最新专题13 直线与圆—三年高考(-2017)数学(文)真题汇编
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1 一、选择题2 1. 【2014高考北京文第7题】已知圆()()22:341C x y -+-=和两点3 (),0A m -,()(),00B m m >,若圆C 上存在点P ,使得90APB ∠=,则m 的4 最大值为( )5 A.7 B.6 C.56 D.47 【答案】B89 考点:本小题主要考查两圆的位置关系,考查数形结合思想,考查分析问10 题与解决问题的能力.11 2. 【2015高考北京,文2】圆心为()1,1且过原点的圆的方程是( ) 12 A .()()22111x y -+-= B .()()22111x y +++= 13 C .()()22112x y +++= D .()()22112x y -+-= 14 【答案】D15 【解析】由题意可得圆的半径为2r =,则圆的标准方程为16()()22112x y -+-=,故选D. 17 【考点定位】圆的标准方程.18【名师点晴】本题主要考查的是圆的标准方程,属于容易题.解题时一定19 要抓住重要字眼“过原点”,否则很容易出现错误.解本题需要掌握的知识点是20 圆的标准方程,即圆心(),a b ,半径为r 的圆的标准方程是()()222x a y b r -+-=. 21 3.【 2014湖南文6】若圆221:1C x y +=与圆222:680C x y x y m +--+=相外切,22 则m =( )23 .21A .19B .9C .11D -24 【答案】C25 【解析】因为()()22226803425x y x y m x y m +--+=⇒-+-=-,所以26250m ->25m ⇒<且圆2C 的圆心为()3,4,,根据圆与圆外切的27 判定(圆心距离等于半径和)可得281=+9m ⇒=,故选C.29 【考点定位】圆与圆之间的外切关系与判断30 【名师点睛】本题主要考查了圆与圆的位置关系,解决问题的关键是根据31 条件得到圆的半径及圆心坐标,然后根据两圆满足的几何关系进行列式计算即32 可.33 4. 【2014全国2,文12】设点()0,1M x ,若在圆22:+1O x y =上存在点N ,34 使得45OMN ∠=︒,则0x 的取值范围是( )35(A )[]1,1-- (B )11,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ (C )⎡⎣ (D )⎡⎢⎣ 36 【答案】A3738xyA11OMN39 【考点定位】直线与圆的位置关系40 【名师点睛】本题考查直线与圆的位置关系,属于中档题,直线与直线设41 出角的求法,数形结合是快速解得本题的策略之一.42 5. 【2014四川,9文】设m R ∈,过定点A 的动直线0x my +=和过定点B 43 的动直线30mx y m --+=交于点(,)P x y ,则||||PA PB +的取值范围是( ) 44 A 、[5,25] B 、[10,25] C 、[10,45] D 、45[25,45] 46 【答案】B 47 【解析】48 试题分析:易得(0,0),(1,3)A B .设(,)P x y ,则消去m 得:2230x y x y +--=,49 所以点P 在以AB 为直径的圆上,PA PB ⊥,所以222||||||10PA PB AB +==,令50||10,||10PA PB θθ==,则 51 ||||10105)4PA PB πθθθ+=+=+.因为||0,||0PA PB ≥≥,所以52 02πθ≤≤.2sin()14πθ≤+≤10||||25PA PB ≤+≤.选B. 53法二、因为两直线的斜率互为负倒数,所以PA PB ⊥,点P 的轨迹是以AB 54 为直径的圆.以下同法一.55 【考点定位】1、直线与圆;2、三角代换.56 【名师点睛】||||PA PB +在几何意义上表示P 点到A 与B 的距离之和,解57 题的关键是找P 点的轨迹和轨迹方程;也可以使用代数方法,首先表示出58||||PA PB +,这样就转化为函数求最值问题了. 59 6. 【2015高考四川,文10】设直线l 与抛物线y 2=4x 相交于A ,B 两点,60 与圆C :(x -5)2+y 2=r 2(r >0)相切于点M ,且M 为线段AB 中点,若这样的直线61l 恰有4条,则r 的取值范围是( ) 62 (A )(1,3) (B )(1,4) (C )(2,3) 63 (D )(2,4) 64 【答案】D6566 当t =0时,若r ≥5,满足条件的直线只有1条,不合题意,67 若0<r <5,则斜率不存在的直线有2条,此时只需对应非零的t 的直线恰68 有2条即可.69 当t ≠0时,将m =3-2t 2代入△=16t 2+16m ,可得3-t 2>0,即0<t 2<3 70 又由圆心到直线的距离等于半径,71可得d =r =2222|5|222111m t t tt-+==+++72 由0<t 2<3,可得r ∈(2,4).选D73 【考点定位】本题考查直线、圆及抛物线等基本概念,考查直线与圆、直74 线与抛物线的位置关系、参数取值范围等综合问题,考查数形结合和分类与整75 合的思想,考查学生分析问题和处理问题的能力.76 【名师点睛】本题实质是考查弦的中垂线过定点问题,注意到弦的斜率不77 可能为0,但有可能不存在,故将直线方程设为x =ty +m ,可以避免忘掉对斜78 率不存在情况的讨论.在对r 的讨论中,要注意图形的对称性,斜率存在时,直79 线必定是成对出现,因此,斜率不存在(t =0)时也必须要有两条直线满足条件.80 再根据方程的判别式找到另外两条直线存在对应的r 取值范围即可.属于难题.81 7.【2014年.浙江卷.文5】已知圆02222=+-++a y x y x 截直线02=++y x 82 所得弦的长度为4,则实数a 的值为( )83 A.2- B. 4- C. 6- D.8- 84 【答案】B8586 考点:直线与圆相交,点到直线的距离公式的运用,容易题.87 【名师点睛】本题主要考查直线与圆相交的弦长问题,解决问题的关键点88 在讨论有关直线与圆的相交弦问题时,如能充分利用好平面几何中的垂径定理,89并在相应的直角三角形中计算,往往能事半功倍.90 8. 【2014,安徽文6】过点(3,1)P -的直线l 与圆122=+y x 有公共点,则91 直线l 的倾斜角的取值范围是( )92 A.]60π,( B.]30π,( C.]60[π, D.]30[π,93 【答案】D . 94 【解析】95 试题分析:如下图,要使过点P 的直线l 与圆有公共点,则直线l 在PA 与PB 96 之间,因为1sin 2α=,所以6πα=,则23AOB πα∠==,所以直线l 的倾斜角97 的取值范围为]30[π,.故选D.9899 考点:1.直线的倾斜角;2.直线与圆的相交问题.100 【名师点睛】研究直线与圆的相交问题,应牢牢记住三长关系,即半弦长2l、101 弦心距d 和半径长r 之间形成的数量关系为222()2ld r +=.但在具体做题过程中,102 常利用数形结合的方程进行求解,通过图形会很快了解具体的量的关系.另外,103 直线的倾斜角和斜率之间的关系也是重要考点,告知斜率的范围要能求出倾斜104 角的范围,反之一样.当90α=,斜率不存在.1059. 【2015高考安徽,文8】直线3x +4y =b 与圆222210x y x y +--+=相切,106 则b =( )107 (A )-2或12 (B )2或-12 (C )-2或-12 (D )2108 或12 109 【答案】D110111 【考点定位】本题主要考查利用圆的一般方程求圆的圆心和半径,直线与112 圆的位置关系,以及点到直线的距离公式的应用.113 【名师点睛】在解决直线与圆的位置关系问题时,有两种方法;方法一是114 代数法:将直线方程与圆的方程联立,消元,得到关于x (或y )的一元二次方115 程,通过判断0;0;0<∆=∆>∆来确定直线与圆的位置关系;方法二是几何法:116 主要是利用圆心到直线的距离公式求出圆心到直线的距离d ,然后再将d 与圆的117 半径r 进行判断,若r d >则相离;若r d =则相切;若r d <则相交;本题考查考118 生的综合分析能力和运算能力.119 12.【2014上海,文18】 已知),(111b a P 与),(222b a P 是直线y=kx+1(k 为常数)120 上两个不同的点,则关于x 和y 的方程组112211a xb y a x b y +=⎧⎨+=⎩的解的情况是( )121 (A )无论k ,21,P P 如何,总是无解 (B)无论k ,21,P P 如何,总有122 唯一解123 (C )存在k ,21,P P ,使之恰有两解 (D )存在k ,21,P P ,使之124 有无穷多解125【答案】B126 【解析】由题意,直线1y kx =+一定不过原点O ,,P Q 是直线1y kx =+上127 不同的两点,则OP 与OQ 不平行,因此12210a b a b -≠,所以二元一次方程组128 112211a xb y a x b y +=⎧⎨+=⎩一定有唯一解.选B. 129 【考点】向量的平行与二元一次方程组的解.130 【名师点睛】可以通过系数之比来判断二元一次方程组的解的情况,如下131 列关于x,y 的二元一次方程组:132 ax by cdx ey f +=⎧⎨+=⎩,当a/d≠b/e 时,该方程组有一组解。
133 当a/d=b/e=c/f 时,该方程组有无数组解。
134 当a/d=b/e≠c/f 时,该方程组无解。
135 13. 【2014福建,文6】已知直线l 过圆()2234x y +-=的圆心,且与直线136 10x y ++=垂直,则l 的方程是 ( ) 137 .20.20.30.30A x yB x yC x yD x y +-=-+=+-=-+=138 【答案】D139140 考点:圆的方程,直线的垂直,直线方程.141【名师点睛】本题主要考查直线方程与圆的方程及运算能力.直线与圆的位142 置关系在高考中常以客观题形式出现,本题中用到的垂直结论是:若直线12,l l 的143 斜率分别为12,k k ,则12121l l k k ⊥⇔=-.144 14. 【2015湖南文9】已知点A,B,C 在圆221x y +=上运动,且AB ⊥BC ,若145 点P 的坐标为(2,0),则PA PB PC ++ 的最大值为( )146 A 、6 B 、7 C 、8 147 D 、9 148 【答案】B149 【解析】由题意,AC为直径,所以150 24437PA PB PC PO PB PB =++++≤≤+= ,当且仅当点B 为(-1,0)时,151 PA PB PC ++取得最大值7,故选B.152 【考点定位】直线与圆的位置关系、平面向量的运算性质153 【名师点睛】与圆有关的最值问题是命题的热点内容,它着重考查数形结154 合与转化思想. 由平面几何知识知,圆上的一点与圆外一定点距离最值在定点155 和圆心连线与圆的两个交点处取到.圆周角为直角的弦为圆的半径,平面向量156 加法几何意义这些小结论是转化问题的关键.15715. 【2015新课标2文7】已知三点(1,0),A B C ,则△ABC 外158 接圆的圆心到原点的距离为( )1595A.34D.3160 【答案】B161162 【考点定位】本题主要考查圆的方程的求法,及点到直线距离公式. 163 【名师点睛】解决本题的关键是求出圆心坐标,本题解法中巧妙利用了圆的164 一个几何性质:圆的弦的垂直平分线一定过圆心,注意在求圆心坐标、半径、弦165 长时常用圆的几何性质,如圆的半径r 、弦长l 、圆心到弦的距离d 之间的关系:166 2222l r d ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭在求圆的方程时常常用到.167 二、填空题168 1. 【2015高考湖南,文13】若直线3450x y -+=与圆()2220x y r r +=>相169 交于A,B 两点,且120o AOB ∠=(O 为坐标原点),则r =_____. 170 【答案】171 【解析】如图直线3450x y -+=与圆2220x y r r +=(>) 交于A 、B 两点,O172 为坐标原点,且120o AOB ∠=,则圆心(0,0)到直线3450x y -+=的距离为12r ,173 2251234r r =∴+,=2 .故答案为2. 174175【考点定位】直线与圆的位置关系176 【名师点睛】涉及圆的弦长的常用方法为几何法:设圆的半径为r ,弦心距177 为d ,弦长为l ,则222().2lr d =-本题条件是圆心角,可利用直角三角形转化为178 弦心距与半径之间关系,再根据点到直线距离公式列等量关系.179 2.【2014山东.文14】 圆心在直线02=-y x 上的圆C 与y 轴的正半轴相切,180 圆C 截x 轴所得弦的长为32,则圆C 的标准方程为 . 181 【答案】22(2)(1)4x y -+-=182183 考点:圆的方程,直线与圆的位置关系.184 【名师点睛】本题考查圆的方程、直线与圆的位置关系、弦长问题.此类问185 题的基本解法有 “几何法”和 “代数法”,涉及切线、弦长问题,往往利用圆186 心到直线的距离建方程求解.187 本题是一道能力题,在考查查直线与圆的位置关系等基础知识的同时,考188 查考生的计算能力、逻辑思维能力及数形结合思想.是一道常见题型,故考生易189 于正确解答.190 3. 【2014高考重庆文第14题】已知直线0=+-a y x 与圆心为C 的圆191 044222=--++y x y x 相交于B A ,两点,且BC AC ⊥,则实数a 的值为192 _________.193【答案】0或6 194 【解析】195 试题分析:圆C 的标准方程为:()()22129x y ++-=,所以圆C 的圆心在()-12,,196 半径3r =197 又直线0x y a -+=与圆C 交于,A B 两点,且AC BC ⊥,所以圆心C 到直线198 0x y a -+=的距离322d =.所以,()221232211a --+=+-,整理得:33a -=解得:199 0a =或6a =.200 考点:1、圆的标准方程;2、直线与圆的位置关系;3、点到直线的距离公201 式.202 【名师点睛】本题考查了直线与圆的位置关系,点到直线的距离公式,本203 题属于基础题,注意仔细分析题目条件,将垂直条件等价转化为圆心到直线的204 距离是非常关键的.205 4. 【2015高考重庆,文12】若点(1,2)P 在以坐标原点为圆心的圆上,则该206 圆在点P 处的切线方程为________. 207 【答案】250x y +-=208209 【考点定位】圆的切线.210 【名师点睛】本题考查复数的概念和运算,采用分母实数化和利用共轭复211 数的概念进行化解求解.212本题属于基础题,注意运算的准确性.213 5. 【2014年普通高等学校招生全国统一考试湖北卷17】已知圆214 1:22=+y x O 和点)0,2(-A ,若定点)2)(0,(-≠b b B 和常数λ满足:对圆O 上那个215 任意一点M ,都有||||MA MB λ=,则: 216 (1)=b ; 217 (2)=λ .218 【答案】(1)21-;(2)21219 【解析】220 试题分析:设),(y x M ,因为||||MA MB λ=, 221 所以])2[()(22222y x y b x ++=+-λ,222 整理得04)24()1()1(2222222=+-++-+-λλλλb x b y x ,223 配方得0141242222222=--+⋅-+++λλλλb x b y x , 224 因为对圆O 上那个任意一点M ,都有||||MA MB λ=成立,225所以⎪⎩⎪⎨⎧-=--=+1140242222λλλb b ,解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=2121λb 或⎩⎨⎧-=-=28λb (舍去).226故⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=2121λb .227考点:圆的性质,两点间的距离公式,二元二次方程组的解法,难度中等. 228 【名师点睛】以圆的方程为载体,重点考查含参数方程的恒成立问题,其229 解题的关键是正确地使用两点间的距离公式计算线段的长度,准确把握恒成立230 问题所需条件.充分体现了方程思想在数学问题中的重要性,能较好的考查学生231 基础知识的识记能力、综合运用能力.232 6. 【2015高考湖北,文16】如图,已知圆C 与x 轴相切于点(1,0)T ,与y 轴233 正半轴交于两点A ,B (B 在A 的上方),且2AB =.234235 (Ⅰ)圆C 的标准..方程为_________; 236 (Ⅱ)圆C 在点B 处的切线在x 轴上的截距为_________. 237 【答案】(Ⅰ)22(1)(2)2x y -+-=;(Ⅱ)12--.238239 222121k d k -++==+,解之得1k =.240 即圆C 在点B 处的切线方程为241 x (21)y =++,于是令0y =可得242x 21=--,即圆C 在点B 处的切线在243 x 轴上的截距为12--,故应填244 22(1)(2)2x y -+-=和12--.245 【考点定位】本题考查圆的标准方程和圆的切线问题, 属中高档题. 246 【名师点睛】将圆的标准方程、圆的切线方程与弦长问题联系起来,注重247 实际问题的特殊性,合理的挖掘问题的实质,充分体现了数学学科特点和知识248 间的内在联系,渗透着方程的数学思想,能较好的考查学生的综合知识运用能249 力.其解题突破口是观察出点C 的横坐标.250 7.【2017江苏,13】在平面直角坐标系xOy 中,(12,0),(0,6),A B -点P 在圆251 2250O x y +=:上,若20,PA PB ⋅≤则点P 的横坐标的取值范围是 ▲ .252 【答案】[52,1]-253254 【考点】直线与圆,线性规划255 【名师点睛】线性规划问题,首先明确可行域对应的是封闭区域还是开放256 区域、分界线是实线还是虚线,其次确定目标函数的几何意义,是求横坐标或257 纵坐标、直线的截距、两点间距离的平方、直线的斜率、还是点到直线的距离258 等等,最后结合图形确定目标函数最值取法、值域范围. 259 三、解答题2601. 【2015高考广东,文20】(本小题满分14分)已知过原点的动直线l 与261 圆1C :22650x y x +-+=相交于不同的两点A ,B . 262 (1)求圆1C 的圆心坐标;263 (2)求线段AB 的中点M 的轨迹C 的方程;264 (3)是否存在实数k ,使得直线L:()4y k x =-与曲线C 只有一个交点?若265 存在,求出k 的取值范围; 266 若不存在,说明理由.267 【答案】(1)()3,0;(2)492322=+⎪⎭⎫ ⎝⎛-y x ⎪⎭⎫ ⎝⎛≤<335x ;(3)存在,752752≤≤-k 268 或34k =±.269 【解析】270 试题分析:(1)将圆1C 的方程化为标准方程可得圆1C 的圆心坐标;(2)先271 设线段AB 的中点M 的坐标和直线l 的方程,再由圆的性质可得点M 满足的方272 程,进而利用动直线l 与圆1C 相交可得0x 的取值范围,即可得线段AB 的中点M 273 的轨迹C 的方程;(3)先说明直线L 的方程和曲线C 的方程表示的图形,再利用274 图形可得当直线L:()4y k x =-与曲线C 只有一个交点时,k 的取值范围,进而275 可得存在实数k ,使得直线L:()4y k x =-与曲线C 只有一个交点.276 试题解析:(1)圆1C :22650x y x +-+=化为()2234x y -+=,所以圆1C 的圆心277 坐标为()3,0278 (2)设线段AB 的中点00(,)x y M ,由圆的性质可得1C M 垂直于直线l .279设直线l 的方程为mx y =(易知直线l 的斜率存在),所以1C 1k m M ⋅=-,280 00mx y =,所以130000-=⋅-x y x y ,所以0320020=+-y x x ,即49232020=+⎪⎭⎫ ⎝⎛-y x .281因为动直线l 与圆1C 相交,所以2132<+m m ,所以542<m . 282 所以202022054x x m y <=,所以20200543x x x <-,解得350>x 或00<x ,又因283 为300≤<x ,所以3350≤<x . 284 所以),(00y x M 满足49232020=+⎪⎭⎫ ⎝⎛-y x ⎪⎭⎫ ⎝⎛≤<3350x285即M 的轨迹C 的方程为492322=+⎪⎭⎫ ⎝⎛-y x ⎪⎭⎫ ⎝⎛≤<335x .286 (3)由题意知直线L 表示过定点T (4,0),斜率为k 的直线.287 结合图形,492322=+⎪⎭⎫ ⎝⎛-y x ⎪⎭⎫ ⎝⎛≤<335x 表示的是一段关于x 轴对称,起点288 为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-352,35按逆时针方向运动到⎪⎪⎭⎫⎝⎛352,35的圆弧.根据对称性,只需讨论在x 289轴对称下方的圆弧.设P ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-352,35,则752354352=-=PT k ,而当直线L 与轨迹C290相切时,2314232=+-k k k,解得43±=k .在这里暂取43=k ,因为43752<,所以291 k k PT <.292293 结合图形,可得对于x 轴对称下方的圆弧,当250k ≤≤或34k =时,直线L 294 与x 轴对称下方的圆弧有且只有一个交点,根据对称性可知:当250k ≤<或295 34k =-时,直线L 与x 轴对称上方的圆弧有且只有一个交点.296 综上所述,当752752≤≤-k 或34k =±时,直线L:()4y k x =-与曲线C 只297 有一个交点.298 考点:1、圆的标准方程;2、直线与圆的位置关系.299 【名师点晴】本题主要考查的是圆的标准方程、直线与圆的位置关系,属300 于难题.解题时一定要注意关键条件“直线l 与圆1C 相交于不同的两点A ,B ”,301 否则很容易出现错误.解本题需要掌握的知识点是圆的标准方程和直线与圆的302 位置关系,即圆22D F 0x y x y +++E +=的圆心D ,22E ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,直线与圆相交303 ⇔d r <(d 是圆心到直线的距离),直线与圆相切⇔d r =(d 是圆心到直线的304 距离).305 2. 【2015高考新课标1,文20】(本小题满分12分)已知过点()1,0A 且斜306 率为k 的直线l 与圆C :()()22231x y -+-=交于M ,N 两点. 307 (I )求k 的取值范围;308(II )12OM ON ⋅=,其中O 为坐标原点,求MN .309 【答案】(I )4747,33(II )2310 【解析】311 试题分析:(I )设出直线l 的方程,利用圆心到直线的距离小于半径列出312 关于k 的不等式,即可求出k 的取值范围;(II )设1122(,),(,)M x y N x y ,将直线313l 方程代入圆的方程化为关于x 的一元二次方程,利用韦达定理将1212,x x y y 用k 314 表示出来,利用平面向量数量积的坐标公式及12OM ON ⋅=列出关于k 方程,解315 出k ,即可求出|MN|.316 试题解析:(I )由题设,可知直线l 的方程为1ykx .317 因为l 与C 交于两点,所以2|231|11k k.318解得474733k.319所以k 的取值范围是4747,33.320321 由题设可得24(1)8=121k k k ,解得=1k ,所以l 的方程为1yx .322故圆心在直线l 上,所以||2MN .323 考点:直线与圆的位置关系;设而不求思想;运算求解能力324 【名师点睛】直线与圆的位置关系问题是高考文科数学考查的重点,解决325 此类问题有两种思路,思路1:将直线方程与圆方程联立化为关于x 的方程,设326 出交点坐标,利用根与系数关系,将1212,x x y y 用k 表示出来,再结合题中条件处327 理,若涉及到弦长用弦长公式计算,若是直线与圆的位置关系,则利用判别式328 求解;思路2:利用点到直线的距离计算出圆心到直线的距离,与圆的半径比较329 处理直线与圆的位置关系,利用垂径定理计算弦长问题.330 3.【2017课标3,文20】在直角坐标系xOy 中,曲线22y x mx =+-与x 轴331 交于A ,B 两点,点C 的坐标为(0,1).当m 变化时,解答下列问题: 332 (1)能否出现AC ⊥BC 的情况?说明理由;333 (2)证明过A ,B ,C 三点的圆在y 轴上截得的弦长为定值. 334 【答案】(1)不会;(2)详见解析335336 试题解析:(1)设()()12,0,,0A x B x ,则12,x x 是方程220x mx +-=的根, 337 所以1212,2x x m x x +=-=-,338 则()()1212,1,112110AC BC x x x x ⋅=-⋅-=+=-+=-≠, 339 所以不会能否出现AC ⊥BC 的情况。