第四章 圆与方程 过关测试卷(人教A版必修2)

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第四章 圆与方程 过关测试卷(100分,45分钟)一、选择题(本大题共6小题,每小题6分,共36分.在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的)1. 圆x 2+y 2-4x =0在点P (1,3)处的切线方程为( ) A .x +3y -2=0 B .x +3y -4=0 C .x -3y +4=0 D .x -3y +2=02. 过点(1,0)的直线与圆(x +1)2+(y -1)2=4相交,截得的弦的中点M 的轨迹是( )A .圆弧B .圆C .线段D .直线3. 圆x 2+y 2-ax +2=0与直线l 相切于点A (3,1),则直线l 的方程为 ( ) A .2x -y -5=0 B .x -2y -1=0 C .x -y -2=0 D .x +y -4=04. 已知直线ax +by -1=0(a ,b 不全为0)与圆x 2+y 2=50有公共点,且公共点的横、纵坐标均为整数,那么这样的直线共有( )A .66条B .72条C .74条D .78条5.已知直线l 过点(-2,0),当直线l 与圆x 2+y 2=2x 有两个交点时,其斜率k 的取值范围是( )A .(-22,22)B .(-2,2) C. ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-42,42 D.⎪⎭⎫⎝⎛-81,81 6. 〈杭州模拟〉若圆x 2+y 2-2x +6y +5a =0关于直线y =x +2b 对称,则a -b 的取值范围是( )A .(-∞,4)B .(-∞,0)C .(-4,+∞)D .(4,+∞) 二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)7. 若P (x ,y )在圆(x -3)2+(y -3)2=6上运动,则xy的最大值为______.8. 已知圆C 的方程为x 2+y 2+ax +2y +a 2=0,过定点A (1,2)可作该圆的两条切线,则a 的取值范围为______.9. 过直线x +y -22=0上点P 作圆x 2+y 2=1的两条切线,若两条切线的夹角是60°,则点P 的坐标是_______.10. 〈苏州一模〉过直线l :y =2x 上一点P 作圆C :(x -8)2+(y -1)2=2的切线l 1,l 2,若l 1,l 2关于直线l 对称,则点P 到圆心C 的距离为______.三、解答题(11,12题各14分,13题16分,共45分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)11. 〈大连模拟〉已知圆M 过点C (1,-1),D (-1,1),且圆心M 在x +y -2=0上.(1)求圆M 的方程;(2)设P 是直线3x +4y +8=0上的动点,P A ,PB 是圆M 的两条切线,A ,B 为切点,求四边形P AMB 的面积的最小值.12. 如图1所示,正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是BB1,D1B1的中点,棱长为1,求点E、F的坐标和B1关于原点D对称的点的坐标.图1 13. 圆O的方程为x2+y2=1,直线l1过点A(3,0),且与圆O相切.(1)求直线l1的方程;(2)设圆O与x轴交于P,Q两点,M是圆O上异于P,Q的任意一点,过点A 且与x轴垂直的直线为l2,直线PM交直线l2于点P′,直线QM交直线l2于点Q′.求证:以'P为直径的圆C总经过定点,并求出定点的坐标.'Q参考答案及点拨一、1. D 点拨:设切线方程为y -3=k (x -1).∵点(1,3)在圆x 2+y 2-4x =0上,∴点P 为切点,∴圆心与P 的连线应与切线垂直. 又∵圆心为(2,0),∴1230--·k =-1,解得k =33, ∴切线方程为x -3y +2=0.∴选D.2. A 点拨:定点A (1,0),圆心C (-1,1),设M (x ,y ).∵△AMC 为直角三角形.∴(x +1)2+(y -1)2+(x -1)2+y 2=(1+1)2+(0-1)2. ∴x 2+y 2-y -1=0.∵点M 在圆内,∴轨迹为圆弧.3. D 点拨:由已知条件可得32+12-3a +2=0,解得a =4,则圆x 2+y 2-4x +2=0的圆心为C (2,0),半径为2,则直线l 的方程为y -1=-ACk 1 (x -3)=-x +3,即得x +y -4=0.4. B 点拨:因为在圆x 2+y 2=50上,横坐标、纵坐标都为整数的点一共有12个,即:(1,±7),(5,±5),(7,±1),(-1,±7),(-5,±5),(-7,±1),所以经过其中任意两点的割线共有21×(12×11)=66(条),过每一点的切线共有12条,可知与该圆有公共点且公共点的横坐标、纵坐标都为整数的直线共有66+12=78(条),而方程ax +by -1=0表示的直线不过原点,上述78条直线中过原点的直线有6条,故符合条件的直线共有78-6=72(条).故选B.5. C 点拨:易知圆心坐标是(1,0),圆的半径是1,直线l 的方程是y =k (x +2),即kx -y +2k =0,根据点到直线的距离公式得122++k kk <1,即k 2<81,解得-42<k <42. 6. A 点拨:将圆的方程变形为(x -1)2+(y +3)2=10-5a ,可知,圆心为(1,-3),且10-5a >0,即a <2.∵圆关于直线y =x +2b 对称,∴圆心在直线y =x +2b 上,即-3=1+2b ,解得b =-2,∴a -b <4.答图1二、7. 2+3 点拨:由x y 的几何意义知xy=OP k ,P 在圆(x -3)2+(y -3)2=6上,如答图1所示,当P 点是由O 点向圆作切线的切点时,xy的值最大,设直线OP 的斜率为k (k >0),则直线OP 的方程为y =kx ,圆心O 1的坐标为(3,3),半径为6,圆心O 1到直线OP 的距离等于6,则有2133kk +-=6,解得k 1=2+3,k 2=3-2(舍去),∴xy的最大值是2+3. 8. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-332,332 点拨:圆C 的方程可变形为:(x +2a )2+(y +1)2=4342a -,其中4342a ->0,即-332< a <332.①∵过A 可作该圆的两条切线,∴A 在圆C 外,∴1+4+a +4+a 2>0,即a 2+a +9>0.② 由①②可得:-332< a <332.∴a 的取值范围是⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-332,332. 9. ( 2,2) 点拨:方法一:如答图2所示,|OP |=OPAOA ∠sin =2,易得P为CD 的中点,故P (2,2).方法二:设P (x ,y ),则⎪⎩⎪⎨⎧==⇒⎪⎩⎪⎨⎧=-+=+.2,2022222y x y x y x 故P (2,2).答图210. 35 点拨:如答图3所示,根据题意,得∠1=∠2,∠3=∠4. ∵∠1+∠2+∠3+∠4=180°,∴2∠2+2∠3=180°,∴∠2+∠3=90°,∴CP ⊥l .∴P 到圆心C 的距离等于C 到l 的距离d =141-82+⨯=35.答图3三、11.解:(1)设圆M 的方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2,根据题意得:⎪⎩⎪⎨⎧=-+=-+--=--+-,,)(,)(02)1(1)1(1222222b a r b a r b a 解得⎪⎩⎪⎨⎧===,,,4112r b a 故圆M 的方程为(x -1)2+(y -1)2=4. (2)因为四边形P AMB 的面积S =S △P AM +S △PBM =12|AM |·|P A |+21|BM |·|PB |,又|AM |=|BM |=2,|P A |=|PB |,所以S =2|P A |,而|P A |=4222-=-PMAMPM,即S =242-PM.因此要求S 的最小值,只需求|PM |的最小值,即在直线3x +4y +8=0上找一点P ,使得|PM |的值最小,所以|PM |min =224381413++⨯+⨯=3,所以四边形P AMB 的面积的最小值为243242min2-=-PM=25.12. 解:由B (1,1,0),B 1(1,1,1),得BB 1的中点E 的坐标为⎪⎭⎫ ⎝⎛2111,,, 由B 1(1,1,1),D 1(0,0,1),得D 1B 1的中点F 的坐标为⎪⎭⎫⎝⎛1,2121,.设B 1关于点D 对称的点为M (x 0,y 0,z 0), 即D 为B 1M 的中点,因为D (0,0,0),所以⎪⎩⎪⎨⎧-=-=-=⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+=+=+=.111210210210000000z y x z y x ,,解得,,,所以B 1关于原点D 对称的点的坐标为(-1,-1,-1).13. 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)(斜率不存在时,明显不符合要求),即kx -y -3k =0, ∴圆心O (0,0)到直线l 1的距离d =132+k k =1,解得k =±42,∴直线l 1的方程为y =±42(x -3). (2)对于x 2+y 2=1,令y =0,得x =±1,∴可令P (-1,0),Q (1,0).又直线l 2过点A 且与x 轴垂直,∴直线l 2的方程为x =3,设M (s ,t ),则直线PM 的方程为y =1+s t (x +1).解方程组⎪⎩⎪⎨⎧++==,)1(1,3x s ty x 得⎪⎩⎪⎨⎧+==,14,3s t y x ∴P ′⎪⎭⎫ ⎝⎛+143s t ,.同理可得,Q ′⎪⎭⎫⎝⎛-123s t ,,∴以P ′Q ′为直径的圆C 的方程为(x -3)(x-3)+⎪⎭⎫ ⎝⎛+-14s t y ⎪⎭⎫ ⎝⎛--12s t y =0,又s 2+t 2=1,∴整理得(x 2+y 2-6x +1)+t s 26-y =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,其坐标为(3±22,0).。