高考数学复习-圆的标准方程和一般方程
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圆的标准方程和一般方程
A 组
1.若圆x 2+y 2-2kx +2y +2=0(k >0)与两坐标轴无公共点,那么实数k 的取值范围为________.
解析:圆的方程为(x -k )2+(y +1)2=k 2-1,圆心坐标为(k ,-1),半径r
=k 2
-1,若圆与两坐标无公共点,即⎩
⎪⎨⎪⎧
k 2
-1<|k |k 2
-1<1,解得1 2.若圆C 的半径为1,圆心在第一象限,且与直线4x -3y =0和x 轴都相切,则该圆的标准方程是________. 解析:由题意,设圆心(x 0,1),∴ |4x 0-3|42+(-3)2 =1,解得x 0=2或x 0 =-1 2(舍), ∴所求圆的方程为(x -2)2+(y -1)2=1. 3.(2010年广东汕头调研)已知D 是由不等式组⎩⎨ ⎧ x -2y ≥0 2x +y ≥0,所确定的平面区 域,则圆x 2+y 2=4在区域D 内的弧长为________. 答案:π 4.(2009年高考宁夏、海南卷改编)已知圆C 1:(x +1)2+(y -1)2=1,圆C 2与圆 C 1关于直线x -y -1=0对称,则圆C 2的方程为________________. 解析:圆C 1:(x +1)2+(y -1)2=1的圆心为(-1,1).圆C 2的圆心设为(a , b ),C 1与C 2关于直线x -y -1=0 对称,∴⎩⎪⎨ ⎪⎧ b -1a +1=-1, a -12- b +12-1=0, 解得 ⎩⎨ ⎧ a =2, b =-2, 圆C 2的半径为1,∴圆C 2的方程为(x -2)2+(y +2)2=1. 5.(原创题)圆x2+y2-4x+2y+c=0与y轴交于A、B两点,其圆心为P,若∠APB =90°,则实数c的值是________. 解析:当∠APB=90°时,只需保证圆心到y轴的距离等于半径的 2 2 倍.由 于圆的标准方程为(x-2)2+(y+1)2=5-c,即2= 2 2 ×5-c,解得c=-3. 6.已知点A(-3,0),B(3,0),动点P满足|PA|=2|PB|. (1)若点P的轨迹为曲线C,求此曲线的方程; (2)若点Q在直线l:x+y+3=0上,直线l2经过点Q且与曲线C只有一个公共点M,求|QM|的最小值,并求此时直线l2的方程. 解:(1)设点P的坐标为(x,y), 则(x+3)2+y2=2(x-3)2+y2, 化简可得(x-5)2+y2=16即为所求. (2)曲线C是以点(5,0)为圆心,4为半径的圆,如图则直线l2是此圆的切线,连结CQ,则|QM|=|CQ|2-|CM|2=|CQ|2-16, 当CQ⊥l1时,|CQ|取最小值,|CQ|=|5+3| 2 =42, 此时|QM|的最小值为32-16=4,这样的直线l2有两条,设满足条件的两个公共点为M1,M2, 易证四边形M1CM2Q是正方形,∴l2的方程是x=1或y=-4. B组 1.(2010年福州质检)圆心在直线2x-3y-1=0上的圆与x轴交于A(1,0),B(3,0)两点,则圆的方程为________________. 解析:所求圆与x轴交于A(1,0),B(3,0)两点,故线段AB的垂直平分线x =2过所求圆的圆心,又所求圆的圆心在直线2x -3y -1=0上,所以两直线的交点坐标即为所求圆的圆心坐标,解之得圆心坐标为(2,1),进一步可求得半径为2,所以圆的标准方程为(x -2)2+(y -1)2=2. 2.(2010年扬州调研)若直线ax +by =1过点A (b ,a ),则以坐标原点O 为圆心, OA 长为半径的圆的面积的最小值是___. 解析:∵直线ax +by =1过点A (b ,a ),∴ab +ab =1,∴ab =1 2,又OA =a 2+b 2, ∴以O 为圆心,OA 长为半径的圆的面积:S =π·OA 2=(a 2+b 2)π≥2ab ·π=π,∴面积的最小值为π. 3.(2009年高考上海卷改编)点P (4,-2)与圆x 2+y 2=4上任一点连线的中点轨迹方程是________________. 解析:设圆上任一点坐标为(x 0,y 0),则x 02+y 02=4,连线中点坐标为(x , y ), 则⎩⎨ ⎧ 2x =x 0+4, 2y =y 0-2,⇒⎩⎨ ⎧ x 0=2x -4,y 0=2y +2, 代入x 02+y 02=4中得(x -2)2 +(y + 1)2=1. 4.已知点P (1,4)在圆C :x 2+y 2+2ax -4y +b =0上,点P 关于直线x +y -3=0的对称点也在圆C 上,则a =________,b =________. 解析:点P (1,4)在圆C :x 2+y 2+2ax -4y +b =0上,所以2a +b +1=0,点 P 关于直线x +y -3=0的对称点也在圆C 上,所以圆心 (-a,2)在直线x +y -3=0上,即-a +2-3=0,解得a =-1,b =1. 5.已知圆的方程为x 2+y 2-6x -8y =0.设该圆过点(3,5)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:由题意知,圆心坐标为(3,4),半径r =5,故过点(3,5)的最长弦为 AC =2r =10,最短弦BD =252-12=46,四边形ABCD 的面积为20 6. 6.过圆x 2+y 2=4外一点P (4,2)作圆的两条切线,切点为A 、B ,则△ABP 的外