2019年高考数学艺术生百日冲刺专题11直线与圆的方程测试题 含答案解析
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专题12椭圆测试题【高频考点】本知识涉及椭圆的定义,标准方程以及简单的几何性质的应用,直线与椭圆的位置关系。
【考情分析】本阶段是高考考查重点内容之一,涉及客观题和解答题,客观题主要考查椭圆方程的求解,椭圆的几何性质等,难度中等,在解答题中多以椭圆为载体,考查直线与椭圆的位置关系,定值定点,以及最值问题,常常以探索性问题形式出现,难度较大。
【重点推荐】基础卷第11题,数学文化题,第22题考察与不等式的交汇,考察综合解决问题的能力。
一.选择题1.方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数m的取值范围为()A.(1,+∞)B.(﹣∞,1] C.(0,1)D.(﹣1,0)【答案】C【解析】:方程表示焦点在x轴上的椭圆,可得m∈(0,1).故选:C.2.设P是椭圆=1上的动点,则P到该椭圆的两个焦点的距离之和为()A.2 B.2 C.2 D.4【答案】:C【解析】椭圆=1的焦点坐标在x轴,a=,P是椭圆=1上的动点,由椭圆的定义可知:则P到该椭圆的两个焦点的距离之和为2a=2.故选:C.3.设F1、F2是椭圆的两个焦点,点P为椭圆上的点,且|F1F2|=8,|PF1|+|PF2|=10,则椭圆的短轴长为()A.6 B.8 C.9 D.10【答案】:A【解析】设F1、F2是椭圆的两个焦点,点P为椭圆上的点,且|F1F2|=8,可得c=4,|PF1|+|PF2|=10,可得a=5,则椭圆的短轴长为:2b=2=6.故选:A.4.(2018•大连二模)设椭圆的左焦点为F,直线l:y=kx(k≠0)与椭圆C交于A,B两点,则|AF|+|BF|的值是()A.2 B.C.4 D.【答案】:C【解析】如图,设F2是椭圆的右焦点,∵O点为AB的中点,丨OF丨=丨OF2丨,则四边形AFBF2是平行四边形,∴AF=BF2.∴|AF|+|BF|=丨BF丨+丨BF2丨=2a=4,故选:C.5若点F1,F2为椭圆的焦点,P为椭圆上的点,满足∠F1PF2=90°,则△F1PF2的面积为()A.1 B.2 C.D.4【答案】:A6.(2018•齐齐哈尔二模)已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,短轴长大于2,则该椭圆的长轴长的取值范围是()A.(2,+∞)B.(4,+∞)C.(2,4)D.(4,8)【答案】:B【解析】根据题意,椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,即e==,则c=a,又由椭圆短轴长大于2,即2b>2,则b>1,则有a2﹣c2=b2>1,即>1,解可得a>2,则该椭圆的长轴长2a>4,即该椭圆的长轴长的范围为(4,+∞);故选:B.7.(2018•大连二模)设椭圆的左焦点为F,直线l:y=kx(k≠0)与椭圆C交于A,B两点,则△AFB周长的取值范围是()A.(2,4)B.C.(6,8)D.(8,12)【答案】:C【解析】∵椭圆的左焦点为F(﹣,0),右焦点F2(,0),直线l:y=kx(k ≠0)与椭圆C交于A,B两点,连结BF2,则AF=BF2,AB=2OB,由一的定义可知:BF+BF2=2a=4,OB ∈(1,2),则△AFB周长的取值范围是(6,8).故选:C.15.设圆(x+1)2+y2=25的圆心为C,A(1,0)是圆内一定点,Q为圆周上任一点,线段AQ的垂直平分线与CQ的连线交于点M,则M的轨迹方程为.【答案】:【解析】由圆的方程可知,圆心C(﹣1,0),半径等于5,设点M的坐标为(x,y ),∵AQ的垂直平分线交CQ于M,∴|MA|=|MQ|.又|MQ|+|MC|=半径5,∴|MC|+|MA|=5>|AC|.依据椭圆的定义可得,点M的轨迹是以 A、C 为焦点的椭圆,且2a=5,c=1,∴b=,故椭圆方程为+=1,即+=1.故答案为:16(2018•西宁二模)已知椭圆C:=1,F1,F2是该椭圆的左右焦点,点A(4,1),P是椭圆上的一个动点,当△APF1的周长取最大值时,△APF1的面积为.【答案】:【解析】:如图所示,由椭圆C=1可得a=5,右焦点F2(4,0).|F1F2|=8∵|PF1|+|PF2|=2a=10,∴|PF1|+|PA|=10﹣|PF2|+|PA|≤10+|AF2|.△APF1的周长取最大值时,三点P、A、F2共线,且点P在第四象限,此时F1F2⊥AP,|PF2|==,△APF1的面积S=|F1F2|×|PA|=.故答案为:.三.解答题17.已知椭圆的离心率为22,其中左焦点F(-2,0).(1)求椭圆C的方程;(2)若直线y=x+m与椭圆C交于不同的两点A,B,且线段AB的中点M在圆x2+y2=1上,求m的值.【解析】:(1)由题意,得解得22,2.ab⎧=⎪⎨=⎪⎩∴椭圆C的方程为22184x y+=.…………5分(2)设点A、B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),线段AB的中点为M(x0,y0),由消y得,3x2+4mx+2m2-8=0,Δ=96-8m2>0,∴-23<m<23.…………8分.∵点M(x0,y0)在圆x2+y2=1上,,355m∴=±.……10分18.(2018•广陵区校级四模)已知椭圆C:(a>b>0)的左焦点为F,上顶点为A,直线AF与直线x+y﹣3垂直,垂足为B,且点A是线段BF的中点.(1)求椭圆C的方程;(2)若M,N分别为椭圆C的左,右顶点,P是椭圆C上位于第一象限的一点,直线MP与直线x=4交于点Q,且=9,求点P的坐标.【分析】(1)由直线AF与直线x+y﹣3垂直,可得:=1,则直线AF的方程为:y=x+c.与椭圆方程联立可得B(,),于是﹣c=0,解得c,即可得出椭圆方程.(2)设P(x0,y0),则直线MP的方程为y=(x+2),可得Q.9==2(x0+2)+,由点P在椭圆上可得:=2﹣,代入解出即可得出.(2)设P(x0,y0),则直线MP的方程为y=(x+2),∴Q.∴9==2(x0+2)+,………7分由点P在椭圆上可得:=2﹣,代入可得:9=2(x0+2)+,化为:+x0﹣2=0,解得x0=1或﹣2.(舍),∴P.…………12分19.(2018•江苏一模)已知椭圆C:(a>b>0)经过点,,点A是椭圆的下顶点.(1)求椭圆C的标准方程;(2)过点A且互相垂直的两直线l1,l2与直线y=x分别相交于E,F两点,已知OE=OF,求直线l1的斜率.【分析】(1)根据题意,将两点的坐标代入椭圆的方程有,解可得、的值,即可得椭圆的方程;(2)设直线l1:y=k1x﹣1,与直线y=x联立方程有,可得E的坐标,设直线l2:,同理可得F的坐标,又由OE=OF,所以,解可得k的值,即可得答案.【解析】:(1)根据题意,椭圆C:(a>b>0)经过点,,则有,解得,…………3分所以椭圆C的标准方程为;…………5分(2)由题意知A(0,﹣1),直线l1,l2的斜率存在且不为零,设直线l1:y=k1x﹣1,与直线y=x联立方程有,得,设直线l2:,同理,…………7分因为OE=OF,所以,①,无实数解;②,,,解得,综上可得,直线l1的斜率为.……12分20(2018•辽宁模拟)已知M()是椭圆C:(a>b>0)上的一点,F1F2是该椭圆的左右焦点,且|F1F2|=2.(1)求椭圆C的方程;(2)设点A,B是椭圆C上与坐标原点O不共线的两点,直线OA,OB,AB的斜率分别为k1,k2,k3,且k1k2=k2.试探究|OA|2+|OB|2是否为定值,若是,求出定值,若不是,说明理由.【分析】(1)根据椭圆的定义及椭圆的性质,即可求得a和b的值,即可求得椭圆方程;(2)设直线AB的方程,代入椭圆方程,利用韦达定理及直线的斜率公式,求得k2=,即可求得|OA|2+|OB|2=5为定值.【解析】:(1)由题意,F1(﹣,0),F2(,0),根据椭圆定义|PF1|+|PF2|=2a,所以2a=+=4,所以a2=4,b2=a2﹣c2=1椭圆C的方程;…………5分(2)设直线AB:y=kx+m,(km≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),由,消去y得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣4=0,△=(8km)2﹣4(1+4k2)(4m2﹣4)>0,x1+x2=﹣,x1x2=,因为k1k2=k2,所以•=k2,即km(x1+x2)+m2=0(m≠0),解得k2=,…………8分|OA|2+|OB|2=x12+x22+y12+y22=[(x1+x2)2﹣2x1x2]+2=5,所以|OA|2+|OB|2=5为定值.…………12分21.(2018•南充模拟)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,点M(2,1)在椭圆C上.(1)求椭圆C的方程;(2)直线l平行于OM,且与椭圆C交于A,B两个不同的点,若∠AOB为钝角,求直线l在y轴上的截距m的取值范围.【分析】(1)由椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,点M(2,1)在椭圆C上,列出方程组,求出a,b,由此能求出椭圆C的方程.(2)设l的方程为y=x+m,再与椭圆方程联立,将∠AOB为钝角,转化为<0,且m≠0,利用韦达定理,即可求出直线l在y轴上的截距m的取值范围.【解析】:(1)∵椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,点M(2,1)在椭圆C上.∴,解得a=2,b=,c=,…………3分∴椭圆C的方程为=1.………………5分(2)由直线l平行于OM,得直线l的斜率k=k OM=,又l在y轴上的截距为m,∴l的方程为y=12x m.由,得x2+2mx+2m2﹣4=0.…………8分又直线l与椭圆交于A、B两个不同点,△=(2m)2﹣4(2m2﹣4)>0,于是﹣2<m<2.∠AOB为钝角等价于<0,且m≠0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则=x1x2+y1y2==,由韦达定理x1+x2=﹣2m,x1x2=2m2﹣4,代入上式,化简整理得m2<2,即,故所求范围是(﹣)∪(0,).…………12分22.(2018•聊城一模)已知圆x2+y2=4经过椭圆C:的两个焦点和两个顶点,点A(0,4),M,N是椭圆C上的两点,它们在y轴两侧,且∠MAN的平分线在y轴上,|AM|≠|AN|.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)证明:直线MN过定点.【分析】(Ⅰ)根据题意,由圆的方程分析可得椭圆的焦点和顶点坐标,即可得c、b的值,由椭圆的几何性质计算可得a的值,即可得椭圆的标准方程;(Ⅱ)设直线MN的方程为y=kx+m,与椭圆的方程联立,消去y得(2k2+1)x2+4kmx+2m2﹣8=0.设M(x1,y1),N(x2,y2),由根与系数的关系分析直线AM、AN的斜率,进而分析可得k1+k2==0,解可得m的值,由直线的斜截式方程即可得答案.(Ⅱ)证明:设直线MN的方程为y=kx+m.由,消去y得(2k2+1)x2+4kmx+2m2﹣8=0.设M(x1,y1),N(x2,y2),则,.直线AM的斜率=;直线AN的斜率=.k1+k2===.…………8分由∠MAN的平分线在y轴上,得k1+k2=0.即=0,又因为|AM|≠|AN|,所以k≠0,所以m=1.因此,直线MN过定点(0,1).……12分。
高考数学复习圆的方程专项练习(附解析)圆的标准方程(x-a)+(y-b)=r中,有三个参数a、b、r,只要求出a、b、r,这时圆的方程就被确定。
以下是圆的方程专题练习,请考生查缺补漏。
一、填空题1.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] 设圆心C(a,b)(a0,b0),由题意得b=1.又圆心C到直线4x-3y=0的距离d==1,解得a=2或a=-(舍).因此该圆的标准方程为(x-2)2+(y-1)2=1.[答案] (x-2)2+(y-1)2=12.(2021南京质检)已知点P(2,1)在圆C:x2+y2+ax-2y+b=0上,点P关于直线x+y-1=0的对称点也在圆C上,则圆C的圆心坐标为________.[解析] 因为点P关于直线x+y-1=0的对称点也在圆上,该直线过圆心,即圆心满足方程x+y-1=0,因此-+1-1=0,解得a=0,因此圆心坐标为(0,1).[答案] (0,1)3.已知圆心在直线y=-4x上,且圆与直线l:x+y-1=0相切于点P(3,-2),则该圆的方程是________.[解析] 过切点且与x+y-1=0垂直的直线为y+2=x-3,与y=-4x联立可求得圆心为(1,-4).半径r=2,所求圆的方程为(x-1)2+(y+4)2=8.[答案] (x-1)2+(y+4)2=84.(2021江苏常州模拟)已知实数x,y满足x2+y2-4x+6y+12=0,则|2x-y |的最小值为________.[解析] x2+y2-4x+6y+12=0配方得(x-2)2+(y+3)2=1,令x=2+cos ,y=-3+sin ,则|2x-y|=|4+2cos +3-sin |=|7-sin (-7-(tan =2).[答案] 7-5.已知圆x2+y2+4x-8y+1=0关于直线2ax-by+8=0(a0,b0)对称,则+的最小值是________.[解析] 由圆的对称性可得,直线2ax-by+8=0必过圆心(-2,4),因此a+b =2.因此+=+=++52+5=9,由=,则a2=4b2,又由a+b=2,故当且仅当a=,b =时取等号.[答案] 96.(2021南京市、盐都市高三模拟)在平面直角坐标系xOy中,若圆x2 +(y-1)2=4上存在A,B两点关于点P(1,2)成中心对称,则直线AB的方程为________.[解析] 由题意得圆心与P点连线垂直于AB,因此kOP==1,kAB=-1,而直线AB过P点,因此直线AB的方程为y-2=-(x-1),即x+y-3=0.[答案] x+y-3=07.(2021泰州质检)若a,且方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圆,则a =________.[解析] 要使方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圆,则a2+(2a)2-4(2a2 +a-1)0,解得-20)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.[解] (1)设圆心C(a,b),由题意得解得则圆C的方程为x2+y2=r2,将点P的坐标代入得r2=2,故圆C的方程为x2+y2=2.(2)设Q(x,y),则x2+y2=2,=(x-1,y-1)(x+2,y+2)=x2+y2+x+y-4=x+y-2.令x=cos ,y=sin ,=x+y-2=(sin +cos )-2=2sin-2,因此的最小值为-4.10.已知圆的圆心为坐标原点,且通过点(-1,).(1)求圆的方程;(2)若直线l1:x-y+b=0与此圆有且只有一个公共点,求b的值;(3)求直线l2:x-y+2=0被此圆截得的弦长.[解] (1)已知圆心为(0,0),半径r==2,因此圆的方程为x2+y2=4.(2)由已知得l1与圆相切,则圆心(0,0)到l1的距离等于半径2,即=2,解得b=4.(3)l2与圆x2+y2=4相交,圆心(0,0)到l2的距离d==,所截弦长l=2=2= 2.一样说来,“教师”概念之形成经历了十分漫长的历史。
专题12椭圆测试题【高频考点】本知识涉及椭圆的定义,标准方程以及简单的几何性质的应用,直线与椭圆的位置关系。
【考情分析】本阶段是高考考查重点内容之一,涉及客观题和解答题,客观题主要考查椭圆方程的求解,椭圆的几何性质等,难度中等,在解答题中多以椭圆为载体,考查直线与椭圆的位置关系,定值定点,以及最值问题,常常以探索性问题形式出现,难度较大。
【重点推荐】基础卷第11题,数学文化题,第22题考察与不等式的交汇,考察综合解决问题的能力。
一.选择题1.方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数m的取值范围为()A.(1,+∞)B.(﹣∞,1] C.(0,1)D.(﹣1,0)【答案】C【解析】:方程表示焦点在x轴上的椭圆,可得m∈(0,1).故选:C.2.设P是椭圆=1上的动点,则P到该椭圆的两个焦点的距离之和为()A.2 B.2 C.2 D.4【答案】:C【解析】椭圆=1的焦点坐标在x轴,a=,P是椭圆=1上的动点,由椭圆的定义可知:则P到该椭圆的两个焦点的距离之和为2a=2.故选:C.3.设F1、F2是椭圆的两个焦点,点P为椭圆上的点,且|F1F2|=8,|PF1|+|PF2|=10,则椭圆的短轴长为()A.6 B.8 C.9 D.10【答案】:A【解析】设F1、F2是椭圆的两个焦点,点P为椭圆上的点,且|F1F2|=8,可得c=4,|PF1|+|PF2|=10,可得a=5,则椭圆的短轴长为:2b=2=6.故选:A.4.(2018•大连二模)设椭圆的左焦点为F,直线l:y=kx(k≠0)与椭圆C交于A,B两点,则|AF|+|BF|的值是()A.2 B.C.4 D.【答案】:C【解析】如图,设F2是椭圆的右焦点,∵O点为AB的中点,丨OF丨=丨OF2丨,则四边形AFBF2是平行四边形,∴AF=BF2.∴|AF|+|BF|=丨BF丨+丨BF2丨=2a=4,故选:C.5若点F1,F2为椭圆的焦点,P为椭圆上的点,满足∠F1PF2=90°,则△F1PF2的面积为()A.1 B.2 C.D.4【答案】:A6.(2018•齐齐哈尔二模)已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,短轴长大于2,则该椭圆的长轴长的取值范围是()A.(2,+∞)B.(4,+∞)C.(2,4)D.(4,8)【答案】:B【解析】根据题意,椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,即e==,则c=a,又由椭圆短轴长大于2,即2b>2,则b>1,则有a2﹣c2=b2>1,即>1,解可得a>2,则该椭圆的长轴长2a>4,即该椭圆的长轴长的范围为(4,+∞);故选:B.7.(2018•大连二模)设椭圆的左焦点为F,直线l:y=kx(k≠0)与椭圆C交于A,B两点,则△AFB周长的取值范围是()A.(2,4)B.C.(6,8)D.(8,12)【答案】:C【解析】∵椭圆的左焦点为F(﹣,0),右焦点F2(,0),直线l:y=kx(k≠0)与椭圆C交于A,B两点,连结BF2,则AF=BF2,AB=2OB,由一的定义可知:BF+BF2=2a=4,OB∈(1,2),则△AFB周长的取值范围是(6,8).故选:C.15.设圆(x+1)2+y2=25的圆心为C,A(1,0)是圆内一定点,Q为圆周上任一点,线段AQ的垂直平分线与CQ的连线交于点M,则M的轨迹方程为.【答案】:【解析】由圆的方程可知,圆心C(﹣1,0),半径等于5,设点M的坐标为(x,y ),∵AQ的垂直平分线交CQ于M,∴|MA|=|MQ|.又|MQ|+|MC|=半径5,∴|MC|+|MA|=5>|AC|.依据椭圆的定义可得,点M的轨迹是以 A、C 为焦点的椭圆,且2a=5,c=1,∴b=,故椭圆方程为+=1,即+=1.故答案为:16(2018•西宁二模)已知椭圆C:=1,F1,F2是该椭圆的左右焦点,点A(4,1),P是椭圆上的一个动点,当△APF1的周长取最大值时,△APF1的面积为.【答案】:【解析】:如图所示,由椭圆C=1可得a=5,右焦点F2(4,0).|F1F2|=8∵|PF1|+|PF2|=2a=10,∴|PF1|+|PA|=10﹣|PF2|+|PA|≤10+|AF2|.△APF1的周长取最大值时,三点P、A、F2共线,且点P在第四象限,此时F1F2⊥AP,|PF2|==,△APF1的面积S=|F1F2|×|PA|=.故答案为:.三.解答题,其中左焦点F(-2,0).17.已知椭圆的离心率为2(1)求椭圆C的方程;(2)若直线y=x+m与椭圆C交于不同的两点A,B,且线段AB的中点M在圆x2+y2=1上,求m的值. 【解析】:(1)由题意,得解得 2.a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩∴椭圆C 的方程为22184x y +=.…………5分(2) 设点A 、B 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),线段AB 的中点为M (x 0,y 0),由消y 得,3x 2+4mx +2m 2-8=0,Δ=96-8m 2>0,∴-23<m <23.…………8分.∵点M (x 0,y 0)在圆x 2+y 2=1上,,m ∴=.……10分 18. (2018•广陵区校级四模)已知椭圆C :(a >b >0)的左焦点为F ,上顶点为A ,直线AF与直线x+y ﹣3垂直,垂足为B ,且点A 是线段BF 的中点.(1)求椭圆C 的方程;(2)若M ,N 分别为椭圆C 的左,右顶点,P 是椭圆C 上位于第一象限的一点,直线MP 与直线x=4交于点Q ,且=9,求点P 的坐标.【分析】(1)由直线AF 与直线x+y ﹣3垂直,可得:=1,则直线AF 的方程为:y=x+c .与椭圆方程联立可得B (,),于是﹣c=0,解得c ,即可得出椭圆方程.(2)设P (x 0,y 0),则直线MP 的方程为y=(x+2),可得Q .9==2(x 0+2)+,由点P 在椭圆上可得:=2﹣,代入解出即可得出.(2)设P(x0,y0),则直线MP的方程为y=(x+2),∴Q.∴9==2(x0+2)+,………7分由点P在椭圆上可得:=2﹣,代入可得:9=2(x0+2)+,化为:+x0﹣2=0,解得x0=1或﹣2.(舍),∴P.…………12分19.(2018•江苏一模)已知椭圆C:(a>b>0)经过点,,点A是椭圆的下顶点.(1)求椭圆C的标准方程;(2)过点A且互相垂直的两直线l1,l2与直线y=x分别相交于E,F两点,已知OE=OF,求直线l1的斜率.【分析】(1)根据题意,将两点的坐标代入椭圆的方程有,解可得、的值,即可得椭圆的方程;(2)设直线l1:y=k1x﹣1,与直线y=x联立方程有,可得E的坐标,设直线l2:,同理可得F的坐标,又由OE=OF,所以,解可得k的值,即可得答案.【解析】:(1)根据题意,椭圆C:(a>b>0)经过点,,则有,解得,…………3分所以椭圆C的标准方程为;…………5分(2)由题意知A(0,﹣1),直线l1,l2的斜率存在且不为零,设直线l1:y=k1x﹣1,与直线y=x联立方程有,得,设直线l2:,同理,…………7分因为OE=OF,所以,①,无实数解;②,,,解得,综上可得,直线l1的斜率为.……12分20(2018•辽宁模拟)已知M()是椭圆C:(a>b>0)上的一点,F1F2是该椭圆的左右焦点,且|F1F2|=2.(1)求椭圆C的方程;(2)设点A,B是椭圆C上与坐标原点O不共线的两点,直线OA,OB,AB的斜率分别为k1,k2,k3,且k1k2=k2.试探究|OA|2+|OB|2是否为定值,若是,求出定值,若不是,说明理由.【分析】(1)根据椭圆的定义及椭圆的性质,即可求得a和b的值,即可求得椭圆方程;(2)设直线AB的方程,代入椭圆方程,利用韦达定理及直线的斜率公式,求得k2=,即可求得|OA|2+|OB|2=5为定值.【解析】:(1)由题意,F1(﹣,0),F2(,0),根据椭圆定义|PF1|+|PF2|=2a,所以2a=+=4,所以a2=4,b2=a2﹣c2=1椭圆C的方程;…………5分(2)设直线AB:y=kx+m,(km≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),由,消去y得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣4=0,△=(8km)2﹣4(1+4k2)(4m2﹣4)>0,x1+x2=﹣,x1x2=,因为k1k2=k2,所以•=k2,即km(x1+x2)+m2=0(m≠0),解得k2=,…………8分|OA|2+|OB|2=x12+x22+y12+y22=[(x1+x2)2﹣2x1x2]+2=5,所以|OA|2+|OB|2=5为定值.…………12分21.(2018•南充模拟)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,点M(2,1)在椭圆C上.(1)求椭圆C的方程;(2)直线l平行于OM,且与椭圆C交于A,B两个不同的点,若∠AOB为钝角,求直线l在y轴上的截距m 的取值范围.【分析】(1)由椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,点M(2,1)在椭圆C上,列出方程组,求出a,b,由此能求出椭圆C的方程.(2)设l的方程为y=x+m,再与椭圆方程联立,将∠AOB为钝角,转化为<0,且m≠0,利用韦达定理,即可求出直线l在y轴上的截距m的取值范围.【解析】:(1)∵椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,点M(2,1)在椭圆C上.∴,解得a=2,b=,c=,…………3分∴椭圆C的方程为=1.………………5分(2)由直线l平行于OM,得直线l的斜率k=k OM=,又l在y轴上的截距为m,∴l的方程为y=12x m.由,得x2+2mx+2m2﹣4=0.…………8分又直线l与椭圆交于A、B两个不同点,△=(2m)2﹣4(2m2﹣4)>0,于是﹣2<m<2.∠AOB为钝角等价于<0,且m≠0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则=x1x2+y1y2==,由韦达定理x1+x2=﹣2m,x1x2=2m2﹣4,代入上式,化简整理得m2<2,即,故所求范围是(﹣)∪(0,).…………12分22.(2018•聊城一模)已知圆x2+y2=4经过椭圆C:的两个焦点和两个顶点,点A (0,4),M,N是椭圆C上的两点,它们在y轴两侧,且∠MAN的平分线在y轴上,|AM|≠|AN|.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)证明:直线MN过定点.【分析】(Ⅰ)根据题意,由圆的方程分析可得椭圆的焦点和顶点坐标,即可得c、b的值,由椭圆的几何性质计算可得a的值,即可得椭圆的标准方程;(Ⅱ)设直线MN的方程为y=kx+m,与椭圆的方程联立,消去y得(2k2+1)x2+4kmx+2m2﹣8=0.设M(x1,y1),N(x2,y2),由根与系数的关系分析直线AM、AN的斜率,进而分析可得k1+k2==0,解可得m 的值,由直线的斜截式方程即可得答案.(Ⅱ)证明:设直线MN的方程为y=kx+m.由,消去y得(2k2+1)x2+4kmx+2m2﹣8=0.设M(x1,y1),N(x2,y2),则,.直线AM的斜率=;直线AN的斜率=.k1+k2===.…………8分由∠MAN的平分线在y轴上,得k1+k2=0.即=0,又因为|AM|≠|AN|,所以k≠0,所以m=1.因此,直线MN过定点(0,1).……12分。
高一数学选择性必修第一册第二章《直线和圆的方程》章末练习题卷(共22题)一、选择题(共10题)1.已知直线l过点(1,2)且到点A(3,3)和B(5,7)的距离相等,求直线l的方程.情况二、直线l过线段AB的中点(5,7),直线l的方程为( )A.32B.54C.5x−4y+3=0D.3x−2y+1=0 2.已知直线l过点(2,1)和点(4,0),则直线l的斜率为( )A.−2B.−12C.12D.23.“m=43”是“直线x−my+4m−2=0与圆x2+y2=4相切”的( )A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件4.已知实数x,y满足x2+y2+4x−6y+12=0,则y的最小值是( )A.4B.2C.−1D.−35.直线ax+by+a+b=0(ab≠0)和圆x2+y2−2x−5=0的交点个数为( )A.0B.1C.2D.与a,b有关6.对于平面直角坐标系内的任意两点A(x1,y1),B(x2,y2),定义它们之间的一种“距离”:∣∣AB∣∣=∣x2−x1∣+∣y2−y1∣.给出下列三个命题:①若点C在线段AB上,则∣∣AC∣∣+∣∣CB∣∣=∣∣AB∣∣;②在△ABC中,∣∣AC∣∣+∣∣CB∣∣>∣∣AB∣∣;③在△ABC中,若∠A=90∘,则∣∣AB∣∣2+∣∣AC∣∣2=∣∣BC∣∣2.其中错误的个数为( )A.0B.1C.2D.37.圆x2+y2−2x=0与圆x2+y2+4y=0的位置关系是( )A.相离B.外切C.相交D.内切8.圆(x−2)2+(y+3)2=2上的点与点(0,−5)的最大距离为( )A.√2B.2√2C.4√2D.3√29.阿波罗尼斯(约公元前262∼190年)证明过这样一个命题:平面内到两定点距离之比为常数k(k>0且k≠1)的点的轨迹是圆.后人将这个圆称为阿氏圆.若平面内两定点A,B间的距离为2,动点P与A,B距离之比为√2,当P,A,B不共线时,△PAB面积的最大值是( )A.2√2B.√2C.2√23D.√2310.下列关于直线倾斜角的说法中,正确的是( )A.任意一条直线都有唯一的倾斜角B.一条直线的倾斜角可以为−π6C.倾斜角为0的直线只有一条,即x轴D.若直线的倾斜角为α,则sinα∈(0,1)二、填空题(共6题)11.已知0<k<4,直线l1:kx−2y−2k+8=0和直线l2:2x+k2y−4k2−4=0与两坐标轴围成一个四边形,则使得这个四边形面积最小的k值为.12.已知直线l的倾斜角为2α−20∘,则α的取值范围是.13.设圆(x−3)2+(y+5)2=r2上有且只有两个点到直线4x−3y−2=0的距离等于1,则半径r取值范围的区间为.14.两条直线的夹角的取值范围为.15.过点A(2,−1)与B(1,2)半径最小的圆的方程为.16.若两圆x2+y2=4与x2+y2−2ax+a2−1=0相内切,则a=.三、解答题(共6题)17.已知圆C经过点O(0,0),A(8,−4),且圆心C在直线l:x−y−7=0上,求圆C的一般方程.18.直线l的方程为(a+1)x+y+2−a=0(a∈R).(1) 若l在两坐标轴上的截距相等,求实数a的值;(2) 若l不经过第二象限,求实数a的取值范围.19.在平面直角坐标系xOy中,已知圆M:x2+y2−12x−14y+60=0及其上一点A(2,4).(1) 设圆N与x轴相切,与圆M内切,且圆心N在直线x=6上,求圆N的标准方程;(2) 设垂直于 OA 的直线 l 与圆 M 相交于 B ,C 两点,且 BC =OA ,求直线 l 的方程; (3) 设点 T (0,t ) 满足:存在圆 M 上的两点 P ,Q ,使得 TA ⃗⃗⃗⃗⃗ +TP ⃗⃗⃗⃗⃗ =TQ ⃗⃗⃗⃗⃗ ,求实数 t 的取值范围.20. 已知两条直线的方程分别为 x +y +a =0 和 x +y +b =0,设 a ,b 是方程 x 2+x +c =0 的两个实数根,其中 0≤c ≤18,求两条直线间距离的最大值和最小值.21. 已知 △ABC 的顶点 B (3,4) 、 AB 边上的高所在的直线方程为 x +y −3=0,E 为 BC 的中点,且 AE 所在的直线方程为 x +3y −7=0. (1) 求顶点 A 的坐标;(2) 求过 E 点且在 x 轴、 y 轴上的截距相等的直线 l 的方程.22. 已知直线 l 1:ax +by +1=0(a ,b 不同时为 0),l 2:(a −2)x +y +a =0.(1) 若 b =−3 且 l 1⊥l 2,求实数 a 的值.(2) 当 b =3 且 l 1∥l 2 时,求直线 l 1 与 l 2 之间的距离.答案一、选择题(共10题)1. 【答案】C【知识点】直线的一般式方程、两直线交点坐标与两点间距离公式2. 【答案】B【解析】由题意可知,直线l的斜率为0−14−2=−12.【知识点】直线倾斜角与斜率3. 【答案】A【解析】由直线x−my+4m−2=0与圆x2+y2=4相切,得√1+m2=2,解得m=0或m=43.则由m=43能推出直线x−my+4m−2=0与圆x2+y2=4相切,反之,由直线x−my+4m−2=0与圆x2+y2=4相切,不一定得到m=43,则“m=43”是“直线x−my+4m−2=0与圆x2+y2=4相切”的充分不必要条件.【知识点】直线与圆的位置关系4. 【答案】B【知识点】圆的一般方程5. 【答案】C【解析】因为直线ax+by+a+b=0(ab≠0)可化为a(x+1)+b(y+1)=0,所以直线恒过定点(−1,−1),而(−1,−1)在圆x2+y2−2x−5=0内,故直线ax+by+a+b=0过圆内的点,则直线与圆相交,且有2个交点,故选C.【知识点】直线与圆的位置关系6. 【答案】B【解析】不妨设直线AB的方程为y=kx+b(k>0),令x2>x0>x1,因为点C(x0,y0)在线段AB上,所以∣AC∣=∣x0−x1∣+∣y0−y1∣=(k+1)(x0−x1),同理可得,∣CB∣=(k+1)(x2−x0),∣AB∣=(k+1)(x2−x1),因为∣∣AC∣+∣CB∣∣=(k+1)(x0−x1)+(k+1)(x2−x0)=(k+1)(x2−x1)=∣AB∣,所以①正确.②取C(0,0),A(1,0),B(0,1),则∣AC∣+∣CB∣=∣AB∣=2,故②正确.③因为在△ABC中,若∠C=90∘,取C(1,1),A(3,2),则B在直线x+y=3上,不妨取B(0,3),∣CA∣=∣3−1∣+∣2−1∣=2+1=3,∣CB∣=∣0−1∣+∣3−1∣=1+2=3,∣AB∣=∣3−0∣+∣2−3∣=4,显然,∣AC∣+∣CB∣≠∣AB∣,所以③错误.综上所述,其中真命题的个数为1.【知识点】直线的点斜式与斜截式方程7. 【答案】C【解析】圆O1:(x−1)2+y2=1,圆心O1(1,0),半径r1=1.圆O2:x2+(y+2)2=4,圆心O2(0,−2),半径r2=2.则有O1O2=√5,r2−r1<O1O2<r1+r2,故两圆相交.【知识点】圆与圆的位置关系8. 【答案】D【解析】圆(x−2)2+(y+3)2=2的圆心为(2,−3),点(0,−5)与圆心的距离为√(2−0)2+(−3+5)2=2√2,又圆的半径为√2,故所求的最大距离为2√2+√2=3√2.【知识点】圆的标准方程9. 【答案】A【解析】如图,以经过A,B的直线为x轴,线段AB的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系:则:A(−1,0),B(1,0),设P(x,y),因为∣PA∣∣PB∣=√2,所以√(x+1)2+y2√(x−1)2+y2=√2,两边平方并整理得:x2+y2−6x+1=0⇒(x−3)2+y2=8.所以当点P在点C或点D时,△PAB面积的最大值是12×2×2√2=2√2.【知识点】圆的标准方程、轨迹与轨迹方程10. 【答案】A【解析】任意一条直线都有唯一的倾斜角,故A正确;若直线的倾斜角为α,则α的取值范围是[0,π),所以sinα∈[0,1],故B错误,D错误;倾斜角为0的直线不唯一,所有与x轴平行或重合的直线的倾斜角都是0,故C错误.【知识点】直线倾斜角与斜率二、填空题(共6题)11. 【答案】18【解析】直线l1:kx−2y−2k+8=0即k(x−2)−2y+8=0,过定点B(2,4),与y轴的交点为C(0,4−k);直线l2:2x+k2y−4k2−4=0,即2x−4+k2(y−4)=0,过定点(2,4),与x轴的交点为A(2k2+2,0).如图所示,由题意知,四边形的面积等于三角形ABD的面积和梯形OCBD的面积之和,故所求四边形的面积为12×4×(2k2+2−2)+2×(4−k+4)2=4k2−k+8,所以k=18时,所求四边形的面积最小.【知识点】直线的基本量与方程12. 【答案】 10°≤α<100°【解析】由 0∘≤2α−20∘<180∘,得 10∘≤α<100∘. 【知识点】直线倾斜角与斜率13. 【答案】 (4,6)【知识点】直线与圆的位置关系14. 【答案】 [0,π2]【知识点】直线倾斜角与斜率15. 【答案】 (x −32)2+(y −12)2=52【解析】设所求的圆的圆心为 C ,圆的半径为 R ,圆心到直线 AB 的距离为 d ,则 R 2=d 2+(AB 2)2,由已知得 AB =√(2−1)2+(−1−2)2=√10,要使半径 R 最小,则需 d 最小,d 最小是 0,此时圆的圆心为 AB 的中点,圆的直径为 AB , 圆的方程是 (x −32)2+(y −12)2=(√102)2,即(x −32)2+(y −12)2=52.【知识点】圆的标准方程16. 【答案】 ±1【知识点】圆与圆的位置关系三、解答题(共6题)17. 【答案】设圆 C 的一般方程为 x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,则 {F =0,64+16+8D −4E +F =0,−D2−(−E2)−7=0,解得 {D =−6,E =8,F =0,所以圆 C 的一般方程为 x 2+y 2−6x +8y =0. 【知识点】圆的一般方程18. 【答案】(1) 当直线 l 过原点时,直线 l 在 x 轴和 y 轴上的截距都为 0,相等, 所以 2−a =0,a =2.所以直线 l 的方程为 3x +y =0.若 a ≠2,且 a ≠−1,则 a−2a+1=a −2,即 a +1=1, 所以 a =0,所以直线 l 的方程为 x +y +2=0. 所以实数 a 的值为 0 或 2.(2) 当直线 l 过原点时,直线 l 的方程为 y =−3x ,直线 l 经过第二象限,不合题意; 若直线 l 不过原点,且 l 不经过第二象限,则 {a +1=0,a −2<0. 或 {−(a +1)>0,a −2<0.解得 a ≤−1.故实数 a 的取值范围为 (−∞,−1].【知识点】直线的一般式方程、直线的两点式与截距式方程19. 【答案】(1) (x −6)2+(y −6)2=36. (2) y =−12x −32 或 y =−12x +132.(3) 4−4√6≤t ≤4+4√6.【知识点】圆的切线、直线与圆的位置关系、直线与圆的综合问题、圆与圆的位置关系20. 【答案】由一元二次方程根与系数的关系,得 a +b =−1,ab =c .易知两条直线平行,设两条平行直线间的距离为 d ,则 d =√2,所以 d 2=(a+b )2−4ab2=12−2c (0≤c ≤18),因为 d 2 是关于 c 的单调递减函数,所以当 c =0 时,d 2 有最大值,且 d max 2=12,即 d max =√22; 当 c =18 时,d 2 有最小值,且 d min 2=14,即 d min =12.所以两条直线间距离的最大值为√22,最小值为 12. 【知识点】两直线交点坐标与两点间距离公式21. 【答案】(1) 由题意得 k AB =1,所以直线 AB 的方程为 y −4=x −3,即 x −y +1=0. 已知 AE 所在的直线方程为 x +3y −7=0, 由 {x −y +1=0,x +3y −7=0, 解得 {x =1,y =2,所以 A 的坐标为 (1,2).(2) 设 E (x 0,y 0),则 C (2x 0−3,2y 0−4).因为点 E 在直线 AE 上,点 C 在直线 x +y −3=0 上, 所以 {x 0+3y 0−7=0,(2x 0−3)+(2y 0−4)−3=0, 解得 {x 0=4,y 0=1,即点 E 的坐标是 (4,1).因为直线 l 在 x 轴、 y 轴上的截距相等,所以当直线 l 经过原点时,设直线 l 的方程为 y =kx , 把点 E (4,1) 代入,得 1=4k ,解得 k =14,此时直线 l 的方程为 x −4y =0.当直线 l 不经过原点时,设直线 l 的方程为 xa +ya =1, 把点 E (4,1) 代入,得 4a+1a =1,解得 a =5,此时直线 l 的方程为 x +y −5=0.综上所述,所求直线 l 的方程为 x −4y =0 或 x +y −5=0.【知识点】直线的两点式与截距式方程、两直线交点坐标与两点间距离公式22. 【答案】(1) 当 b =−3 时,l 1:ax −3y +1=0,由 l 1⊥l 2 知 a (a −2)−3=0,解得 a =−1 或 a =3. (2) 当 b =3 时,l 1:ax +3y +1=0,当 l 1∥l 2 时,有 {a −3(a −2)=0,3a −1≠0, 解得 a =3,此时,l 1 的方程为:3x +3y +1=0,l 2 的方程为:x +y +3=0,即 3x +3y +9=0, 则它们之间的距离为 d =√32+32=4√23. 【知识点】直线与直线的位置关系、点到直线的距离与两条平行线间的距离。
高考数学专题《圆与方程》一、单选题1.若,,a b c 是ABC ∆的三边,直线0ax by c 与圆221x y +=相离,则ABC ∆一定是 A .直角三角形B .等边三角形C .锐角三角形D .钝角三角形2.直线210kx y -+=与圆22(1)1y x +-=的位置关系是A .相交B .相切C .相离D .不确定 3.已知圆22220x y x y a ++-+=截直线20x y ++=所得弦的长度为4,则实数a 的值是( )A .2-B .4-C .6-D .8- 4.圆22460x y x y ++-=和圆2260x y x +-=交于A 、B 两点,则AB 的垂直平分线的方程是( )A .3590x y ++=B .3590x y --=C .3590x y -+=D .3590x y +-= 5.已知圆C :()()22114x y -+-=,过直线l :()0y m m =>上一点Р作圆C 的切线,切点依次为A ,B ,若直线l 上有且只有一点Р使得2PC AC =,O 为坐标原点.则OP PC ⋅=( ) A .-20 B .20或12 C .-20或-12 D .12 6.已知圆C :221x y +=,则圆上到直线l :34120x y +-=距离为3的点有 A .0个B .1个C .2个D .4个 7.已知圆C :()()22261x y ++-=,直线l :3450x y -+=,则圆C 关于直线对称的圆是( ) A .()()22421x y ++-=B .()()22421x y -+-= C .()()22421x y +++= D .()()22421x y -++= 8.已知点(1,0)P -,过点(1,0)Q 作直线2()20ax a b y b +++=(a ,b 不同时为0)的垂线,垂足为H ,则PH 的最小值为A B 1 C .1 D 9.已知圆22:9O x y +=,过点()2,1C 的直线l 与圆O 交于,A B 两点,则当OAB 的面积最大时,直线l 的方程为( )A .30x y --=或7150x y --=B .30x y ++=或7150x y +-=C .30x y +-=或7150x y -+=D .30x y +-=或7150x y +-= 10.若过点()4,3A 的直线l 与曲线22231x y 有公共点,则直线l 的斜率的取值范围为( )A .⎡⎣B .(C .⎡⎢⎣⎦D .⎛ ⎝⎭11.若圆224x y +=上恰有2个点到直线y =x +b 的距离等于1,则b 的取值范围是A .((2,22-B .(()2,32-C .(D .(-12.若直线y x b =+与曲线2y =b 的取值范围是A .2⎡⎤--⎣⎦B .(2⎤--⎦C .(-D .2,⎡⎣ 13.若直线l :1y kx =+被圆22:230C x y x +--=截得的弦最短,则直线l 的方程是 A .0x = B .1y = C .10x y +-= D .10x y -+= 14.在Rt ABO 中,90BOA ∠=︒,8OA =,6OB =,点P 为Rt ABO 内切圆C 上任一点,则点Р到顶点A ,B ,O 的距离的平方和的最小值为( )A .68B .70C .72D .7415.一束光线从点()2,3A 射出,经x 轴上一点C 反射后到达圆22(3)(2)2x y ++-=上一点B ,则AC BC +的最小值为( )A .B .C .D .16.已知点P 是直线:260l x y +-=上的动点,过点P 作圆222:(2)C x y r ++=(0)r >的两条切线PM ,PN ,M ,N 为切点.若MPN ∠的最大值为60︒,则r 的值为( )A .2B .1C .D 17.已知直线:10l x y -+=,则“21a =”是“直线l 与圆22210x y ay +--=相切”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件18.圆22(2)(3)9x y ++-=上到直线0x y +=的距离等于2的点有A .4个B .3个C .2个D .1个19.已知两圆相交于()()A 1,3B ,1m -,,两圆的圆心均在直线0x y c -+=上,则2m c +的值为A .1B .1-C .3D .020.如图,在正方形ABCD 中,E 为BC 的中点,P 是以AB 为直径的半圆弧上任意一点,设(,)AE xAD y AP x y =+∈R ,则2x y +的最小值为( )A .1-B .1C .2D .321.设定点()3,4M -,动点N 在圆224x y +=上运动,以,OM ON 为领边作平行四边形MONP ,则点P 的轨迹为( )A .以()3,4-为圆心,2为半径的圆B .以()3,4-为圆心,2为半径的圆C .以()3,4-为圆心,2为半径的圆,除去点91255⎛⎫- ⎪⎝⎭,和点212855⎛⎫- ⎪⎝⎭, D .以()3,4-为圆心,2为半径的圆,除去点91255⎛⎫- ⎪⎝⎭,和点212855⎛⎫- ⎪⎝⎭, 22.在平面直角坐标系中,已知定点()0,4A ,()2,0B ,若在圆22:245M x y x y m ++++=上存在点P ,使得APB ∠为直角,则实数m 的最大值是( )A .15B .25C .35D .4523.(2016·葫芦岛高一检测)已知圆C 的方程是x 2+y 2+4x -2y -4=0,则x 2+y 2的最大值为( )A .9B .14C .14-D .14+24.若直线l 将圆22(2)(1)9x y ++-=平分,且在两坐标轴上的截距相等,则直线l 的方程为( )A .10x y +-=B .10x y ++=C .20x y -=或10x y +-=D .20x y +=或10x y ++=25.如图,在平行四边形ABCD 中,22AD AB ==,120BAD ∠=︒,动点M 在以点C 为圆心且与BD 相切的圆上,则AM BD ⋅的最大值是( )A .3B .3C .5+D .5+26.若圆22:5C x y m +=-与圆22:(3)(4)16E x y -+=-有三条公切线,则m 的值为A .2BC .4D .627.一束光线从点(1,1)A -出发,经x 轴反射到圆22:(2)(3)1C x y -+-=上的最短路程是( )A.4 B .5 C .1 D .28.曲线1:sin 20C ρθ-=,曲线2:4cos 0C ρθ-=,则曲线12C C 、的位置关系是 A .相交 B .相切 C .重合 D .相离29.已知(),,0A B C ABC ≠成等差数列,直线0Ax By C ++=与圆22260x y tx ty +++-=的位置关系是( )A .相交B .相切C .相离D .随着t 的变化而变化 30.已知直线:3l y x =+与x 轴的交点为()30A -,,P 是直线l 上任一点,过点P 作圆()22:14E x y -+=的两条切线,设切点分别为C 、D ,M 是线段CD 的中点,则AM 的最大值为( )A .B .CD .31.直线3490x y --=与圆224x y +=的位置关系是A .相切B .相离C .相交但不过圆心D .相交且过圆心32.圆221:(1)(3)1C x y ++-=,圆222:(5)(5)4C x y -+-=,M ,N 分别是圆1C ,2C 上的动点,P 为x 轴上的动点,则||||PM PN +的最小值( )A .6B .C .7D .1033.设双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为12,F F ,O 为坐标原点.以12F F 为直径的圆与双曲线的右支的一个交点为P ,且以2OF 为直径的圆与直线1PF 相切,若18PF =,则双曲线的焦距等于( )A.B .6 C .D .334.已知椭圆22:11612x y C +=的左焦点为F ,点P 是椭圆C 上的动点,点Q 是圆()22:21T x y -+=上的动点,则PF PQ 的最小值是( )A .12 B .27 C .23 D 35.已知圆224x y +=和圆224440x y x y ++-+=关于直线l 对称,则直线方程为( ) A .1y x =-+B .1y x =+C .2y x =-+D .2y x =+36. 实数,a b 满足22220a b a b +++=,实数,c d 满足2c d +=,则22()()a c b d -+-的小值是A .2BC .8D .37.已知棱长为2的正方体1111ABCD A B C D -,棱1DD 中点为M ,动点P 、Q 、R 分别满足:点P 到异面直线BC 、11C D 的距离相等,点Q 使得异面直线1A Q 、BC 所成角正弦值为定值,点R 使得134A RB π∠=.当动点P 、Q 两点恰好在正方体侧面11CDD C 内时,则多面体1RMPC Q 体积最小值为( )A B C D 38.在平面内,6AB AC BA BC CA CB ⋅=⋅=⋅=,动点P ,M 满足2AP =,PM MC =,则BM 的最大值是() A .3 B .4 C .8D .16 39.已知点P 为直线1y x =+上的一点,,M N 分别为圆1C ()()22:414x y -+-=与圆2C :()2221x y +-=上的点,则PM PN -的最大值为A .4B .5C .6D .7 40.过点()1,2总可以作两条直线与圆2222150x y kx y k ++++-=相切,则k 的取值范围是A .()()32,-∞-+∞,B .()8332,⎛⎫-∞- ⎪ ⎪⎝⎭,C .()32,⎛⎫-+∞ ⎪ ⎪⎝⎭D .8332,⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭二、填空题41.中心在原点,对称轴为坐标轴的双曲线C 与圆O :225x y +=有公共点(1,2)P -,且圆O 在点P 处的切线与双曲线C 的一条渐近线平行,则该双曲线的实轴长为________. 42.已知圆22:4O x y +=与曲线:3C y x t =-,曲线C 上两点(),A m n ,(),B s p ,(m 、n 、s 、p 均为正整数),使得圆O 上任意一点到点A 的距离与到点B 的距离之比为定值()1k k >,则s p m n -=______.43.平面区域321047020y x y x y x +-≥⎧⎪+-≤⎨⎪--≤⎩的外接圆的方程是____________.44.圆C 经过点(3,1)M -与圆22(1)(3)5x y ++-=相切于点(1,2)N ,则圆C 的方程为____________.45.过圆2225x y +=上一点P 作圆222(05)x y m m +=<<的两条切线,切点分别为A 、B ,若120AOB ∠=︒,则实数m 的值为______.46.已知圆C :22810x y x m ++-+=与直线10x +=相交于A ,B 两点.若2AB =,则实数m 的值为______.47.已知点B 在圆O :2216x y +=上,()2,2,A OM OA OB =+,若存在点N 使得MN 为定长,则点N 的坐标是______.48.已知圆E :2220x y x +-=,若A 为直线l :0x y m ++=上的点,过点A 可作两条直线与圆E 分别切于点B ,C ,且ABC 为等边三角形,则实数m 的取值范围是________. 49.如图,在多面体ABC DEF -中,已知棱,,AE BD CF 两两平行,AE ⊥底面DEF ,DE DF ⊥,四边形ACFE 为矩形,23AE DE DF BD ====,底面△DEF 内(包括边界)的动点P 满足,AP BP 与底面DEF 所成的角相等.记直线CP 与底面DEF 的所成角为θ,则tan θ的取值范围是___________.50.在平面直角坐标系xoy 中,已知点(3,0)P 及圆22:24270C x y x y +---=,动直线AB 过点P 且交圆C 于A ,B 两点,则ABC ∆的面积的最大值为________.51.对任意的实数k ,直线1y kx =+与圆222x y +=的位置关系一定是________. 52.在平面直角坐标系xOy 中,若圆1C :2220x y y +-=与圆2C:220x y ax ++-=上分别存在点P ,Q ,使POQ △为以O 为直角顶点的等腰直角三角形,且斜边长为实数a 的值为___________.53.若圆22211()()x y R -++=上有且仅有三个点到直线4311x y +=的距离等于1,则半径R 的值为______.54.已知圆M 与直线0x y -=及40x y -+=都相切,圆心在直线2y x =-+上,则圆M 的标准方程为__________.55.22sin )x dx -+=⎰___________56.若直线y x t =+被圆228x y +=,则实数t 的取值范围为______. 57.直线20ax y +-=与圆22:4C x y +=相交于,A B 两点,若2CA CB ⋅=-,则a =__________. 58.设0m >,点(4,)A m 为抛物线22(0)y px p =>上一点,F 为焦点,以A 为圆心||AF 为半径的圆C 被y 轴截得的弦长为6,则圆C 的标准方程为__________.59.已知圆C 的方程是x 2+y 2-8x -2y +8=0,直线y =a (x -3)被圆C 截得的弦最短时,直线方程为________.60.若直线l :2y x =+与圆C :224x y +=相交于A ,B 两点,则线段AB 中点的坐标为_____.61.把半椭圆()221043x y x +=≥与圆弧22(1)4(0)x y x -+=<合成的曲线称作“曲圆”,其中F 为半椭圆的右焦点,A 是圆弧22(1)4(0)x y x -+=<与x 轴的交点,过点F 的直线交“曲圆”于P ,Q 两点,则APQ 的周长取值范围为______62.动圆C 经过点(1,0)F ,并且与直线1x =-相切,若动圆C 与直线1y x =+总有公共点,则圆C 的面积的取值范围为__________.63.在平面直角坐标系xOy 中,若与点A (2,2)的距离为1且与点B (m ,0)的距离为3的直线恰有两条,则实数m 的取值范围为______.64.在平面直角坐标系xOy 中,定点()2,0F -,已知点P 是直线2y x =+上一动点,过点P 作圆()22:24C x y -+=的切线,切点分别为A ,B .直线PC 与AB 交于点R ,则线段FR 长度的最大值为______.65.已知,A B 为直线l :y x =-上两动点,且4AB =,圆C :226620x y x y +--+=,圆C 上存在点P ,使22PA PB 10+=,则线段AB 中点M 的横坐标取值范围为__________.三、解答题66.已知()2,2A --,()2,6B -,()4,2C -三点,点P 在圆224x y +=上运动,求222PA PB PC ++的最大值和最小值.67.已知抛物线2:2C y x =,过点()1,0的直线l 与抛物线C 交于A ,B 两点,O 为坐标原点.(1)若||AB =AOB 外接圆的方程;(2)若点A 关于x 轴的对称点是A '(A '与B 不重合),证明:直线A B '经过定点.68.已知椭圆C :22221y x a b+=(0)a b >>过点P ,上、下焦点分别为1F 、2F , 向量12PF PF ⊥.直线l 与椭圆交于,A B 两点,线段AB 中点为13(,)22M -. (1)求椭圆C 的方程;(2)求直线l 的方程;(3)记椭圆在直线l 下方的部分与线段AB 所围成的平面区域(含边界)为D ,若曲线 2222440x mx y y m -+++-=与区域D 有公共点,试求m 的最小值.69.已知直线过点,并与直线和分别交于点A 、B ,若线段AB 被点P 平分.求:(Ⅰ)直线的方程;(Ⅱ)以O 为圆心且被l 截得的弦长为的圆的方程.70.如图,已知圆22:4O x y +=和点()2,2A ,由圆O 外一点(),P a b 向圆O 引切线PQ ,Q 为切点,且PQ PA =.(1)求证:3a b +=;(2)求PQ 的最小值;(3)以P 为圆心作圆,使它与圆O 有公共点,试在其中求出半径最小的圆的方程.71.已知直线:220l ax by -+=(0,0)a b >>,圆22:2410C x y x y ++-+=. (1)若1,2a b ==,求直线l 被圆C 截得的弦长;(2)若直线l 被圆C 截得的弦长为4,求14a b+的最小值.72.已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b +=>>的右顶点为A ,上顶点为B ,离心率e =O 为坐标原点,圆224:5O x y +=与直线AB 相切. (Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;(Ⅱ)已知四边形ABCD 内接于椭圆,//E AB DC .记直线,AC BD 的斜率分别为12,k k ,试问12k k ⋅是否为定值?证明你的结论.73.已知直线l 过点()1,1且与直线210x y ++=垂直.(1)若直线l 与x 轴,y 轴分别交于,A B 两点,求AB ;(2)求圆心在直线l 上且过两点()()1,1,3,1M N 的圆的标准方程.74.在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为2cos 1sin x t y t αα=+⎧⎨=+⎩(t 是参数,0απ≤<),以原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为2221cos ρθ=+. (Ⅰ)求曲线1C 的普通方程和曲线2C 的直角坐标方程;(Ⅱ)当4πα=时,曲线1C 和2C 相交于M 、N 两点,求以线段MN 为直径的圆的直角坐标方程.75.从圆C :22(2)(2)4-++=x y 外一动点P 向圆C 引一条切线,切点为M ,且PM PO =(O为坐标原点),求PM 的最小值和PM 取得最小值时点P 的坐标.76.已知圆x 2+y 2+x -6y +3=0与直线x +2y -3=0的两个交点为P 、Q ,求以PQ 为直径的圆的方程.77.已知直线l 的极坐标方程为ρcos θ﹣ρsin θ+3=0,圆M 的极坐标方程为ρ=4sin θ.以极点为原点,极轴为x 轴正半轴建立直角坐标系. (1)写出直线l 与圆M 的直角坐标方程;(2)设直线l 与圆M 交于A 、B 两点,求AB 的长.78.已知圆C 过两点()3,3M -, ()1,5N -,且圆心C 在直线220x y --=上. (Ⅰ)求圆C 的标准方程;(Ⅱ)直线l 过点()2,5-且与圆C 有两个不同的交点A , B ,若直线l 的斜率k 大于0,求k 的取值范围;(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,是否存在直线l 使得弦AB 的垂直平分线过点()3,1P -,若存在,求出直线l 的方程;若不存在,请说明理由.79.在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为2222111t x t t y t ⎧=⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩(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)中,sin 34πθ⎛⎫-= ⎪⎝⎭.(1)求曲线C 的普通方程及直线l 的直角坐标方程;(2)设P 是曲线C 上的任意一点,求点P 到直线l 的距离的最大值.80.已知圆C 的圆心坐标为(2,2)C -,且圆C 的一条直径的两个端点M ,N 分别在x 轴和y 轴上.(1)求圆C 的方程;(2)过点(2,2)P 的直线l 与圆C 交于A ,B 两点,且ABC 为直角三角形,求直线l 的方程.81.已知圆22:80C x y y +-=与动直线:22l y kx k =-+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)已知点()2,2P ,当OP OM =时,求l 的方程及POM 的面积.82.已知圆C 1:x 2+y 2=4和圆C 2:x 2+(y -8)2=4,直线y x +b 在两圆之间穿过且与两圆无交点,求实数b 的取值范围.83.如图,已知圆2212x y +=与抛物线()220x py p =>相交于A 、B 两点,点B 的横坐标为F 为抛物线的焦点.(1)求抛物线的方程;(2)若过点F 且斜率为1的直线l 与抛物线和圆交于四个不同的点,从左至右依次为1P 、2P 、3P 、4P ,求:①13PP ;②1324PP P P -的值.84.已知定点F (3,0)和动点P (x ,y ),H 为PF 的中点,O 为坐标原点, (1)求点P 的轨迹方程;(2)过点F 作直线l 与点P 的轨迹交于A ,B 两点,点C (2,0).连接AC ,BC 分别交于点M ,N .试证明:以MN 为直径的圆恒过点F .85.求半径为2,圆心在直线12:l y x =上,且被直线2l :10x y --=所截弦的长为圆的方程.86.已知圆C 过点P (1,1),且与圆M :2(2)x ++22(y )+=2r (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PQ MQ ⋅取得最小值时点Q 的坐标;(3)过点P 作两条相异直线分别与圆C 相交于A ,B ,且直线P A 和直线PB 的倾斜角互补,O 为坐标原点,试判断直线OP 和AB 是否平行?请说明理由.87.已知圆C 方程为228(62)610(,0)x y mx m y m m R m +--+++=∈≠,椭圆中心在原点,焦点在x 轴上.(1)证明圆C 恒过一定点M ,并求此定点M 的坐标;(2)判断直线4330x y +-=与圆C 的位置关系,并证明你的结论;(3)当2m =时,圆C 与椭圆的左准线相切,且椭圆过(1)中的点M ,求此时椭圆方程;在x 轴上是否存在两定点A ,B 使得对椭圆上任意一点Q (异于长轴端点),直线QA ,QB 的斜率之积为定值?若存在,求出A ,B 坐标;若不存在,请说明理由.88.在平面直角坐标系xOy 中,已知曲线1C 的参数方程:()222411211k x k k y k ⎧=-+⎪+⎪⎨-⎪=⎪+⎩(k 为参数),以坐标原点为极点,以x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C的极坐标方程为sin 4πρθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭(1)求曲线1C 的普通方程;(2)过曲线2C 上一点P 作直线l 与曲线1C 交于,A B 两点,中点为D,AB =求PD 的最小值.89.已知圆C :22(1)5x y +-=,直线l :10mx y m -+-=. ①求证:对m R ∈,直线l 与圆C 总有两个不同的交点; ②设l 与圆C 交于A 、B两点,若AB l 的倾斜角; ③当实数m 变化时,求直线l 被圆C 截得的弦的中点的轨迹方程.90.在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为22(4)1x y -+=,且圆C 与x 轴交于,M N 两点,设直线l 的方程为(0)y kx k =>.(1)当直线l 与圆C 相切时,求直线l 的方程;(2)已知直线l 与圆C 相交于,A B 两点.(i )2OA AB =,求直线l 的方程;(ii )直线AM 与直线BN 相交于点P ,直线AM ,直线BN ,直线OP 的斜率分别为1k ,2k ,3k ,是否存在常数a ,使得123k k ak +=恒成立?若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由.参考答案1.D 【详解】试题分析:因为直线0ax by c 与圆221x y +=1>,即222222,cos 02a b c a b c C ab+-+<=<,角C 为钝角,ABC ∆一定是锐角三角形,故选D.考点:1、点到直线的距离公式;2、余弦定理的应用.【方法点睛】本题主要考查利用正弦定理、两角和的正弦公式及三角形面积公式判断三角形形状,属于中档题.判断三角形状的常见方法是:(1)通过正弦定理和余弦定理,化边为角,利用三角变换得出三角形内角之间的关系进行判断;(2)利用正弦定理、余弦定理,化角为边,通过代数恒等变换,求出边与边之间的关系进行判断;(3)根据余弦定理确定一个内角为钝角进而判断其为钝角三角形. 2.A 【分析】确定直线过定点10,2⎛⎫⎪⎝⎭,点在圆内,得到答案.【详解】210kx y -+=过定点10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭,且2211(110)24+-=<,故10,2⎛⎫⎪⎝⎭在圆内,故直线和圆相交. 故选:A 【点睛】本题考查了直线和圆的位置关系,确定直线过定点是解题的关键. 3.B 【详解】试题分析:圆22220x y x y a ++-+=化为标准方程为22(1)(1)2x y a ++-=-,所以圆心为(-1,1),半径r =d =.因为圆22220x y x y a ++-+=截直线20x y ++=所得弦长为4,所以222,4a a =-∴=-.故选B . 4.D 【分析】求出两圆的连心线所在直线的方程,即为AB 的垂直平分线的方程. 【详解】圆22460x y x y ++-=的标准方程为()()222313x y ++-=,圆心为()2,3M -,圆2260x y x +-=的标准方程为()2239x y -+=,圆心为()3,0N ,由于两圆关于直线MN 对称,所以,A 、B 两点也关于直线MN 对称, 所以,AB 的垂直平分线为直线MN , 直线MN 的斜率为303235MN k -==---,则直线MN 的方程为()335y x =--,即3590x y +-=. 故选:D. 【点睛】关键点点睛:本题考查两圆相交弦的垂直平分线所在直线的方程,解题的关键就是由两圆关于连心线所在直线对称,进而得出相交弦被连心线垂直平分,解题时应充分分析圆的几何性质,结合几何性质来解题. 5.A 【分析】由题设易知PC l ⊥且||PC 为C 到直线l 的距离,再根据圆心坐标及半径、2PC AC =即可确定m 的值,进而可得()1,5P ,应用向量数量积的坐标运算求OP PC ⋅. 【详解】∵这样的点P 是唯一的,则PC l ⊥,即||PC 为C 到直线l :()0y m m =>的距离,而圆C 的半径为2且(1,1)C ,∴要使2PC AC =,则4PC =,又0m >,即5m =, ∴()1,5P ,故()()1,50,420OP PC ⋅=⋅-=-. 故选:A . 6.C 【分析】根据题意,求出圆C 的圆心与半径,求出圆心到直线的距离125=,分析可得3r d +>,据此分析可得答案.【详解】解:根据题意,圆C :221x y +=,圆心为()0,0,半径1r =,则圆心()0,0C 到直线l :34120x y +-=距离1215d r ==>=, 圆的半径为1,有12135+>,即3r d +>, 则圆上到直线l :34120x y +-=距离为3的点有2个. 故选C . 【点睛】本题考查直线与圆的位置关系,注意分析圆心到直线的距离,属于基础题. 7.D【分析】对称圆的圆心C '与C 关于l 对称,且CC '所在直线垂直于直线l ,据此求解出对称圆的圆心C '坐标,再根据圆对称半径不变即可求解出对称圆的方程. 【详解】设对称圆的圆心(),C a b ',()2,6C -,所以CC '中点为26,22a b -+⎛⎫⎪⎝⎭, 所以2634502263124a b b a -+⎧⨯-⨯+=⎪⎪⎨-⎪⨯=-⎪+⎩,解得42a b =⎧⎨=-⎩,所以圆C 关于直线对称的圆的方程为:()()22421x y -++=. 故选:D. 【点睛】本题考查圆关于直线的对称圆的方程,难度一般.求解圆关于直线的对称圆的方程从两方面入手:(1)两圆圆心连线的中点在已知直线上;(2)两圆圆心的连线垂直于已知直线. 8.B 【详解】直线()220ax a b y b +++=整理得()()220a x y b y +++= 可知直线过定点T ()1,2-,所以点H 落在以QT 为直径的圆上,点H 的轨迹为()()22111x y -++=,圆心为C ()1,1-半径为1,PH的最小值为r 1PC -;故选B.点睛:本题关键是分析出直线过定点,从而利用垂直关系找到垂足的轨迹方程,最后点点距离的最小值转化到点到圆心的距离减掉半径,重点是转化的思想. 9.D 【分析】当直线l的斜率不存在时,易求得OAB S =l 的斜率存在时,设l 的方程为11(2)2y k x k ⎛⎫-=-≠ ⎪⎝⎭,进而得弦长AB =,A B的距离dOAB S ∆=.【详解】当直线l 的斜率不存在时, l 的方程为2x =,则,A B 的坐标分别为在时,所以122OABS=⨯⨯=当直线l 的斜率存在时,设l 的方程为11(2)2y k x k ⎛⎫-=-≠ ⎪⎝⎭,则圆心到直线,A B 的距离d =由平面几何知识得AB =119222OABS AB d ∆=⨯⋅=⨯, 当且仅当229d d -= ,即292d =时, OAB S ∆取得的最大值为92,因为92,所以OAB S ∆的最大值为92.此时292=,解得1k =-或7k =-, 此时直线l 的方程为: 30x y +-=或7150x y +-= 故选:D. 【点睛】本题考查直线与圆的位置关系,基本不等式求最值,考查分类讨论思想和运算能力,是中档题. 10.C 【分析】先由题意,设直线l 的方程为()34y k x -=-,根据直线与圆位置关系,列出不等式求解,即可得出结果. 【详解】由题意,易知,直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为()34y k x -=-,即340kx y k -+-= 曲线22231x y 表示圆心()2,3,半径为1的圆,圆心()2,3到直线340kx y k -+-=的距离应小于等于半径1,1≤,即2k -≤,解得k ≤故选:C. 【点睛】方法点睛:本题主要考查由直线与圆的位置关系求参数,判断直线与圆的位置关系用几何法—圆心到直线的距离d 与圆的半径r 比较,d r =相切;d r 相离;d r <相交,考查学生的运算求解能力,属于一般题. 11.B 【分析】问题转化为圆心到直线的距离大于1,小于3,再求出圆心到直线的距离后列出不等式可解得. 【详解】依题意可得圆心到直线的距离()1,3d ∈.∵d =3<,解得b -<b <B . 【点睛】本题考查直线与圆的位置关系,属于一般题. 12.B 【分析】由2y =()()22224x y -+-=,且22y =<,即2y =()2,2为圆心,2为半径的圆位于直线2y =下方的部分, 直线y x b =+表示斜率为1的直线系, 如图所示,考查满足题意的临界条件: 当直线经过点()4,2A 时:24,2b b =+∴=-,当直线与圆相切时,圆心()2,2到直线0x y b -+=的距离等于半径2,即:2=,解得:b =±B 时,b =-结合题中的临界条件可知:实数b 的取值范围是(2⎤--⎦. 本题选择B 选项.【详解】 13.D 【详解】因为直线l :1y kx =+过定点()0,1M ,而点()0,1M 在圆22:230C x y x +--=内,根据圆的几何性质可知,当直线l 与MC 垂直时,直线l :1y kx =+被圆22:230C x y x +--=截得的弦最短,由圆的方程可得()1,0C ,于是可得101,101MC k k -==-=-,直线l 的方程是1,y x =+化为10x y -+=,故选D. 14.C 【分析】利用直角三角形的性质求得其内切圆的半径,如图建立直角坐标系,则内切圆的方程可得,设出p 的坐标,表示出,222||||||S PA PB PO =++,利用x 的范围确定S 的范围,则最小值可得 【详解】解:如图,ABO 是直角三角形,设ABO 的内切圆圆心为O ',切点分别为D ,E ,F ,则1(1086)122AD DB EO ++=++=.但上式中10AD DB +=,所以内切圆半径2r EO ==,如图建立坐标系,则内切圆方程为:22(2)(2)4x y -+-= 设圆上动点P 的坐标为(,)x y , 则222||||||S PA PB PO =++222222(8)(6)x y x y x y =-+++-++22331612100x y x y =+--+223[(2)(2)]476x y x =-+--+34476884x x =⨯-+=-.因为P 点在内切圆上,所以04x ,所以881672S =-=最小值故选:C15.C【分析】做出圆22(3)(2)2x y ++-=关于x 轴的对称圆,进而根据图形得AC BC AP r +≥-即可求解.【详解】解:如图,圆22(3)(2)1x y ++-=的圆心()3,2-,其关于x 轴的对称圆的圆心为()3,2P --,由图得AC BC AP r +≥-==故选:C.【点睛】解题的关键在于求圆关于x 轴的对称圆圆心P ,进而将问题转化AC BC AP r +≥-求解. 16.D【分析】根据题意,画出图象,当MPN ∠取得最大值时,则MPC ∠取得最大值,而sin MC r MPC PC PC∠==,当PC 取得最小值时,MPC ∠取得最大值,结合已知,即可求得答案.【详解】 结合题意,绘制图象如下:当MPN ∠取得最大值时,则MPC ∠取得最大值, 而sin MC r MPC PC PC∠==, 当PC 取得最小值时,MPC ∠取得最大值.故PC 的最小值为点C 到该直线的距离,故d ==故1sin 302r PC ==︒=,解得r =故选:D .【点睛】本题主要考查了圆的基础知识,和数形结合,考查了分析能力和计算能力,属于中档题. 17.B【分析】根据“直线l 与圆22210x y ay +--=相切”求出1a =-,由211a a =⇒=±,然后根据必要不充分条件的概念进行判断.【详解】因为直线l 与圆22210x y ay +--=相切,所以圆心到直线的距离等于半径,又因为圆心()0,a=1a =-,又211a a =⇒=±,所以“21a =”是“直线l 与圆22210x y ay +--=相切”的必要不充分条件.故选:B.18.A【分析】首先判断出圆心到直线的距离,然后判断2d +,2d -与r 的关系,从而确定点的个数.【详解】圆的圆心为()2,3-,半径为3圆心到直线的距离d ==可知23<,232+<由上图可知,圆上到直线距离等于2的点共有4个本题正确选项:A【点睛】本题考查直线与圆的位置关系,由位置关系判断到直线距离为定值的点的个数,解题关键在于确定圆心到直线的距离,再进一步判断.19.A【详解】由圆的性质知:AB 与直线0x y c -+=垂直且被平分,所以3111AB k m+==--,解得5m =,又AB 中点(3,1)在直线上,代入可求得2c =-,所以21m c +=故选A.20.B【分析】建立平面直角坐标系,设00(,)P x y ,利用坐标法将,x y 用P 点坐标表示,即可求出2x y +的最小值.【详解】以A 点为坐标原点,AB 所在直线为x 轴,AD 所在直线为y 轴,建立如图所示的平面直角坐标系,设2AB =,00(,)P x y ,则(0,0)A ,(0,2)D ,(2,1)E ,半圆的方程为22(1)1(0)x y y -+=≥,所以(2,1)AE =,(0,2)AD =,00(,)AP x y =,因为(,)AE xAD y AP x y =+∈R ,即00(2,1)(0,2)(,)x y x y =+,所以00212yx x yy =⎧⎨=+⎩,即0002221y x y x x ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩, 所以001212y x y x -+=+⋅,又00(,)P x y 是半圆上的任意一点, 所以01cos x θ=+,0sin y θ=,[0,]θπ∈, 所以1sin 2121cos θx y θ-+=+⋅+,所以当2πθ=时,2x y +取得最小值1. 故选:B【点睛】关键点点睛:本题主要考查二元变量的最值求法,关键是根据已知把几何图形放在适当的坐标系中,把有关点与向量用坐标表示,这样就能进行相应的代数运算和向量运算,从而使问题得到解决.21.C【分析】 首先设()()00,,,P x y N x y ,根据平行四边形的性质,求得003,4.x x y y =+⎧⎨=-⎩,代入圆的方程,求得点P 的轨迹,同时注意去掉不能满足平行四边形的点.【详解】设()()00,,,P x y N x y ,则线段OP 的中点坐标为,22x y ⎛⎫ ⎪⎝⎭,线段MN 的中点坐标为0034,22x y -+⎛⎫ ⎪⎝⎭.由于平行四边形的对角线互相平分,所以003,22422x x y y -⎧=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩,从而003,4.x x y y =+⎧⎨=-⎩又点()3,4N x y +-在圆224x y +=上,所以()()22344x y ++-=.当点P 在直线OM 上时,22443x y y x ⎧+=⎪⎨=-⎪⎩,解得:912,55x y =-=或2128,55x y =-=. 因此所求轨迹为以()3,4-为圆心,2为半径的圆,除去点91255⎛⎫- ⎪⎝⎭,和点212855⎛⎫- ⎪⎝⎭,.故选:C.22.D【分析】根据题意将所求问题转化为两个圆有交点的问题解决.【详解】以()0,4A ,()2,0B 两点为直径的圆的方程为()()22125x y -+-=,设圆心为N ,所以()1,2N若在圆22:245M x y x y m ++++=上存在点P ,使得APB ∠为直角,则圆M 与圆N 有公共点,又圆22:245M x y x y m ++++=,所以()1,2M --)0m >,所以MN =≤545m ≤≤,所以m 的最大值为45.故选:D23.D【解析】圆C 的标准方程为(x +2)2+(y -1)2=9,圆心为C (-2,1),半径为3.|OC |圆上一点(x ,y )到原点的距离的最大值为3x 2+y 2表示圆上的一点(x ,y )到原点的距离的平方,最大值为(32=14+故选D.24.D【分析】由题意可得直线l 过圆心(2,1)-,分直线l 过原点和直线l 不过原点,分别求得其直线方程.【详解】解:由题意可得直线l 过圆心(2,1)-,当直线l 过原点时,其方程为20x y +=;当直线l 不过原点时,设l :x y a +=,则211a =-+=-,此时方程为10x y ++=. 故选:D.25.A【分析】先求出AC AB ⊥,然后以,AB AC 为,x y 轴建立平面直角坐标系,求出圆C 的方程丹凤 出M 点坐标,用坐标表示向量积,结合三角函数性质可得最大值.【详解】 由题意3ABC π∠=,所以22212212cos 33AC π=+-⨯⨯=,即222AC AB BC +=,所以2CAB π∠=,以,AB AC 为,x y 轴建立平面直角坐标系,如图,则(1,0)B ,C ,(D -.直线BD 方程为111x -=--20y +-=,所以圆C 半径为7r ==C 方程为223(7x y +=,设()77M αα,21()AM αα=,(BD =-,所以3AM BD αα⋅=+,33=.故选:A .26.C【分析】由两圆有三条公切线,可知两圆外切,则两圆的圆心距等于半径之和,列出式子即可求出m 的值.【详解】由题意可知两圆外切,圆C 的圆心为()0,0,圆E 的圆心为()3,4,半径为4,4,解得4m =.故答案为C.【点睛】本题考查了两圆的公切线,考查了圆与圆的位置关系,考查了计算能力,属于基础题. 27.A【解析】【详解】由题意可得圆心(2,3)C ,半径为1r =,点A 关于x 轴的对称点(1,1)A -'-,求得5A C =',则要求的最短路径的长为514A C r -=-=',故选A.28.B【详解】将sin 20ρθ-=化为直角坐标方程得,20y -= ,由4cos 0ρθ-=可得,24cos ρρθ=化为直角坐标方程可得,()2224x y -+= ,圆心()2,0 到直线20y -=的距离为2 ,等于圆的半径,所以直线20y -=与()2224x y -+=相切,即曲线1:sin 20C ρθ-=,曲线2:4cos 0C ρθ-=,则曲线12C C 、的位置关系是相切,故选B.29.A【分析】若,,A B C 公差为d ,结合直线方程可得(1)(2)0A x y d y ++++=,即可确定所过的定点坐标,再判断定点与圆的位置关系即可.【详解】若,,A B C 公差为d ,则()(2)(1)(2)0Ax A d y A d A x y d y ++++=++++=,∴直线恒过定点(1,2)-,将代入圆中,可得522610t t +--=-<,∴(1,2)-在圆22260x y tx ty +++-=内,故直线与圆相交.故选:A30.B【分析】先求出M 点的轨迹为圆,然后问题转化为圆外的点到圆上的点的距离最大问题求解即可【详解】设点M 坐标为(),x y ,P 点坐标为()00,x y ,因为P ,M ,E 共线所以//PE ME ,得()()0011y x y x -=-因为003y x =+,得0033141y x x y x y y y x +-⎧=⎪-+⎪⎨⎪=⎪-+⎩① CD 的直线方程为()()00114x x y y --+=②将①代入②得22111222x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以M 点的轨迹是以N 11,22⎛⎫ ⎪⎝⎭为圆心,AM的最大值为2AN r +=+=故选:B31.C【详解】圆心到直线的距离()90,25d ==∈, 据此可知直线与圆的位置关系为相交但不过圆心. 本题选择C 选项.32.C【详解】圆C 1关于x 轴的对称圆的圆心坐标C 3(﹣1,﹣3),半径为1, 圆C 2的圆心坐标(5,5),半径为2, |PM|+|PN|的最小值为圆C 3与圆C 2的圆心距减去两个圆的半径和,31037=-=. 故选C .33.A【分析】设以2OF 为直径的圆与直线1PF 相切于点N ,圆心为M ,则1MN PF ⊥,因此121Rt PF F Rt NF M ∽,所以1212||F M NM PF F F =,由此可求出223cPF =,而12PF PF ⊥,再由勾股定理可得1PF =18PF =,从而可求出c 的值 【详解】依题意知12PF PF ⊥,设以2OF 为直径的圆与直线1PF 相切于点N ,圆心为M ,则1MN PF ⊥,因此121Rt PF F Rt NF M ∽,所以1212||F MNM PF F F =. 设双曲线的焦距为2c ,则23222c cPF c=,解得223cPF =,由勾股定理可得1PF =8=,c =2c = 故选:A 【点睛】此题考查圆与双曲线的性质的应用,考查数学转化思想和计算能力,属于基础题 34.B 【分析】作出图形,利用椭圆的定义以及圆的几何性质可求得PF PQ的最小值.【详解】 如下图所示:。
1.过三点A (1,3),B (4,2),C (1,-7)的圆交y 轴于M ,N 两点,则|MN |=( )A .2 6B .8C .4 6D .10答案 C解析 设过A ,B ,C 三点的圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,则⎩⎪⎨⎪⎧D +3E +F +10=04D +2E +F +20=0D -7E +F +50=0,解得D =-2,E =4,F =-20,所求圆的方程为x 2+y 2-2x +4y -20=0,令x =0,得y 2+4y -20=0,设M (0,y 1),N (0,y 2),则y 1+y 2=-4,y 1y 2=-20,所以|MN |=|y 1-y 2|=y 1+y 22-4y 1y 2=4 6.故选C.2.如图,圆C 与x 轴相切于点T (1,0),与y 轴正半轴交于两点A ,B (B 在A 的上方),且|AB |=2.(1)圆C 的标准方程为________________;(2)过点A 任作一条直线与圆O :x 2+y 2=1相交于M ,N 两点,下列三个结论:①|NA ||NB |=|MA ||MB |;②|NB ||NA |-|MA ||MB |=2;③|NB ||NA |+|MA ||MB |=2 2. 其中正确结论的序号是________.(写出所有正确结论的序号) 答案 (1)(x -1)2+(y -2)2=2 (2)①②③解析 (1)依题意,设C (1,r )(r 为圆C 的半径),因为|AB |=2,所以r =12+12=2,所以圆心C (1,2),故圆C 的标准方程为(x -1)2+(y -2)2=2.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x =0x -2+y -22=2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0y =2-1或⎩⎪⎨⎪⎧x =0y =2+1,因为B 在A 的上方,所以A (0,2-1),B (0,2+1).不妨令直线MN 的方程为x =0(或y =2-1),M (0,-1),N (0,1),所以|MA |=2,|MB |=2+2,|NA |=2-2,|NB |= 2.所以|NA ||NB |=2-22=2-1,|MA ||MB |=22+2=2-1,所以|NA ||NB |=|MA ||MB |,所以|NB ||NA |-|MA ||MB |=22-2-(2-1)=2+1-(2-1)=2,|NB ||NA |+|MA ||MB |=22-2+(2-1)=2+1+2-1=22,正确结论的序号是①②③.3.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________.点击观看解答视频答案[-1,1]解析解法一:当x0=0时,M(0,1),由圆的几何性质得在圆上存在点N(-1,0)或N(1,0),使∠OMN=45°.当x0≠0时,过M作圆的两条切线,切点为A、B.若在圆上存在N,使得∠OMN=45°,应有∠OMB≥∠OMN=45°,∴∠AMB≥90°,∴-1≤x0<0或0<x0≤1.综上,-1≤x0≤1.解法二:过O作OP⊥MN,P为垂足,OP=OM·sin45°≤1,∴OM≤1sin45°,∴OM2≤2,∴x20+1≤2,∴x20≤1,∴-1≤x0≤1.4.若圆C的半径为1,其圆心与点(1,0)关于直线y=x对称,则圆C的标准方程为________.答案x2+(y-1)2=1解析因为(1,0)关于y=x的对称点为(0,1),所以圆C是以(0,1)为圆心,以1为半径的圆,其方程为x2+(y-1)2=1.。
直线与圆的方程综合复习〔含答案〕一. 选择题1.已知点A(1,. 3),B(-1,33),则直线AB 的倾斜角是〔 C 〕 A 3B 6C 23D 562.已知过点A(-2,m)和B 〔m,4〕的直线与直线2x+y-1=0平行,则m 的值为〔 C 〕 A 0 B 2 C -8 D 103.假设直线L 1:ax+2y+6=0与直线L 2:x+(a-1)y+(2a -1)=0平行但不重合,则a 等于〔 D 〕A -1或2 B23C 2D -1 4.假设点A 〔2,-3〕是直线a 1x+b 1y+1=0和a 2x+b 2y+1=0的公共点,则相异两点 〔a 1,b 1〕和〔a 2,b 2〕所确定的直线方程是( A ) A.2x-3y+1=0 B.3x-2y+1=0 C.2x-3y-1=0 D.3x-2y-1=0 5.直线xcos θ+y-1=0 (θ∈R )的倾斜角的范围是 ( D )A.[)π,0B.⎪⎭⎫⎢⎣⎡ππ43,4C.⎥⎦⎤⎢⎣⎡-4,4ππD.⎪⎭⎫⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡πππ,434,06.“m= 12〞是“直线〔m+2〕x+3my+1=0与直线〔m-2〕x+(m+2y)-3=0相互垂直〞的〔 B 〕A 充分必要条件B 充分而不必要条件C 必要而不充分条件D 既不充分也不必要条件7.已知A(7,-4)关于直线L 的对称点为B 〔-5,6〕,则直线L 的方程为〔B 〕 A 5x+6y-11=0 B 6x-5y-1=0 C 6x+5y-11=0 D 5x-6y+1=0 8.已知直线1l 的方向向量a=(1,3),直线2l 的方向向量b=(-1,k).假设直线2l 经过点〔0,5〕且1l 2l ,则直线2l 的方程为〔 B 〕A x+3y-5=0B x+3y-15=0C x-3y+5=0D x-3y+15=0 9. 过坐标原点且与圆2x +2y -4x+2y+52=0相切的直线方程为〔 A 〕A y=-3x 或y= 13xB y=3x 或y= -13xC y=-3x 或y= -13xD y=3x 或y= 13x10.直线x+y=1与圆2x +2y -2ay=0(a>0)没有公共点,则a 的取值范围是〔A 〕A (02-1,)B (2-1, 2+1)C (-2-1, 2-1)D (0, 2+1) 11.圆2x +2y -4x-4y-10=0上的点到直线x+y-14=0的最大距离与最小距离的差是〔 C 〕A 36B 18C 62D 5212.以直线:y=kx-k 经过的定点为P 为圆心且过坐标原点的圆的方程为〔D 〕, A 2x +2y +2x=0 B 2x +2y +x=0 C 2x +2y -x=0 D 2x +2y -2x-013.已知两定点A(-2,0),B(1,0),如果定点P 满足PA=2PB,则定点P 的轨迹所 包围的面积等于〔 B 〕A B 4 C 8 D 914.假设直线3x+y+a=0过圆2x +2y +2x-4y=0的圆心,则a 的值为〔 B 〕A 1B -1C 3D -315.假设直线2ax-by+2=0 (a >0,b >0)始终平分圆x 2+y 2+2x-4y+1=0的周长,则ba 11+的最小值是〔 C 〕 A.41B.2C.4D.2116.假设直线y=k(x-2)+4与曲线y=1+24x -有两个不同的交点,则k 的取值范围是 〔 A 〕A.⎥⎦⎤⎝⎛43,125 B.⎪⎭⎫⎝⎛+∞,125 C.⎥⎦⎤⎝⎛43,21D.⎪⎭⎫⎝⎛125,0 17.设两圆1C ,2C 都和两坐标轴相切,且过点〔4,1〕,则两圆心的距离 ︱1C 2C ︱等于〔 C 〕A 4B 42C 8D 8218.能够使得圆x 2+y 2-2x+4y+1=0上恰有两个点到直线2x+y+c=0距离等于1的c的一个值为 〔 C 〕 A.2B.5C.3D.3519.假设直线by ax +=1与圆x 2+y 2=1有公共点,则( D )A.a 2+b 2≤1B.a 2+b 2≥1C.2211b a +≤1 D.2211b a +≥120.已知A 〔-3,8〕和B 〔2,2〕,在x 轴上有一点M ,使得|AM|+|BM|为最短,那么点M 的坐标为〔 B 〕A.(-1,0)B.(1,0)C.⎪⎭⎫⎝⎛0522,D. ⎪⎭⎫⎝⎛522,021.直线y=kx+3与圆2(3)x +2(2)y =4相交于M 、N 两点,假设︱MN ︱≥23,则k 的取值范围是〔 A 〕A [-34,0] B [-∞,-34] [0,∞〕 C [-33,33] D [-23,0] 22.〔X 理科2〕已知集合{(,)|,A x y x y =为实数,且221}x y +=,{(,)|,B x y x y =为实数,且}y x =,则A B 的元素个数为〔 C 〕A .0B .1C .2D .3 23.〔X 理科9〕假设曲线02221=-+x y x C :与曲线 0)(2=--m mx y y C :有四个不同的交点,则实数m 的取值范围是 ( B ) A. )33,33(-B. )33,0()0,33( -C. ]33,33[-D. ),33()33,(+∞--∞ 答案:B 曲线0222=-+x y x 表示以()0,1为圆心,以1为半径的圆,曲线()0=--m mx y y 表示0,0=--=m mx y y 或过定点()0,1-,0=y 与圆有两个交点,故0=--m mx y 也应该与圆有两个交点,由图可以了解,临界情况即是与圆相切的时候,经计算可得,两种相切分别对应3333=-=m m 和,由图可知,m 的取值范围应是)33,0()0,33( -二.填空题24.已知圆C 经过)3,1(),1,5(B A 两点,圆心在X 轴上,则C 的方程为10)2(22=+-y x ___________。
专题检测(十三) 直线与圆A 组——“6+3+3”考点落实练一、选择题1.“ab =4”是“直线2x +ay -1=0与直线bx +2y -2=0平行”的( ) A .充要条件 B .充分不必要条件 C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件解析:选C 因为两直线平行,所以斜率相等,即-2a =-b 2,可得ab =4,又当a =1,b =4时,满足ab =4,但是两直线重合,故选C.2.已知直线l 1过点(-2,0)且倾斜角为30°,直线l 2过点(2,0)且与直线l 1垂直,则直线l 1与直线l 2的交点坐标为( )A .(3,3)B .(2,3)C .(1,3)D.⎝⎛⎭⎫1,32 解析:选C 直线l 1的斜率k 1=tan 30°=33,因为直线l 2与直线l 1垂直,所以直线l 2的斜率k 2=-1k 1=-3,所以直线l 1的方程为y =33(x +2),直线l 2的方程为y =-3(x -2),联立⎩⎪⎨⎪⎧y =33(x +2),y =-3(x -2),解得⎩⎨⎧x =1,y =3,即直线l 1与直线l 2的交点坐标为(1,3).3.已知圆M :x 2+y 2-2ay =0(a >0)截直线x +y =0所得线段的长度是22,则圆M 与圆N :(x -1)2+(y -1)2=1的位置关系是( )A .内切B .相交C .外切D .相离解析:选B 圆M :x 2+y 2-2ay =0(a >0)可化为x 2+(y -a )2=a 2,由题意,M (0,a )到直线x +y =0的距离d =a 2,所以a 2=a 22+2,解得a =2.所以圆M :x 2+(y -2)2=4,所以两圆的圆心距为2,半径和为3,半径差为1,故两圆相交.4.(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+y 2=2上,则△ABP 面积的取值范围是( )A .[2,6]B .[4,8]C .[2,32]D .[22,32]解析:选A 设圆(x -2)2+y 2=2的圆心为C ,半径为r ,点P 到直线x +y +2=0的距离为d ,则圆心C (2,0),r =2,所以圆心C 到直线x +y +2=0的距离为|2+2|2=22, 可得d max =22+r =32,d min =22-r = 2. 由已知条件可得|AB |=22,所以△ABP 面积的最大值为12|AB |·d max =6,△ABP 面积的最小值为12|AB |·d min =2.综上,△ABP 面积的取值范围是[2,6].5.已知圆O :x 2+y 2=4上到直线l :x +y =a 的距离等于1的点至少有2个,则实数a 的取值范围为( )A .(-32,32)B .(-∞,-32)∪(32,+∞)C .(-22,22)D .[-32,3 2 ]解析:选A 由圆的方程可知圆心为(0,0),半径为2.因为圆O 上到直线l 的距离等于1的点至少有2个,所以圆心到直线l 的距离d <r +1=2+1,即d =|-a |12+12=|a |2<3,解得a ∈(-32,32).6.在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,直线x -ky +1=0与圆C :x 2+y 2=4相交于A ,B 两点,OM ―→=OA ―→+OB ―→,若点M 在圆C 上,则实数k 的值为( )A .-2B .-1C .0D .1解析:选C 法一:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧x -ky +1=0,x 2+y 2=4得(k 2+1)y 2-2ky -3=0,则Δ=4k 2+12(k 2+1)>0,y 1+y 2=2k k 2+1,x 1+x 2=k (y 1+y 2)-2=-2k 2+1,因为OM ―→=OA ―→+OB ―→,故M ⎝⎛⎭⎫-2k 2+1,2k k 2+1,又点M 在圆C 上,故4(k 2+1)2+4k 2(k 2+1)2=4,解得k =0.法二:由直线与圆相交于A ,B 两点,OM ―→=OA ―→+OB ―→,且点M 在圆C 上,得圆心C (0,0)到直线x -ky +1=0的距离为半径的一半,为1,即d =11+k 2=1,解得k =0.二、填空题7.已知直线l :x +my -3=0与圆C :x 2+y 2=4相切,则m =________.解析:因为圆C :x 2+y 2=4的圆心为(0,0),半径为2,直线l :x +my -3=0与圆C : x 2+y 2=4相切,所以2=31+m2,解得m =±52 . 答案:±528.过点C (3,4)作圆x 2+y 2=5的两条切线,切点分别为A ,B ,则点C 到直线AB 的距离为________.解析:以OC 为直径的圆的方程为⎝⎛⎭⎫x -322+(y -2)2=⎝⎛⎭⎫522,AB 为圆C 与圆O :x 2+y 2=5的公共弦,所以AB 的方程为x 2+y 2-⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫x -322+(y -2)2=5-254,化简得3x +4y -5=0,所以C 到直线AB 的距离d =|3×3+4×4-5|32+42=4.答案:49.(2018·贵阳适应性考试)已知直线l :ax -3y +12=0与圆M :x 2+y 2-4y =0相交于A ,B 两点,且∠AMB =π3,则实数a =________.解析:直线l 的方程可变形为y =13ax +4,所以直线l 过定点(0,4),且该点在圆M 上.圆的方程可变形为x 2+(y -2)2=4,所以圆心为M (0,2),半径为2.如图,因为∠AMB =π3,所以△AMB 是等边三角形,且边长为2,高为3,即圆心M 到直线l 的距离为3,所以|-6+12|a 2+9=3,解得a =±3.答案:±3 三、解答题10.已知圆(x -1)2+y 2=25,直线ax -y +5=0与圆相交于不同的两点A ,B . (1)求实数a 的取值范围;(2)若弦AB 的垂直平分线l 过点P (-2,4),求实数a 的值. 解:(1)把直线ax -y +5=0代入圆的方程, 消去y 整理,得(a 2+1)x 2+2(5a -1)x +1=0, 由于直线ax -y +5=0交圆于A ,B 两点, 故Δ=4(5a -1)2-4(a 2+1)>0,即12a 2-5a >0,解得a >512或a <0,所以实数a 的取值范围是(-∞,0)∪⎝⎛⎭⎫512,+∞. (2)由于直线l 为弦AB 的垂直平分线,且直线AB 的斜率为a ,则直线l 的斜率为-1a , 所以直线l 的方程为y =-1a (x +2)+4, 即x +ay +2-4a =0,由于l 垂直平分弦AB , 故圆心M (1,0)必在l 上,所以1+0+2-4a =0, 解得a =34,由于34∈⎝⎛⎭⎫512,+∞, 所以a =34.11.已知以点A (-1,2)为圆心的圆与直线l 1:x +2y +7=0相切.过点B (-2,0)的动直线l 与圆A 相交于M ,N 两点.(1)求圆A 的方程;(2)当|MN |=219时,求直线l 的方程. 解:(1)设圆A 的半径为R .因为圆A 与直线l 1:x +2y +7=0相切, 所以R =|-1+4+7|5=2 5. 所以圆A 的方程为(x +1)2+(y -2)2=20.(2)当直线l 与x 轴垂直时,易知x =-2符合题意; 当直线l 与x 轴不垂直时,设直线l 的方程为y =k (x +2),即kx -y +2k =0.由于|MN |=219,于是⎝ ⎛⎭⎪⎫|-k -2+2k |k 2+12+(19)2=20,解得k =34, 此时,直线l 的方程为3x -4y +6=0.所以所求直线l 的方程为x =-2或3x -4y +6=0.12.在平面直角坐标系xOy 中,直线x -y +1=0截以原点O 为圆心的圆所得的弦长为6.(1)求圆O 的方程;(2)若直线l 与圆O 相切于第一象限,且直线l 与坐标轴交于点D ,E ,当线段DE 的长度最小时,求直线l 的方程.解:(1)因为点O 到直线x -y +1=0的距离为12, 所以圆O 的半径为⎝⎛⎭⎫122+⎝⎛⎭⎫622=2, 故圆O 的方程为x 2+y 2=2.(2)设直线l 的方程为x a +yb =1(a >0,b >0),即bx +ay -ab =0,由直线l 与圆O 相切,得|-ab |b 2+a 2=2,即1a 2+1b 2=12,则|DE |2=a 2+b 2=2(a 2+b 2)⎝⎛⎭⎫1a 2+1b 2=4+2b 2a 2+2a 2b2≥8,当且仅当a =b =2时取等号,此时直线l 的方程为x +y -2=0.B 组——大题专攻补短练1.已知点M (-1,0),N (1,0),曲线E 上任意一点到点M 的距离均是到点N 的距离的 3倍.(1)求曲线E 的方程;(2)已知m ≠0,设直线l 1:x -my -1=0交曲线E 于A ,C 两点,直线l 2:mx +y -m =0交曲线E 于B ,D 两点.当CD 的斜率为-1时,求直线CD 的方程.解:(1)设曲线E 上任意一点的坐标为(x ,y ), 由题意得(x +1)2+y 2=3·(x -1)2+y 2,整理得x 2+y 2-4x +1=0,即(x -2)2+y 2=3为所求. (2)由题意知l 1⊥l 2,且两条直线均恒过点N (1,0).设曲线E 的圆心为E ,则E (2,0),设线段CD 的中点为P ,连接EP ,ED ,NP , 则直线EP :y =x -2. 设直线CD :y =-x +t ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =x -2,y =-x +t ,解得点P ⎝⎛⎭⎫t +22,t -22, 由圆的几何性质,知|NP |=12|CD |=|ED |2-|EP |2,而|NP |2=⎝⎛⎭⎫t +22-12+⎝⎛⎭⎫t -222,|ED |2=3, |EP |2=⎝ ⎛⎭⎪⎫|2-t |22,所以⎝⎛⎭⎫t 22+⎝⎛⎭⎫t -222=3-(t -2)22,整理得t 2-3t =0, 解得t =0或t =3,所以直线CD 的方程为y =-x 或y =-x +3.2.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 |=2|MO |,求圆心C 的横坐标a 的取值范围. 解:(1)因为圆心在直线l :y =2x -4上,也在直线y =x -1上,所以解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =2x -4,y =x -1,得圆心C (3,2),又因为圆的半径为1,所以圆的方程为(x -3)2+(y -2)2=1,又因为点A (0,3),显然过点A ,圆C 的切线的斜率存在, 设所求的切线方程为y =kx +3,即kx -y +3=0, 所以|3k -2+3|k 2+12=1,解得k =0或k =-34,所以所求切线方程为y =3或y =-34x +3,即y -3=0或3x +4y -12=0.(2)因为圆C 的圆心在直线l :y =2x -4上, 所以设圆心C 为(a,2a -4), 又因为圆C 的半径为1,则圆C 的方程为(x -a )2+(y -2a +4)2=1. 设M (x ,y ),又因为|MA |=2|MO |,则有 x 2+(y -3)2=2x 2+y 2,整理得x 2+(y +1)2=4,其表示圆心为(0,-1),半径为2的圆,设为圆D , 所以点M 既在圆C 上,又在圆D 上,即圆C 与圆D 有交点, 所以2-1≤a 2+(2a -4+1)2≤2+1,解得0≤a ≤125,所以圆心C 的横坐标a 的取值范围为⎣⎡⎦⎤0,125. 3.在直角坐标系xOy 中,曲线y =x 2+mx -2与x 轴交于A ,B 两点,点C 的坐标为(0,1),当m 变化时,解答下列问题:(1)能否出现AC ⊥BC 的情况?说明理由;(2)证明过A ,B ,C 三点的圆在y 轴上截得的弦长为定值. 解:(1)不能出现AC ⊥BC 的情况,理由如下: 设A (x 1,0),B (x 2,0),则x 1,x 2满足x 2+mx -2=0,所以x 1x 2=-2. 又C 的坐标为(0,1),故AC 的斜率与BC 的斜率之积为-1x 1·-1x 2=-12,所以不能出现AC ⊥BC 的情况.(2)证明:由(1)知BC 的中点坐标为⎝⎛⎭⎫x 22,12, 可得BC 的中垂线方程为y -12=x 2⎝⎛⎭⎫x -x 22. 由(1)可得x 1+x 2=-m , 所以AB 的中垂线方程为x =-m2.联立⎩⎨⎧x =-m 2,y -12=x 2⎝⎛⎭⎫x -x 22,x 22+mx 2-2=0可得⎩⎨⎧x =-m 2,y =-12.所以过A ,B ,C 三点的圆的圆心坐标为⎝⎛⎭⎫-m 2,-12,半径r =m 2+92. 故圆在y 轴上截得的弦长为2r 2-⎝⎛⎭⎫m 22=3,即过A ,B ,C 三点的圆在y 轴上截得的弦长为定值.4.(2018·广州高中综合测试)已知定点M (1,0)和N (2,0),动点P 满足|PN |=2|PM |. (1)求动点P 的轨迹C 的方程;(2)若A ,B 为(1)中轨迹C 上两个不同的点,O 为坐标原点.设直线OA ,OB ,AB 的斜率分别为k 1,k 2,k .当k 1k 2=3时,求k 的取值范围.解:(1)设动点P 的坐标为(x ,y ), 因为M (1,0),N (2,0),|PN |=2|PM |, 所以(x -2)2+y 2=2·(x -1)2+y 2.整理得,x 2+y 2=2.所以动点P 的轨迹C 的方程为x 2+y 2=2.(2)设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),直线AB 的方程为y =kx +b .由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2=2,y =kx +b消去y ,整理得(1+k 2)x 2+2bkx +b 2-2=0.(*) 由Δ=(2bk )2-4(1+k 2)(b 2-2)>0,得b 2<2+2k 2. ① 由根与系数的关系,得x 1+x 2=-2bk 1+k 2,x 1x 2=b 2-21+k 2. ②由k 1·k 2=y 1x 1·y 2x 2=kx 1+b x 1·kx 2+bx 2=3,得(kx 1+b )(kx 2+b )=3x 1x 2,即(k 2-3)x 1x 2+bk (x 1+x 2)+b 2=0. ③ 将②代入③,整理得b 2=3-k 2. ④ 由④得b 2=3-k 2≥0,解得-3≤k ≤ 3. ⑤ 由①和④,解得k <-33或k >33. ⑥ 要使k 1,k 2,k 有意义,则x 1≠0,x 2≠0, 所以0不是方程(*)的根,所以b 2-2≠0,即k ≠1且k ≠-1. ⑦ 由⑤⑥⑦,得k 的取值范围为[-3,-1)∪⎝⎛⎭⎫-1,-33∪⎝⎛⎭⎫33,1∪(1, 3 ].。
2019年高考数学考点汇总考点38 圆的方程、直线与圆、圆与圆的位置关系(含解析)一、选择题1、(xx·安徽高考文科·T6)过点P的直线与圆有公共点,则直线的倾斜角的取值范围是()A. B. C. D.【解题提示】求出直线与圆相切时的直线的斜率,数形结合即可得到直线的倾斜角的取值范围。
【解析】选D。
设直线与圆的切线方程为,则圆心到直线的距离,解得,画出图形可得直线的倾斜角的取值范围是.2. (xx·新课标全国卷Ⅱ高考文科数学·T12)设点M(x0,1),若在圆O:x2+y2=1上存在点N,使得∠OMN= 45°,则x0的取值范围是()A.[-1,1]B.C.D.【解题提示】画出图形,利用圆的性质,求得x0的取值范围.【解析】在坐标系中画出圆O和直线y=1,其中M(x0,1)在直线上.由圆的切线相等及三角形外角知识,可得x0∈[-1,1].故选A3.(xx·福建高考文科·T6).已知直线过圆的圆心,且与直线垂直,则的方程是()+-=-+=+-=-+=.20.20.30.30A x yB x yC x yD x y【解题指南】圆心为,垂直两直线的斜率积为-1,利用这两信息解题即可.【解析】D.圆的圆心为.直线的斜率为-1,且直线与该直线垂直,故直线的斜率为 1.即直线是过点,斜率为1的直线,用点斜式表示为,即.4. (xx·浙江高考文科·T5)已知圆截直线所得弦的长度为4,则实数的值是()A.-2 B.-4 C.-6 D.-8【解题提示】将圆的方程化为标准方程,计算圆心到直线的距离,利用勾股定理求解.【解析】选B.由配方得,所以圆心坐标为,半径,圆心到直线的距离为,所以,解得.5. (xx·湖南高考文科·T6)若圆与圆外切,则()【解题提示】根据两个圆的位置关系:两圆外切的充要条件是它们的圆心距等于半径和。
专题12椭圆测试题【高频考点】本知识涉及椭圆的定义,标准方程以及简单的几何性质的应用,直线与椭圆的位置关系。
【考情分析】本阶段是高考考查重点内容之一,涉及客观题和解答题,客观题主要考查椭圆方程的求解,椭圆的几何性质等,难度中等,在解答题中多以椭圆为载体,考查直线与椭圆的位置关系,定值定点,以及最值问题,常常以探索性问题形式出现,难度较大。
【重点推荐】基础卷第11题,数学文化题,第22题考察与不等式的交汇,考察综合解决问题的能力。
一.选择题1.方程表示焦点在x轴上的椭圆,则实数m的取值范围为()A.(1,+∞)B.(﹣∞,1] C.(0,1)D.(﹣1,0)【答案】C【解析】:方程表示焦点在x轴上的椭圆,可得m∈(0,1).故选:C.2.设P是椭圆=1上的动点,则P到该椭圆的两个焦点的距离之和为()A.2 B.2 C.2 D.4【答案】:C【解析】椭圆=1的焦点坐标在x轴,a=,P是椭圆=1上的动点,由椭圆的定义可知:则P到该椭圆的两个焦点的距离之和为2a=2.故选:C.3.设F1、F2是椭圆的两个焦点,点P为椭圆上的点,且|F1F2|=8,|PF1|+|PF2|=10,则椭圆的短轴长为()A.6 B.8 C.9 D.10【答案】:A【解析】设F1、F2是椭圆的两个焦点,点P为椭圆上的点,且|F1F2|=8,可得c=4,|PF1|+|PF2|=10,可得a=5,则椭圆的短轴长为:2b=2=6.故选:A.4.(2018?大连二模)设椭圆的左焦点为F,直线l:y=kx(k≠0)与椭圆C交于A,B两点,则|AF|+|BF|的值是()A.2 B.C.4 D.【答案】:C【解析】如图,设F2是椭圆的右焦点,∵O点为AB的中点,丨OF丨=丨OF2丨,则四边形AFBF2是平行四边形,∴AF=BF2.∴|AF|+|BF|=丨BF丨+丨BF2丨=2a=4,故选:C.5若点F1,F2为椭圆的焦点,P为椭圆上的点,满足∠F1PF2=90°,则△F1PF2的面积为()A.1 B.2 C.D.4【答案】:A6.(2018?齐齐哈尔二模)已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,短轴长大于2,则该椭圆的长轴长的取值范围是()A.(2,+∞)B.(4,+∞)C.(2,4)D.(4,8)【答案】:B【解析】根据题意,椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,即e==,则c=a,又由椭圆短轴长大于2,即2b>2,则b>1,则有a2﹣c2=b2>1,即>1,解可得a>2,则该椭圆的长轴长2a>4,即该椭圆的长轴长的范围为(4,+∞);故选:B.7.(2018?大连二模)设椭圆的左焦点为F,直线l:y=kx(k≠0)与椭圆C交于A,B两点,则△AFB周长的取值范围是()A.(2,4)B.C.(6,8)D.(8,12)【答案】:C。
专题11直线和圆的方程测试题 【高频考点】本知识涉及直线的倾斜角与斜率,两直线的位置关系,圆的方程,直线与圆的位置关系,弦长计算以及对称问题,直线过定点问题。 【考情分析】本阶段是高考考查重点内容之一,涉及题型主要选择题与填空题,考察两直线的垂直平行关系,以及直线与圆的位置关系以及圆与圆锥曲线的综合交汇,注意利用平面几何的性质求解。 【重点推荐】第22题,涉及证明定值问题以及最值问题,考察综合能力,第8题数学文化题,第20题考察三角函数恒等变换与直线的交汇,命题角度新颖,考察综合解决问题的能力。 一选择题 1. 直线x+y﹣1=0的倾斜角等于( ) A.45° B.60° C.120° D.135° 【答案】:D 【解析】直线x+y﹣1=0的斜率为﹣1,设其倾斜角为θ(0°≤θ<135°), ∴tanθ=﹣1,则θ=135°.故选:D. 2. (2018•资阳模拟)已知直线l1:ax+(a+2)y+2=0与l2:x+ay+1=0平行,则实数a的值为( ) A.﹣1或2 B.0或2 C.2 D.﹣1 【答案】:D 【解析】由a•a﹣(a+2)=0,即a2﹣a﹣2=0,解得a=2或﹣1.经过验证可得:a=2时两条直线重合,舍去.∴a=﹣1.故选:D. 3. (2018•北京模拟)直线l:3x+4y+5=0被圆M:(x﹣2)2+(y﹣1)2=16截得的弦长为( ) A. B.5 C. D.10 【答案】:C
【解析】∵圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=16,∴圆心(2,1),半径r=4,圆心到直线的距离d==3,∴直线3x+4y+5=0被圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=16截得的弦长l=2.故选:C. 4.已知点(﹣1,2)和(,0)在直线l:ax﹣y+1=0(a≠0)的同侧,则直线l倾斜角的取值范围是( ) A.(,) B.(0,)∪(,π) C.(,) D.(,) 【答案】D 【解析】:点(﹣1,2),(,0)在直线ax﹣y+1=0的同侧,
(﹣a﹣2+1)(a+1)>0,解不等式可得,﹣<a<﹣1∴,故选:D. 5(2018•武汉模拟)已知圆C1:,x2+y2=r2,圆C2:(x﹣a)2+(y﹣b)2=r2(r>0)交于不同的A(x1,y1),B(x2,y2)两点,给出下列结论:①a(x1﹣x2)+b(y1﹣y2)=0;②2ax1+2by1=a2+b2;③x1+x2=a, y1+y2=b.其中正确结论的个数是( ) A.0 B.1 C.2 D.3 【答案】:D
6. (2018•丹东二模)圆心为(2,0)的圆C与圆x2+y2+4x﹣6y+4=0相外切,则C的方程为( ) A.x2+y2+4x+2=0 B.x2+y2﹣4x+2=0 C.x2+y2+4x=0 D.x2+y2﹣4x=0 【答案】:D 【解析】圆x2+y2+4x﹣6y+4=0的圆心为M(﹣2,3),半径为r=3,
CM==5,∴圆C的半径为5﹣3=2,∴圆C的标准方程为:(x﹣2)2+y2=4,即x2+y2﹣4x=0.故选:D. 7. (2018•房山区一模)圆x2+y2=4被直线y=﹣截得的劣弧所对的圆心角的大小为120°,则b的值( ) A.±2 B. C.2 D. 【答案】A 【解析】:根据题意,圆x2+y2=4的圆心为(0,0),半径r=2,若圆x2+y2=4被直线y=﹣截得
的劣弧所对的圆心角的大小为120°,则圆心到直线的距离d==1,即=1,解可得b=±2,故选:A. 8. 已知点P在直线x+3y﹣2=0上,点Q在直线x+3y+6=0上,线段PQ的中点为M(x0,y0),且y0<
x0+2,则的取值范围是( )
A.[﹣,0) B.(﹣,0) C.(﹣,+∞) D.(﹣∞,﹣)∪(0,+∞) 【答案】:D 【解析】∵点P在直线x+3y﹣2=0上,点Q在直线x+3y+6=0上,线段PQ的中点为M(x0,y0),∴
,化为x0+3y0+2=0.又y0<x0+2,设=kOM,当点位于线段AB(不包括端点)时,则kOM>0,当点位于射线BM(不包括端点B)时,kOM<﹣.∴的取值范围是(﹣∞,﹣)∪(0,+∞).故选:D. 9. 一条光线从点(﹣2,3)射出,经x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 【答案】:D 【解析】由题意可知:点(﹣2,﹣3)在反射光线上.设反射光线所在的直线方程为:y+3=k(x+2),
即kx﹣y+2k﹣3=0.由相切的性质可得:=1,化为:12k2﹣25k+12=0, 解得k=或.故选:D. 10. (2018•宜宾模拟)过点P(2,3)并且在两坐标轴上截距相等的直线方程为( ) A.2x﹣3y=0 B.3x﹣2y=0或x+y﹣5=0 C.x+y﹣5=0 D.2x﹣3y=0或x+y﹣5=0 【答案】:B 【解析】①当所求的直线与两坐标轴的截距不为0时,设该直线的方程为x+y=a, 把(2,3)代入所设的方程得:a=5,则所求直线的方程为x+y=5即x+y﹣5=0; ②当所求的直线与两坐标轴的截距为0时,设该直线的方程为y=kx,
把(2,3)代入所求的方程得:k=,则所求直线的方程为y=x即3x﹣2y=0. 综上,所求直线的方程为:3x﹣2y=0或x+y﹣5=0.故选:B. 11. (2018•红河州二模)已知方程kx+3﹣2k=有两个不同的解,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D. 【答案】:C 12. (2018•涪城区校级模拟)若圆x2+y2﹣4x﹣4y﹣10=0上至少有三个不同点到直线l:ax+by=0的距离为2,则直线l的斜率的取值范围是( )
A.[2﹣,1] B.[2﹣,2+] C.[,] D.[0,+∞) 【答案】:B 【解析】圆x2+y2﹣4x﹣4y﹣10=0可化为(x﹣2)2+(y﹣2)2=18,则圆心为(2,2),半径为3;则由圆x2+y2﹣4x﹣4y﹣10=0上至少有三个不同点到直线l:ax+by=0的距离为2可得,圆心到直
线l:ax+by=0的距离d≤3﹣2=;即≤,则a2+b2+4ab≤0,
若a=0,则b=0,故不成立,故a≠0,则上式可化为1+()2+4≤0, 由直线l的斜率k=﹣,则上式可化为1+k2﹣4k≤0,则∈[2﹣,2+],故选:B. 二.填空题 13. 已知两点A(0,1),B(4,3),则线段AB的垂直平分线方程是 . 【答案】:2x+y﹣6=0
【解析】两点A(0,1),B(4,3),中点坐标为:(2,2),直线AB的斜率为:=,AB垂线的斜率为:﹣2,线段AB的垂直平分线方程是:y﹣2=﹣2(x﹣2),即:2x+y﹣6=0, 故答案为2x+y﹣6=0. 14. (2018•顺义区二模)圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=1的圆心到直线y=2x+2的距离为 . 【答案】: 【解析】圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=1的圆心为C(2,1),直线y=2x+2化为一般形式是2x﹣y+2=0,则
圆心到直线的距离为d==.故答案为:. 15. (2018•铜山区三模)已知圆O:x2+y2=r2(r>0)及圆上的点A(﹣r,0),过点A的直线l交y轴于点B(0,1),交圆于另一点C,若AB=2BC,则直线l的斜率为 . 【答案】:或. 【解析】由题意直线l的方程为=,即x﹣ry+r=0,联立直线与圆的方程:,得C(,),∵AB=2BC,∴=2, 解得r=或r=,∴直线l的斜率k==或k==.故答案为:或. 16设m∈R,过定点A的动直线x+my=0和过定点B的直线mx﹣y﹣m+3=0交于点P(x,y),则|PA|+|PB|的最大值是 . 【答案】:2. 【解析】由题意可得动直线x+my=0过定点A(0,0),直线mx﹣y﹣m+3=0可化为(x﹣1)m+3﹣y=0,
令可解得,即B(1,3),又1×m+m×(﹣1)=0,故两直线垂直, ∴|PA|2+|PB|2=|AB|2=10,由基本不等式可得10=|PA|2+|PB|2 =(|PA|+|PB|)2﹣2|PA||PB|
≥(|PA|+|PB|)2﹣2()2
=(|PA|+|PB|)2, ∴(|PA|+|PB|)2≤20, 解得|PA|+|PB|≤2,当且仅当|PA|=|PB|=时取等号.故答案为:2. 三.解答题 17. (本题10分)直线l的倾斜角为450,在x轴上的截距为-2,直线l和x轴,y轴分别交于点A,B,在线段AB为边在第二象限内作等边△ABC,如果在第二象限内有一点P(m, 1)使得△ABP和△ABC的面积相等,求m的值. (1)求圆的圆心C的坐标和半径长;
(2)直线l经过坐标原点且不与y轴重合,l与圆C相交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,求证:
为定值; (3)斜率为1的直线m与圆C相交于D、E两点,求直线m的方程,使△CDE的面积最大. 【解析】:(1)圆C:x2+y2+2x﹣3=0,配方得(x+1)2+y2=4, 则圆心C的坐标为(﹣1,0),圆的半径长为2;…………3分 (2)设直线l的方程为y=kx, 联立方程组, 消去y得(1+k2)x2+2x﹣3=0,…………5分
则有:; 所以为定值;…………7分 (3)解法一:设直线m的方程为y=kx+b,则圆心C到直线m的距离,
所以, ≤,…………9分 当且仅当,即时,△CDE的面积最大,
从而,解之得b=3或b=﹣1, 故所求直线方程为x﹣y+3=0或x﹣y﹣1=0. 解法二:由(1)知|CD|=|CE|=R=2,
所以≤2, 当且仅当CD⊥CE时,△CDE的面积最大,此时;
设直线m的方程为y=x+b,则圆心C到直线m的距离,
由,得, 由,得b=3或b=﹣1, 故所求直线方程为x﹣y+3=0或x﹣y﹣1=0.…………12分