)证明 EF∥平面 PAB;(Ⅱ)若二面角P﹣ AD﹣ B 为 60°,( i)证明平面 PBC⊥平面 ABCD;( ii)求直线 EF与平面 PBC所成角的正弦值.【考点】LS:直线与平面平行;LY:平面与平面垂直;MI:直线与平面所成的角;MJ:二面角的平面角及求法.【专题】 5G:空间角; 5H:空间向量及应用; 5Q:立体几何.【分析】(Ⅰ)要证明EF∥平面 PAB,可以先证明平面EFH∥平面 PAB,而要证明面面平行则可用面面平行的判定定理来证;(Ⅱ)(i)要证明平面PBC⊥平面 ABCD,可用面面垂直的判定定理,即只需证PB⊥平面 ABCD即可;(ii)由( i)知, BD,BA,BP两两垂直,建立空间直角坐标系 B﹣DAP,得到直线 EF的方向向量与平面 PBC法向量,其夹角的余弦值的绝对值即为所成角的正弦值.【解答】解:(Ⅰ)证明:连结AC,AC∩BD=H,∵底面 ABCD是平行四边形,∴ H 为 BD 中点,∵E 是棱 AD 的中点.∴在△ ABD中, EH∥ AB,又∵ AB? 平面 PAB,EH?平面 PAD,∴ EH∥平面 PAB.同理可证, FH∥平面 PAB.又∵ EH∩ FH=H,∴平面 EFH∥平面 PAB,∵EF? 平面 EFH,∴ EF∥平面 PAB;(Ⅱ)(i)如图,连结 PE,BE.∵BA=BD= ,AD=2,PA=PD= ,∴ BE=1,PE=2.又∵ E 为 AD 的中点,∴ BE⊥ AD,PE⊥AD,∴∠ PEB即为二面角 P﹣AD﹣B 的平面角,即∠ PEB=60°,∴ PB= .∵△ PBD中, BD2+PB2 =PD2,∴ PB⊥BD,同理 PB⊥BA,∴ PB⊥平面 ABD,∵PB? 平面 PBC,∴平面 PAB⊥平面 ABCD;(ii)由( i)知, PB⊥BD,PB⊥ BA,∵ BA=BD= ,AD=2,∴ BD⊥BA,∴ BD,BA,BP 两两垂直,以 B 为坐标原点,分别以 BD,BA,BP 为 X,Y,Z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系 B﹣DAP,则有 A(0,,0),B(0,0,0),C(,﹣,0),D(,0,0),P(0,0,),∴=(,﹣,0),=(0,0,),设平面 PBC的法向量为,∵,∴,令x=1,则y=1,z=0,故 =(1,1,0),∵ E, F 分别是棱 AD,PC的中点,∴E(,,0),F(,﹣,),∴=(0,,),∴ sin θ====﹣,即直线 EF与平面 PBC所成角的正弦值为.【点评】本题主要考查空间直线与平面平行的判定定理以及线面角大小的求法,要求熟练掌握相关的判定定理.18.( 13 分)设椭圆1、F2,右顶点+ =1(a> b> 0)的左、右焦点分别为 F为 A,上顶点为 B,已知 | AB| = | F1 2| .F(Ⅰ)求椭圆的离心率;(Ⅱ)设 P 为椭圆上异于其顶点的一点,以线段PB 为直径的圆经过点 F1,经过点 F2的直线 l 与该圆相切于点 M , | MF2| =2,求椭圆的方程.【考点】 K3:椭圆的标准方程; K4:椭圆的性质; KH:直线与圆锥曲线的综合.【专题】 5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.【分析】(Ⅰ)分别用a,b,c 表示出 | AB| 和 | F1F2| ,根据已知建立等式求得a 和 c 的关系,进而求得离心率e.(Ⅱ)根据( 1)中 a 和 c 的关系,用 c 表示出椭圆的方程,设出P 点的坐标,根据 PB 为直径,推断出BF1⊥ PF1,进而知两直线斜率相乘得﹣1,进而求得sin θ和 cos θ,表示出 P 点坐标,利用 P,B 求得圆心坐标,则可利用两点间的距离公式分别表示出 | OB| ,| OF2| ,利用勾股定理建立等式求得c,则椭圆的方程可得.【解答】解:(Ⅰ)依题意可知=?2c,∵b2=a2﹣ c2,∴a2+b2=2a2﹣c2=3c2,∴a2=2c2,∴e= = .(Ⅱ)由(Ⅰ)知a2=2c2,∴b2=a2﹣ c2=c2,∴椭圆方程为+=1,B(0,c),F1(﹣ c,0)设 P 点坐标( csin θ,ccosθ),以线段 PB 为直径的圆的圆心为 O,∵ PB为直径,∴ BF1⊥ PF1,∴ k BF1?k PF1=?=﹣ 1,求得 sin θ=﹣或0(舍去),由椭圆对称性可知, P 在 x 轴下方和上方结果相同,只看在x 轴上方时,cos θ== ,∴P 坐标为(﹣ c, c),∴圆心 O的坐标为(﹣ c, c),∴ r=| OB| == c, | OF2| ==c,∵r2+| MF2| 2=| OF2| 2,∴+8= c2,∴c2=3,∴a2=6,b2=3,∴椭圆的方程为+=1.【点评】本题主要考查了直线与圆锥曲线的位置关系.第(1)相对简单,主要是求得 a 和 c 的关系;第( 2)问较难,利用参数法设出P 点坐标是关键.19.( 14 分)已知函数 f (x)=x2﹣ax3(a>0), x∈R.(Ⅰ)求 f( x)的单调区间和极值;(Ⅱ)若对于任意的x1∈( 2,+∞),都存在 x2∈(1,+∞),使得 f( x1)?f(x2)=1,求 a 的取值范围.【考点】 6C:函数在某点取得极值的条件;6D:利用导数研究函数的极值;6E:利用导数研究函数的最值.【专题】 53:导数的综合应用.【分析】(Ⅰ)求导数,利用导数的正负,可得f(x)的单调区间,从而求出函数的极值;(Ⅱ)由 f( 0) =f()=0及(Ⅰ)知,当x∈( 0,)时,f(x)>0;当x∈(,+∞)时,(fx)<0.设集合 A={ f(x)| x∈(2,+∞)} ,集合 B={| x∈(1,+∞),f(x)≠0} ,则对于任意的x1∈(2,+∞),都存在x2∈(1,+∞),使得 f( x1)?f(x2)=1,等价于 A? B,分类讨论,即可求 a 的取值范围.【解答】解:(Ⅰ) f ′(x)=2x﹣2ax2=2x(1﹣ax),令 f (′x)=0,解得 x=0 或 x=.当 x 变化时, f ′(x), f(x)的变化情况如下表:x(﹣∞, 0)0(0,)(,+∞)f (′x)﹣0+0﹣f(x)递减0递增递减所以,(fx)的单调递减区间为:(﹣∞,0)和,单调递增区间为,当 x=0 时,有极小值 f(0)=0,当 x=时,有极大值 f()=;24(Ⅱ)由 f( 0) =f()=0及(Ⅰ)知,当x∈( 0,)时,f(x)>0;当x ∈(, +∞)时, f(x)< 0.设集合 A={ f(x)| x∈( 2,+∞) } ,集合 B={| x∈( 1,+∞),f( x)≠ 0} ,则对于任意的x1∈( 2,+∞),都存在 x2∈( 1,+∞),使得 f( x1)?f(x2)=1,等价于 A? B,显然 A≠?下面分三种情况讨论:①当>2,即 0< a<时,由f()=0可知,0∈A,而0?B,∴ A不是B的子集;②当 1≤≤ 2,即时,f(2)≤ 0,且f(x)在(2,+∞)上单调递减,故 A=(﹣∞, f(2)),∴ A? (﹣∞, 0);由 f( 1)≥ 0,有 f(x)在(1,+∞)上的取值范围包含(﹣∞, 0),即(﹣∞, 0)? B,∴ A? B;③当<1,即 a>时,有f(1)<0,且f(x)在(1,+∞)上单调递减,故B=(,0),A=(﹣∞,f(2)),∴ A不是B的子集.综上, a 的取值范围是 [] .【点评】利用导数可以求出函数的单调区间和极值;解决取值范围问题,很多时候要进行等价转化,分类讨论.20.( 14 分)已知 q 和 n 均为给定的大于 1 的自然数,设集合M={ 0,1,2,,n﹣1q﹣1} ,集合 A={ x| x=x1+x2q+ +x n q,x i∈M,i=1,2, n}.(Ⅱ)设 s,t ∈A,s=a1+a2q+ +a n q n﹣1,t=b1+b2q+ +b n q n﹣1,其中 a i,b i∈M,i=1,2,,n.证明:若 a n<b n,则 s<t .【考点】 8E:数列的求和; 8K:数列与不等式的综合.【专题】 54:等差数列与等比数列;55:点列、递归数列与数学归纳法.【分析】(Ⅰ)当 q=2, n=3 时, M={ 0,1} , A={ x| x=x1+x2?2+x3?22,x i∈M ,i=1,252,3} .即可得到集合A.(Ⅱ)由于 a i,b i∈ M,i=1,2,,n.a n<b n,可得 a n﹣b n≤﹣ 1.由题意可得 s﹣t=(a1﹣b1)+(a2﹣ b2)q+ +(a n﹣1﹣ b n﹣1)q n﹣2+( a n﹣b n)q n﹣1≤( q﹣ 1) +( q﹣ 1) q+ +( q﹣ 1) q n﹣2﹣q n﹣1再利用等比数列的前n 项和公式即可得出.【解答】(Ⅰ)解:当 q=2,n=3 时,M={ 0, 1} ,A={ x| x=x1+x2?2+x3?22, x i∈ M,i=1,2,3} .可得 A={ 0,1,2,3,4,5,6,7} .(Ⅱ)证明:由设s,t∈ A, s=a1+a2 q+ +a n q n﹣1,t=b1+b2q+ +b n q n﹣1,其中 a i,b i ∈M, i=1, 2,,n.a n<b n,∴ s﹣t=(a1﹣ b1)+(a2﹣b2) q+ +(a n﹣1﹣ b n)q n﹣2+(a n﹣b n)q n﹣1﹣1≤( q﹣1)+(q﹣1)q+ +(q﹣1)q n﹣2﹣ q n﹣1=(q﹣1)(1+q+ +q n﹣2)﹣ q n﹣1=﹣q n﹣ 1=﹣1<0.∴s<t .【点评】本题考查了考查了集合的运算及其性质、等比数列的前n项和公式、不等式的基本性质等基础知识与基本技能方法,考查了推理能力和计算能力,属于难题.26。
历届高考直线与圆试题汇编专题九:解析几何第二十五讲直线与圆一、选择题1.(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+y²=2 上,则ΔABP 面积的取值范围是:A。
[2,6]B。
[4,8]C。
[2,32]D。
[22,32]2.(2018天津) 已知圆 x+y-2x=0 的圆心为 C,直线 y=3-x相交于 A,B 两点,则ΔABC 的面积为:3.(2018北京) 在平面直角坐标系中,记 d 为点P(cosθ,sinθ) 到直线 x-my-2=0 的距离,当θ,m 变化时,d 的最大值为:A。
1B。
2C。
3D。
44.(2017新课标Ⅲ)已知椭圆C:(x²/a²)+(y²/b²)=1 (a>b>0) 的左、右顶点分别为 A1,A2,且以线段 A1A2 为直径的圆与直线 bx-ay+2ab=0 相切,则 C 的离心率为:A。
√(3/32)B。
1/√(3/32)C。
√(3/8)D。
1/√(3/8)5.(2017新课标Ⅲ)在矩形 ABCD 中,AB=1,AD=2,动点 P 在以点 C 为圆心且与 BD 相切的圆上。
若AP=λAB+μAD,则λ+μ 的最大值为:A。
3B。
2√2C。
5D。
26.(2015山东)一条光线从点 (-2,-3) 射出,经 y 轴反射后与圆 (x+3)²+(y-2)²=1 相切,则反射光线所在直线的斜率为:A。
-2/5 或 5/2B。
-5/2 或 2/5C。
-2/3 或 3/2D。
-3/2 或 2/37.(2015新课标2)已知圆 C1:(x-1)²+y²=1,圆 C2:(x-2)²+y²=4,则圆 C1 与圆 C2 的公共弦所在直线的斜率为:A。
1/3B。
1/2C。
2/3D。
3/48.(2015新课标2)过三点 A(1,3),B(4,2),C(1,-7) 的圆交于 y 轴于 M、N 两点,则 MN 的长度为:A。
高考数学备考复习易错题十:直线与圆的方程一.单选题(共13题;共26分)1.直线mx+ny=4与圆x2+y2=4没有公共点,则过点(m,n)的直线与椭圆的交点的个数是()A. 至多一个B. 2个C. 1个D. 0个2.若圆C:x2+y2+2x-4y+3=0关于直线2ax+by-4=0对称,则a2+b2的最小值是()A. 2B.C.D. 13.在平面直角坐标系xOy中,圆C的方程为x2+y2-8x+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的取值范围是()A. B. k<0或 C. D. 或4.已知圆C:(x+1)2+(y-1)2=1与x轴切于A点,与y轴切于B点,设劣弧AB的中点为M,则过点M的圆C 的切线方程是()A. y=x+2-B. y=x+1-C. y=x-2+D. y=x+1-5.(2015·湖南)已知点,,在圆上运动,且,若点的坐标为,则的最大值为()A. 6B. 7C. 8D. 96.(2015·安徽)直线3x+4y=b与圆相切,则b=()A. -2或12B. 2或-12C. -2或-12D. 2或127.(2015全国统考II)已知三点,则外接圆的圆心到原点的距离为()A. B. C. D.8.若原点到直线3ax+5by+15=0的距离为1,则的取值范围为()A. [ 3,4]B. [3,5]C. [1,8]D. (3,5]9.一条光线从点(﹣2,﹣3)射出,经y轴反射后与圆(x+3)2+(y﹣2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为()A. ﹣或﹣B. ﹣或﹣C. ﹣或﹣D. ﹣或﹣10.(2016•全国)圆的圆心到直线的距离为1,则a=( )A. B. C. D. 211.已知点P(1,2)和圆C:x2+y2+kx+2y+k2=0,过P作C的切线有两条,则k的取值范围是()A. k∈RB. k<C. ﹣<k<0D. ﹣<k<12.直线L圆x2+(y﹣2)2=2相切,且直线L在两坐标轴上的截距相等,则这样的直线L的条数为()A. 1B. 2C. 3D. 413.平行于直线2x﹣y+1=0且与圆x2+y2=5相切的直线的方程是()A. 2x﹣y+5=0B. x2﹣y﹣5=0C. 2x+y+5=0或2x+y﹣5=0D. 2x﹣y+5=0或2x﹣y﹣5=0二.填空题(共4题;共4分)14.已知方程x2+y2+4x﹣2y﹣4=0,则x2+y2的最大值是________15.(2012•江苏)在平面直角坐标系xOy中,圆C的方程为x2+y2﹣8x+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________.16.(2014•江苏)在平面直角坐标系xOy中,直线x+2y﹣3=0被圆(x﹣2)2+(y+1)2=4截得的弦长为________.17.一动点在圆x2+y2=1上移动时,它与定点B(3,0)连线的中点轨迹方程是________.三.综合题(共2题;共20分)18.在平面直角坐标系xOy中,已知点A(2,4),直线l:x﹣2y+1=0.(1)求过点A且平行于l的直线的方程;(2)若点M在直线l上,且AM⊥l,求点M的坐标.19.如图,在平面直角坐标系xOy中,点A(0,3),直线l:y=2x﹣4.设圆C的半径为1,圆心在l上.(1)若圆心C也在直线y=x﹣1上,过点A作圆C的切线,求切线的方程;(2)若圆C上存在点M,使MA=2MO,求圆心C的横坐标a的取值范围.答案解析部分一.单选题1.【答案】B【考点】直线与圆的位置关系,直线与圆锥曲线的关系【解析】【解答】直线与圆没有公共点,,在圆内部,在椭圆内部,所以过的直线与椭圆有两个交点【分析】判断直线与椭圆的交点个数,需判断直线过的定点与椭圆的位置关系,求解本题利用到了数形结合法,此法在一些选择填空题目中经常用到,可使计算简化,难度适中2.【答案】A【考点】二次函数的图象,二次函数的性质,圆的一般方程,直线与圆的位置关系【解析】【解答】因为圆:关于直线对称,所以直线过圆心(-1,2),所以-2a+2b-4=0,a=b-2,=2,的最小值是2,故选A。
【高考领航】2014高考数学总复习 8-4 直线与圆、圆与圆的位置关系练习 苏教版【A 组】一、填空题1.若直线l :ax +by =1与圆C :x 2+y 2=1有两个不同交点,则点P (a ,b )与圆C 的位置关系是________.解析:由题意得圆心(0,0)到直线ax +by =1的距离小于1,即d =1a 2+b 2<1,所以有a 2+b 2>1,∴点P 在圆外.答案:在圆外2.(2011·高考某某卷)设圆C 与圆x 2+(y -3)2=1外切,与直线y =0相切,则C 的圆心轨迹为________.解析:设圆心C (x ,y ),由题意得x -02+y -32=y +1(y >0),化简得x 2=8y -8.答案:x 2=8y -83.(2011·高考某某卷)在圆x 2+y 2-2x -6y =0内,过点E (0,1)的最长弦和最短弦分别为AC和BD ,则四边形ABCD 的面积为________.解析:由题意可知,圆的圆心坐标是(1,3)、半径是10,且点E (0,1)位于该圆内,故过点E (0,1)的最短弦长|BD |=210-12+22=25(注:过圆内一定点的最短弦是以该点为中点的弦),过点E (0,1)的最长弦长等于该圆的直径,即|AC |=210,且AC ⊥BD ,因此四边形ABCD 的面积等于12|AC |×|BD |=12×210×25=10 2.答案:10 24.(2011·高考某某卷)若曲线C 1:x 2+y 2-2x =0与曲线C 2:y (y -mx -m )=0有四个不同的交点,则实数m 的取值X 围是________.解析:整理曲线C 1方程得,(x -1)2+y 2=1,知曲线C 1为以点C 1(1,0)为圆心,以1为半径的圆;曲线C 2则表示两条直线,即x 轴与直线l :y =m (x +1),显然x 轴与圆C 1有两个交点,知直线l 与x 轴相交,故有圆心C 1到直线l 的距离d =|m1+1-0|m 2+1<r =1,解得m ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-33,33,又当m =0时,直线l 与x 轴重合,此时只有两个交点,应舍去. 答案:(-33,0)∪(0,33) 5.(2012·高考某某卷)过点P (1,1)的直线,将圆形区域{(x ,y )|x 2+y 2≤4}分为两部分,使得这两部分的面积之差最大,则该直线的方程为________.解析:设过P 点的直线为l ,当OP ⊥l 时,过P 点的弦最短,所对的劣弧最短,此时,得到的两部分面积之差最大.易求得直线的方程为x +y -2=0. 答案:x +y -2=06.已知圆C 过点(1,0),且圆心在x 轴的正半轴上,直线l :y =x -1被圆C 所截得的弦长为22,则过圆心且与直线l 垂直的方程为________.解析:设所求直线的方程为x +y +m =0,圆心(a,0),由题意知:(|a -1|2)2+2=(a -1)2,解得a =3或a =-1,又因为圆心在x 轴的正半轴上,∴a =3,故圆心坐标为(3,0),而直线x +y +m =0过圆心(3,0),∴3+0+m =0, 即m =-3,故所求直线的方程为x +y -3=0. 答案:x +y -3=07.(2012·高考某某卷)直线x +3y -2=0与圆x 2+y 2=4相交于A ,B 两点,则弦AB 的长度等于________.解析:如图所示:解Rt △ACO ,|OC |为圆心到直线x +3y -2=0的距离, |OC |=|0+3×0-2|12+32=1, |OA |=r =2,|AC |=|OA |2-|OC |2=22-12=3, |AB |=2|AC |=2 3 答案:2 3 二、解答题8.圆经过点A (2,-3)和B (-2,-5).(1)若圆的面积最小,求圆的方程;(2)若圆心在直线x -2y -3=0上,求圆的方程. 解:(1)要使圆的面积最小,则AB 为圆的直径, 圆心C (0,-4),半径r =12|AB |=5,所以所求圆的方程为:x 2+(y +4)2=5. (2)法一:因为k AB =12,AB 中点为(0,-4),所以AB 中垂线方程为y +4=-2x , 即2x +y +4=0,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x +y +4=0,x -2y -3=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =-2.所以圆心为(-1,-2).根据两点间的距离公式,得半径r =10, 因此,所求的圆的方程为(x +1)2+(y +2)2=10. 法二:设所求圆的方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2, 根据已知条件得⎩⎪⎨⎪⎧2-a 2+-3-b 2=r 2-2-a 2+-5-b 2=r 2a -2b -3=0⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =-2,r 2=10.所以所求圆的方程为(x +1)2+(y +2)2=10.9.已知圆C 的方程为x 2+y 2=1,直线l 1过定点A (3,0),且与圆C 相切.(1)求直线l 1的方程;(2)设圆C 与x 轴交于P 、Q 两点,M 是圆C 上异于P 、Q 的任意一点,过点A 且与x 轴垂直的直线为l 2,直线PM 交直线l 2于点P ′,直线QM 交直线l 2于点O ′.求证:以P ′Q ′为直径的圆C ′总过定点,并求出定点坐标.解:(1)∵直线l 1过点A (3,0),且与圆C :x 2+y 2=1相切,设直线l 1的方程为y =k (x -3),即kx -y -3k =0,则圆心O (0,0)到直线l 1的距离为d =|3k |k 2+1=1,解得k =±24,∴直线l 1的方程为y=±24(x -3). (2)证明:对于圆C 的方程x 2+y 2=1,令y =0,则x =±1,即P (-1,0),Q (1,0).又直线l 2过点A 且与x 轴垂直,∴直线l 2方程为x =3.设M (s ,t ),则直线PM 的方程为y=ts +1(x +1).解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =ts +1x +1得P ′(3,4ts +1). 同理可得Q ′(3,2ts -1). ∴以P ′Q ′为直径的圆C ′的方程为(x -3)(x -3)=(y -4t s +1)(y -2t s -1)=0, 又s 2+t 2=1,∴整理得(x 2+y 2-6x +1)+6s -2ty =0,若圆C ′经过定点,只需令y =0,从而有x 2-6x +1=0,解得x =3±22, ∴圆C ′总经过定点,定点坐标为(3±22,0).【B 组】一、填空题1.若圆x 2+y 2=4与圆x 2+y 2+2ay -6=0(a >0)的公共弦长为23,则a =________.解析:方程x 2+y 2+2ay -6=0与x 2+y 2=4. 相减得2ay =2,则y =1a.由已知条件22-32=1a,即a =1.答案:12.(2013·某某十校联考)已知圆C 的半径为1,圆心在第一象限,且与y 轴相切,与x 轴相交于点A 、B ,若AB =3,则该圆的标准方程是________.解析:根据AB =3,可得圆心到x 轴的距离为12,故圆心坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12,故所求圆的标准方程为(x -1)2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -122=1.答案:(x -1)2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -122=13.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X 围是________.解析:由题设得,若圆上有四个点到直线的距离为1,则需圆心(0,0)到直线的距离d 满足0≤d <1.∵d =|c |122+52=|c |13,∴0≤|c |<13,即c ∈(-13,13). 答案:(-13,13)4.直线l 与圆x 2+y 2+2x -4y +a =0(a <3)相交于A ,B 两点,若弦AB 的中点C 为(-2,3),则直线l 的方程为________.解析:圆的方程可化为(x +1)2+(y -2)2=5-a .由圆的几何性质可知圆心(-1,2)与点C (-2,3)的连线必垂直于l ,∴k AB =--1+22-3=1,∴l 的方程为x -y +5=0. 答案:x -y +5=05.(2013·某某模拟)从圆x 2-2x +y 2-2y +1=0外一点P (3,2)向这个圆作两条切线,则两切线夹角的余弦值为________.解析:圆的方程整理为(x -1)2+(y -1)2=1,C (1,1), ∴sin ∠APC =15,则cos ∠APB =cos2∠APC=1-2×⎝ ⎛⎭⎪⎫152=35. 答案:356.直线2x -y +m =0与圆x 2+y 2=5交于A 、B 两点,O 为坐标原点,若OA ⊥OB ,则m 的值为________.解析:当OA ⊥OB 时,圆心(0,0)到直线2x -y +m =0的距离等于22r , ∴|m |5=22· 5. ∴m =±5210.答案:±51027.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________.解析:如图所示,设直线上一点P ,切点为Q , 圆心为M ,则|PQ |即为切线长,MQ 为圆M 的 半径,长度为1,|PQ |=|PM |2-|MQ |2=|PM |2-1,要使|PQ |最小,即求|PM |的最小值,此题转化为求直线y =x +1上的点到圆心M 的最小距离,设圆心到直线y =x +1的距离为d ,则d =|3-0+1|12+-12=22,∴|PM |的最小值为22, ∴|PQ |=|PM |2-1≥222-1=7.答案:7 二、解答题8.(2013·某某模拟)已知圆C :(x +1)2+y 2=4和圆外一点A (1,23),(1)若直线m 经过原点O ,且圆C 上恰有三个点到直线m 的距离为1,求直线m 的方程; (2)若经过A 的直线l 与圆C 相切,切点分别为D ,E ,求切线l 的方程及D 、E 两切点所在的直线方程.解:(1)方法一:圆C 的圆心为(-1,0),半径r =2, 圆C 上恰有三个点到直线m 的距离为1, 则圆心到直线m 的距离恰为1,由于直线m 经过原点,圆心到直线m 的距离最大值为1.所以满足条件的直线就是经过原点且垂直于OC 的直线,即y 轴,所以直线方程为x =0.方法二:圆C 的圆心为(-1,0),半径r =2,圆C 上恰有三个点到直线m 的距离为1. 则圆心到直线m 的距离恰为1.设直线方程为y =kx ,d =|-k -0|1+k 2=1,k 无解. 直线斜率不存在时,直线方程为x =0显然成立. 所以所求直线为x =0.(2)设直线方程为y -23=k (x -1),d =|-2k +23|1+k 2=2,解得k =33, 所求直线为y -23=33(x -1), 即3x -3y +53=0,斜率不存在时,直线方程为x =1,∴切线l 的方程为x =1或3x -3y +53=0,过点C 、D 、E 、A 有一外接圆,x 2+(y -3)2=4,即x 2+y 2-23y -1=0, 过切点的直线方程为x +3y -1=0.9.已知圆M :(x -1)2+(y -1)2=4,直线l :x -y -6=0,A 为直线l 上一点.(1)若AM ⊥直线l ,过A 作圆M 的两条切线,切点分别为P ,Q ,求∠PAQ 的大小;(2)若圆M 上存在两点B ,C ,使得∠BAC =60°,求点A 横坐标的取值X 围. 解:(1)圆M 的圆心M (1,1),半径r =2,直线l 的斜率为-1,而AM ⊥l ,∴k AM =1. ′∴直线AM 的方程为y =x .由⎩⎪⎨⎪⎧ y =x ,x +y -6=0解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =3,即A (3,3). 如图,连结MP , ∵∠PAM =12∠PAQ ,sin ∠PAM =PM AM=23-12+3-12=22, ∴∠PAM =45°,∴∠PAQ =90°.(2)过A (a ,b )作AD ,AE ,分别与圆M 相切于D ,E 两点,因为∠DAE ≥∠BAC ,所以要使圆M 上存在两点B ,C ,使得∠BAC =60°,只要做∠DAE ≥60°. ∵AM 平分∠DAE , ∴只要30°≤DAM <90°.类似于第(1)题,只要12≤sin∠DAM <1,即2a -12+b -12≥12且a -12+b -12≥12<1. 又a +b -6=0,解得1≤a ≤5, 即a 的取值X 围是[1,5].。
高考数学直线与圆的位置关系选择题1. 直线l与圆O的方程分别为x-y+1=0和x^2+y^2-2x-2y+2=0,直线l与圆O的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合2. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合3. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合4. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合5. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合6. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合7. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合8. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合9. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合10. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合11. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合12. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合13. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()B. 相切C. 相交D. 重合14. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合15. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合16. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离C. 相交D. 重合17. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合18. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合19. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切D. 重合20. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合21. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合22. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交23. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合24. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合25. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合26. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合27. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合28. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合29. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合30. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合31. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合32. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合33. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合34. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合35. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()B. 相切C. 相交D. 重合36. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合37. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合38. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离C. 相交D. 重合39. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合40. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合41. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切D. 重合42. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合43. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合44. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交45. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合46. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合47. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合48. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合49. 已知圆的方程为x^2+y^2-2x+2y+1=0,直线l的方程为x+y+1=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合50. 已知圆的方程为x^2+y^2-4x+3y+5=0,直线l的方程为x+y+2=0,则直线l与圆的位置关系是()A. 相离B. 相切C. 相交D. 重合。
圆的参数方程一.选择题(共2小题)1.(2014•北京)曲线1cos (2sin x y θθθ=-+⎧⎨=+⎩为参数)的对称中心( )A .在直线2y x =上B .在直线2y x =-上C .在直线1y x =-上D .在直线1y x =+上2.(2010•重庆)直线y =+与圆心为D的圆([0,2))1x y θθπθ⎧=⎪∈⎨=+⎪⎩交与A 、B 两点,则直线AD 与BD 的倾斜角之和为( )A .76πB .54πC .43πD .53π二.填空题(共6小题)3.(2019•天津)设a R ∈,直线20ax y -+=和圆22cos ,(12sin x y θθθ=+⎧⎨=+⎩为参数)相切,则a 的值为 . 4.(2013•陕西)(坐标系与参数方程选做题)如图,以过原点的直线的倾斜角θ为参数,则圆220x y x +-=的参数方程为 .5.(2013•广东)(坐标系与参数方程选做题)已知曲线C 的极坐标方程为2cos ρθ=.以极点为原点,极轴为x 轴的正半轴建立直角坐标系,则曲线C 的参数方程为 .6.(2012•广东)在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 和2C的参数方程分别为(x y θθθ⎧=⎪⎨=⎪⎩为参数,0)2πθ和1(x t y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩为参数),则曲线1C 和2C 的交点坐标为 . 7.(2012•北京)直线2(1x t t y t =+⎧⎨=--⎩为参数)与曲线3cos 3sin x y αα=⎧⎨=⎩(α为参数)的交点个数为 .8.(2011•陕西)(请在下列三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题评分) A .(不等式选做题)若不等式|1||2|a x x ++-存在实数解,则实数a 的取值范围是 . B .(几何证明选做题)如图,B D ∠=∠,AE BC ⊥,90ACD ∠=︒,且6AB =,4AC =,12AD =,则AE = .C .(坐标系与参数方程选做题)直角坐标系xoy 中,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建极坐标系,设点A ,B 分别在曲线13cos :4sin xC y θθ=+⎧⎨=+⎩(θ为参数)和曲线2:1C p =上,则||AB 的最小值为 . 三.解答题(共3小题)9.(2015•福建)在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的参数方程为13cos (23sin x tt y t =+⎧⎨=-+⎩为参数).在极坐标系(与平面直角坐标系xoy 取相同的长度单位,且以原点O 为极点,以x 轴非负半轴为极轴),直线l 的方程为sin()4m πθ-=,()m R ∈(1)求圆C 的普通方程及直线l 的直角坐标方程; (2)设圆心C 到直线l 的距离等于2,求m 的值.10.(2014•福建)已知直线l 的参数方程为2(4x a t t y t =-⎧⎨=-⎩为参数),圆C 的参数方程为4cos (4sin x y θθθ=⎧⎨=⎩为常数). (1)求直线l 和圆C 的普通方程;(2)若直线l 与圆C 有公共点,求实数a 的取值范围. 11.(2012•福建)选修44-:坐标系与参数方程在平面直角坐标系中,以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线l 上两点M ,N 的极坐标分别为(2,0),)2π,圆C 的参数方程22cos (2sin x y θθθ=+⎧⎪⎨=⎪⎩为参数). (Ⅰ)设P 为线段MN 的中点,求直线OP 的平面直角坐标方程; (Ⅱ)判断直线l 与圆C 的位置关系.圆的参数方程参考答案与试题解析一.选择题(共2小题)1.(2014•北京)曲线1cos (2sin x y θθθ=-+⎧⎨=+⎩为参数)的对称中心( )A .在直线2y x =上B .在直线2y x =-上C .在直线1y x =-上D .在直线1y x =+上【解答】解:曲线1cos (2sin x y θθθ=-+⎧⎨=+⎩为参数)表示圆,圆心为(1,2)-,在直线2y x =-上,故选:B .2.(2010•重庆)直线y =+与圆心为D 的圆([0,2))1x y θθπθ⎧=⎪∈⎨=+⎪⎩交与A 、B 两点,则直线AD 与BD 的倾斜角之和为( )A .76πB .54πC .43πD .53π【解答】解:数形结合,130α∠=-︒,230πβ∠=︒+-, 由圆的性质可知12∠=∠,3030απβ∴-︒=︒+-, 故43αβπ+=,故选:C .二.填空题(共6小题)3.(2019•天津)设a R ∈,直线20ax y -+=和圆22cos ,(12sin x y θθθ=+⎧⎨=+⎩为参数)相切,则a 的值为 34 .【解答】解:a R ∈,直线20ax y -+=和圆22cos ,(12sin x y θθθ=+⎧⎨=+⎩为参数)相切, ∴圆心(2,1)到直线20ax y -+=的距离:2d r ===,解得34a =. 故答案为:34. 4.(2013•陕西)(坐标系与参数方程选做题)如图,以过原点的直线的倾斜角θ为参数,则圆220x y x +-=的参数方程为 2cos sin x cos y θθθ⎧=⎨=⎩.【解答】解:将圆方程化为2211()24x y -+=,可得半径12r =,2cos cos OP r θθ∴==,2cos cos x OP θθ∴==,sin sin cos y OP θθθ==,则圆的参数方程为2cos sin x cos y θθθ⎧=⎨=⎩.故答案为:2cos sin x cos y θθθ⎧=⎨=⎩.5.(2013•广东)(坐标系与参数方程选做题)已知曲线C 的极坐标方程为2cos ρθ=.以极点为原点,极轴为x 轴的正半轴建立直角坐标系,则曲线C 的参数方程为 1cos (sin x y θθθ=+⎧⎨=⎩为参数) . 【解答】解:由曲线C 的极坐标方程为2cos ρθ=,得22cos ρρθ=,即2220x y x +-=. 化圆的方程为标准式,得22(1)1x y -+=. 令1cos sin x y θθ-=⎧⎨=⎩,得()1x cos y sin θθθ=+⎧⎨=⎩为参数.所以曲线C 的参数方程为()1x cos y sin θθθ=+⎧⎨=⎩为参数.故答案为()1x cos y sin θθθ=+⎧⎨=⎩为参数.6.(2012•广东)在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 和2C的参数方程分别为(x y θθθ⎧=⎪⎨=⎪⎩为参数,0)2πθ和1(x t y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩为参数),则曲线1C 和2C 的交点坐标为 (2,1).【解答】解:曲线1C 的普通方程为225(05)x y x +=,曲线2C 的普通方程为1y x =-联立方程22521x y x y x ⎧+=⇒=⎨=-⎩或1x =-(舍去), 则曲线1C 和2C 的交点坐标为(2,1). 故答案为:(2,1)7.(2012•北京)直线2(1x t t y t =+⎧⎨=--⎩为参数)与曲线3cos 3sin x y αα=⎧⎨=⎩ (α为参数)的交点个数为 2 . 【解答】解:直线2(1x tt y t =+⎧⎨=--⎩为参数)化为普通方程为10x y +-= 曲线3cos 3sin x y αα=⎧⎨=⎩ (α为参数)化为普通方程为229x y +=圆心(0,0)到直线10x y +-=的距离为3d <∴直线与圆有两个交点故答案为:28.(2011•陕西)(请在下列三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题评分)A .(不等式选做题)若不等式|1||2|a x x ++-存在实数解,则实数a 的取值范围是 [3,)+∞ . B .(几何证明选做题)如图,B D ∠=∠,AE BC ⊥,90ACD ∠=︒,且6AB =,4AC =,12AD =,则AE = .C .(坐标系与参数方程选做题)直角坐标系xoy 中,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建极坐标系,设点A ,B 分别在曲线13cos :4sin xC y θθ=+⎧⎨=+⎩(θ为参数)和曲线2:1C p =上,则||AB 的最小值为 . 【解答】解:A .先作出函数|1||2|y x x =++-的图象可知函数的最小值为3,故当[3a ∈,)+∞上不等式|1||2|a x x ++-存在实数解, 故答案为:[3,)+∞B .B D ∠=∠,AE BC ⊥,90ACD ∠=︒Rt ABE Rt ADC ∴∆∆∽而6AB =,4AC =,12AD =, 根据AD AE AB AC =解得:2AE =, 故答案为:2C .3cos 4sin x y θθ=+⎧⎨=+⎩ 消去参数θ得,22(3)(4)1x y -+-=而1p =,则直角坐标方程为221x y +=,点A 在圆22(3)(4)1x y -+-=上,点B 在圆221x y +=上 则||AB 的最小值为5113--= 故答案为:3三.解答题(共3小题)9.(2015•福建)在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的参数方程为13cos (23sin x tt y t=+⎧⎨=-+⎩为参数).在极坐标系(与平面直角坐标系xoy 取相同的长度单位,且以原点O 为极点,以x 轴非负半轴为极轴),直线l 的方程为sin()4m πθ-=,()m R ∈(1)求圆C 的普通方程及直线l 的直角坐标方程; (2)设圆心C 到直线l 的距离等于2,求m 的值.【解答】解:(1)消去参数t ,得到圆的普通方程为22(1)(2)9x y -++=,sin()4m πθ-=,得sin cos 0m ρθρθ--=,所以直线l 的直角坐标方程为:0x y m -+=.(2)依题意,圆心(1,2)C -到直线:0l x y m -+=的距离等于22=,解得3m =-±10.(2014•福建)已知直线l 的参数方程为2(4x a t t y t =-⎧⎨=-⎩为参数),圆C 的参数方程为4cos (4sin x y θθθ=⎧⎨=⎩为常数). (1)求直线l 和圆C 的普通方程;(2)若直线l 与圆C 有公共点,求实数a 的取值范围.【解答】解:(1)直线l 的参数方程为24x a ty t =-⎧⎨=-⎩,消去t 可得220x y a --=;圆C 的参数方程为4cos 4sin x y θθ=⎧⎨=⎩,两式平方相加可得2216x y +=;(2)圆心(0,0)C ,半径4r =.由点到直线的距离公式可得圆心(0,0)C 到直线L 的距离d =直线L 与圆C 有公共点,4d ∴4,解得25a -.11.(2012•福建)选修44-:坐标系与参数方程在平面直角坐标系中,以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线l 上两点M ,N 的极坐标分别为(2,0),)2π,圆C 的参数方程22cos (2sin x y θθθ=+⎧⎪⎨=⎪⎩为参数). (Ⅰ)设P 为线段MN 的中点,求直线OP 的平面直角坐标方程; (Ⅱ)判断直线l 与圆C 的位置关系.【解答】解:(Ⅰ)M ,N 的极坐标分别为(2,0),)2π,所以M 、N 的直角坐标分别为:(2,0)M ,N ,P 为线段MN 的中点,直线OP 的平面直角坐标方程y =;(Ⅱ)圆C 的参数方程22cos (2sin x y θθθ=+⎧⎪⎨=⎪⎩为参数).它的直角坐标方程为:22(2)(4x y -+=,圆的圆心坐标为(2,,半径为2,直线l 上两点M ,N 的极坐标分别为(2,0),)2π,方程为3(2)2)2y x x =--=-30y +-.322==<, 所以,直线l 与圆C 相交.。
高考数学直线和圆专题辅导测试练习1. 直线l 经过A (2,1)、B (1,m 2)(m ∈R)两点,那么直线l 的倾斜角的取值范围是( )A .),0[πB .),2(]4,0[πππ⋃C .]4,0[πD .),43[]4,0[πππ⋃ 2. 已知点A (6,-4),B (1,2)、C (x ,y ),O 为坐标原点,若),(R OB OA OC ∈+=λλ 则点C 的轨迹方程是 ( )A .2x -y +16=0B .2x -y -16=0C .x -y +10=0D .x -y -10=03. 若点(5,b )在两条平行直线6x -8y +1=0与3x -4y +5=0之间,则整数b 的值为( )A .5B .-5C .4D .-44.直线ax +by +b -a =0与圆x 2+y 2-x -2=0的位置关系是 ( )A .相离B .相交C .相切D .与a ,b 的取值有关5.已知直线ax +3y +1=0与直线x +(a -2)y +a =0,当a =_________时,两直线平行;当a =_________时,两直线重合;当a ∈_____________________________时,两直线相交.6.将直线y x 绕点(2,0)按顺时针方向旋转30°所得直线方程是______7.在坐标平面内,由不等式组⎩⎨⎧+-≤--≥3||21||x y x y 所确定的平面区域的面积为________8.已知定点P (2,1),分别在y =x 及x 轴上各取一点B 与C ,使∆BPC 的周长最小,最小值为_________9.经过点M (1,3)的圆x 2+y 2=1的切线方程是________________10.若圆经过点A (a ,0),B (2a ,0),C (0,a )(a ≠0),则这个圆的方程为_______________11.一直线被两条平行直线x +2y -1=0及x +2y -3=0所截的线段的中点在直线x -y -1=0上,且这条直线与两平行线的夹角为45°,求此直线的方程.12.当C 为何值时,圆x 2+y 2+x -6y +C =0与直线x +2y -3=0的两交点P 、Q 满足OP ⊥OQ ?(其中O 为坐标原点)13.已知圆C :x 2+(y -2)2=5,直线l :mx -y +1=0,(1)求证:对m ∈R ,直线l 与圆C 总有两个不同交点;(2)设l 与圆C 交于A 、B 两点,若|AB |=17,求l 的倾斜角;(3)求弦AB 的中点M 的轨迹方程.14.圆的方程为x 2+y 2-6x -8y =0,过坐标原点作长为8的弦,求弦所在的直线方程。
极坐标参数方程训练题1、(2014·福建高考理科·T21)已知直线l 的参数方程为2()4x a tt y t =-⎧⎨=-⎩为参数,圆C 的参数方程为4cos 4sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数). (1)求直线l 和圆C 的普通方程; (2)若直线l 与圆C 有公共点,求实数a 的取值范围. 2..(2014·辽宁高考)将圆221x y +=上每一点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的2倍,得曲线C.(Ⅰ)写出C 的参数方程; (Ⅱ)设直线:220l x y +-=与C 的交点为12,P P ,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极坐标建立极坐标系,求过线段12P P 的中点且与l 垂直的直线的极坐标方程.3..(2014·新课标全国卷Ⅱ高考·T23) (2014·新课标全国卷Ⅱ高考理科数学·T23)(本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程在直角坐标系xOy 中,以坐标原点为极点,x 轴为极轴建立极坐标系,半圆C 的极坐标方程为ρ=2cos θ,θ∈0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦. (1)求C 的参数方程. (2)设点D 在C 上,C 在D 处的切线与直线l:y=3x+2垂直,根据(1)中你得到的参数方程,确定D 的坐标.4.(15年新课标1)在直角坐标系xOy 中,直线1:2C x =-,圆()()222:121C x y -+-=,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系.(I )求12,C C 的极坐标方程.(II )若直线3C 的极坐标方程为()πR 4θρ=∈,设23,C C 的交点为,M N ,求2C MN ∆ 的面积.5.(2015新课标(II ))直角坐标系xoy 中,曲线1cos ,:sin ,x t C y t αα=⎧⎨=⎩(t 为参数,0t ≠),其中0απ≤<,在以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线2:2sin C ρθ=,曲线3:23cos C ρθ=.(Ⅰ).求2C 与1C 交点的直角坐标;(Ⅱ).若2C 与1C 相交于点A ,3C 与1C 相交于点B ,求AB的最大值.6.(2013·辽宁高考)在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系。
直线与圆、圆与圆的位置关系
1.[2014·浙江卷] 已知圆x 2+y 2+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 答案:B 2.[2014·安徽卷] 过点P (-3,-1)的直线l 与圆x 2+y 2=1有公共点,则直线l 的倾斜角的取值范围是( )
A.⎝⎛⎦⎤0,π6
B.⎝⎛⎦⎤0,π3
C.⎣⎡⎦⎤0,π6
D.⎣
⎡⎦⎤0,π
3
答案:D
3.[2014·北京卷] 已知圆C :(x -3)2+(y -4)2=1和两点A (-m ,0),B (m ,0)(m >0).若圆C 上存在点P ,使得∠APB =90°,则m 的最大值为( )
A .7
B .6
C .5
D .4
答案:B
4.,[2014·福建卷] 已知圆C :(x -a )2+(y -b )2=1,平面区域Ω:⎩⎪⎨⎪
⎧x +y -7≤0,x -y +3≥0,y ≥0.若圆
心C ∈Ω,且圆C 与x 轴相切,则a 2+b 2的最大值为( )
A .5
B .29
C .37
D .49 答案:C
5.[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 答案:.C [解析] 依题意可得C 1(0,0),C 2(3,4),则|C 1C 2|=33+42=5.又r 1=1,r 2
=25-m ,由r 1+r 2=25-m +1=5,解得m =9.
6.[2014·江苏卷] 在平面直角坐标系xOy 中,直线x +2y -3=0被圆(x -2)2+(y +1)2
=4截得的弦长为________.
答案:.2
5 55 [解析] 由题意可得,圆心为(2,-1),r =2,圆心到直线的距离d =
|2-2-3|12+22=35
5,所以弦长为2r 2-d 2
=2 4-95=25 55 .
7.[2014·江苏卷] 如图1-6所示,为保护河上古桥OA ,规划建一座新桥BC ,同时设立一个圆形保护区.规划要求:新桥BC 与河岸AB 垂直;保护区的边界为圆心M 在线段OA 上并与BC 相切的圆,且古桥两端O 和A 到该圆上任意一点的距离均不少于80 m .经测量,点A 位于点O 正北方向60 m 处,点C 位于点O 正东方向170 m 处(OC 为河岸),tan ∠BCO =43
. (1)求新桥BC 的长.
(2)当OM 多长时,圆形保护区的面积最大?
图1-6
答案:解: 方法一:
(1)如图所示, 以O 为坐标原点, OC 所在直线为 x 轴, 建立平面直角坐标系xOy .
由条件知A (0, 60), C (170,0),
直线 BC 的斜率k BC =-tan ∠BCO =-4
3.
又因为 AB ⊥BC, 所以直线AB 的斜率k AB =3
4.
设点 B 的坐标为(a ,b ),
则k BC =b -0a -170=-4
3, k AB =b -60a -0=34,
解得a =80, b =120,
所以BC =(170-80)2+(0-120)2=150.
因此新桥BC 的长是150 m.
(2)设保护区的边界圆M 的半径为r m, OM =d m (0≤d ≤60). 由条件知, 直线BC 的方程为y =-4
3
(x -170),
即4x +3y -680=0.
由于圆M 与直线BC 相切, 故点 M (0, d )到直线BC 的距离是r ,
即r =|3d - 680|42+32
=680-3d 5.
因为O 和A 到圆M 上任意一点的距离均不少于80 m ,所以⎩
⎪⎨⎪⎧r -d ≥80,
r -(60-d )≥80,
即⎩⎨⎧680-3d
5
-d ≥80,680 - 3d
5-(60-d )≥80,
解得10≤d ≤35.
故当d =10时, r =680 - 3d
5最大, 即圆面积最大,
所以当OM =10 m 时, 圆形保护区的面积最大. 方法二:
(1)如图所示, 延长 OA, CB 交于点F .
因为 tan ∠FCO =4
3
,
所以sin ∠FCO =45, cos ∠FCO =3
5.
因为OA =60,OC =170,
所以OF =OC tan ∠FCO =6803, CF =OC cos ∠FCO =8503, 从而AF =OF -OA =500
3.
因为OA ⊥OC, 所以cos ∠AFB =sin ∠FCO =4
5
.
又因为 AB ⊥BC ,所以BF =AF cos ∠AFB =400
3
, 从而BC =CF -BF =150.
因此新桥BC 的长是150 m.
(2)设保护区的边界圆 M 与BC 的切点为D ,连接 MD ,则MD ⊥BC ,且MD 是圆M 的半径,并设MD =r m ,OM =d m (0≤d ≤60).
因为OA ⊥OC, 所以sin ∠CFO =cos ∠FCO .
故由(1)知sin ∠CFO =MD MF =MD OF -OM =r 6803-d =3
5, 所以r =680-3d 5
.
因为O 和A 到圆M 上任意一点的距离均不少于80 m ,
所以⎩⎪⎨⎪⎧r -d ≥80,r -(60-d )≥80,
即⎩⎨⎧680-3d
5
-d ≥80,680-3d
5-(60-d )≥80,
解得10≤d ≤35.
故当d =10时, r =680 - 3d
5
最大,即圆面积最大,
所以当OM =10 m 时, 圆形保护区的面积最大. 8、[2014·全国卷] 直线l 1和l 2是圆x 2+y 2=2的两条切线.若l 1与l 2的交点为(1,3),则l 1与l 2的夹角的正切值等于________.
答案:.4
3
9.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 设点M (x 0,1),若在圆O :x 2+y 2=1上存在点N ,使得∠OMN =45°,则x 0的取值范围是( )
A. [-1,1]
B. ⎣⎡⎦⎤-12,12
C. [-2,2]
D. ⎣
⎡⎦
⎤
-
22,
22 答案:A
10、[2014·全国新课标卷Ⅰ] 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. 答案: 解:(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,所以直线l 的斜率为-1
3,
故l 的方程为y =-13x +8
3
.
又|OM |=|OP |=2 2,O 到直线l 的距离为410
5,
故|PM |=4105,所以△POM 的面积为16
5
.
11.[2014·山东卷] 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23,则圆C 的标准方程为________.
答案:(x -2)2+(y -1)2=4 12.[2014·重庆卷] 已知直线x -y +a =0与圆心为C 的圆x 2+y 2+2x -4y -4=0相交于A ,B 两点,且AC ⊥BC ,则实数a 的值为________.
答案:0或6
13、[2014·四川卷] 设m ∈R ,过定点A 的动直线x +my =0和过定点B 的动直线mx -y -m +3=0交于点P (x ,y ),则|P A |+|PB |的取值范围是( )
A .[5,2 5 ]
B .[10,2 5 ]
C .[10,4 5 ]
D .[25,4 5 ] 答案:B 14.(5分)(2014•重庆)已知直线x ﹣y+a=0与圆心为C 的圆x2+y2+2x ﹣4y ﹣4=0相交于A 、B 两点,且AC ⊥BC ,则实数a 的值为 0或6 .
考点:直线和圆的方程的应用.菁优网版权所有
专题:直线与圆.
分析:根据圆的标准方程,求出圆心和半径,根据点到直线的距离公式即可得到结论.解答:解:圆的标准方程为(x+1)2+(y﹣2)2=9,圆心C(﹣1,2),半径r=3,
∵AC⊥BC,
∴圆心C到直线AB的距离d=,
即d==
,
即|a﹣3|=3,解得a=0或a=6,故答案为:0或6。