2020年人教A版必修2课后练习(20)一、解答题(本大题共15小题,共180.0分)1.写出下列圆的标准方程:(1)圆心在C(−3,4),半径长是√5;(2)圆心在C(−8,3),且经过点M(−5,−1).2.已知圆的方程是(x−3)2+(y+2)2=16,利用计算器,判断下列各点在圆上、在圆外、还是在圆内?(1)M1(4.30,−5.72);(2)M2(5.70,1.08);(3)M3(3,−6).3.已知两点P1(4,9),P2(6,3),求以线段P1P2为直径的圆的方程,并判断点M(6,9),N(3,3),Q(5,3)在圆上,在圆内,还是在圆外(可利用计算器)?4.已知三角形AOB的顶点的坐标分别是A(4,0),B(0,3),O(0,0),求三角形AOB外接圆的方程.5.求下列各方程表示的圆的圆心坐标和半径长:(1)x2+y2−6x=0;(2)x2+y2+2by=0;(3)x2+y2−2ax−2√3ay+3a2=0.6.判断下列方程分别表示什么图形:(1)x2+y2=0;(2)x2+y2−2x+4y−6=0;(3)x2+y2+2ax−b2=0.7.如图,四边形ABCD中,AB//CD,AD=BC,且AB=6,CD=4,AB与CD间的距离为3,求四边形ABCD的外接圆的方程,并求这个圆的圆心坐标和半径长.8.求下列各圆的圆心坐标和半径长,并画出它们的图形:(1)x2+y2−2x−5=0;(2)x2+y2+2x−4y−4=0;(3)x2+y2+2ax=0;(4)x2+y2−2by−2b2=0.9.求下列各圆的方程,并画出图形:(1)圆心为点C(8,−3),且过点A(5,1);(2)过A(−1,5),B(5,5),C(6,−2)三点.10.已知圆C的圆心在直线l:x−2y−1=0上,并且经过原点和A(2,1),求圆C的标准方程.11.已知圆C的圆心在x轴上,并且过点A(−1,1)和B(1,3),求圆C的方程.12.已知圆的一条直径的端点分别是A(x1,y1),B(x2,y2).求证此圆的方程是(x−x1)(x−x2)+(y−y1)(y−y2)=0.13.平面直角坐标系中有点A(0,1),B(2,1),C(3,4),D(−1,2),这四点能否在同一个圆上?为什么?14.等腰三角形的顶点A的坐标是(4,2),底边一个端点B的坐标是(3,5),求另一个端点C的轨迹方程.并说明它是什么图形.15.长为2a的线段AB的两个端点A和B分别在x轴和y轴上滑动,求线段AB的中点的轨迹方程.-------- 答案与解析 --------1.答案:解:(1)∵圆心在C(−3,4),半径长是√5,故圆的标准方程为(x+3)2+(y−4)2=5.(2)∵圆心在C(−8,3),且经过点M(−5,−1),故半径为MC=√(−5+8)2+(−1−3)2=5,故圆的标准方程为(x+8)2+(y−3)2=25.解析:(1)根据圆心和半径,直接写出圆的标准方程.(2)先求出圆的半径,可得圆的标准方程.本题主要考查圆的标准方程的求法,关键是求出圆心和半径,属于基础题.2.答案:解:圆的方程是(x−3)2+(y+2)2=16,圆心O(3,−2),半径r=4.(1)|OM1|2=(4.30−3)2+(−5.72+2)2=0.09+13.8384=13.9284<16,∴点M1在圆内.(2)|OM2|2=2.72+3.082=16.7764>16,可得点M2在圆外.(3)|OM3|2=(3−3)2+(−6+2)2=16,可得点M3在圆内.解析:分别利用两点之间的距离公式求出|OM i|2,与r2比较即可得出结论.本题考查了圆的标准方程、两点之间的距离公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.3.答案:解:两点P1(4,9),P2(6,3),线段P1P2的中点为圆心O(5,6),半径r=√(5−4)2+(6−9)2=√10.∴以线段P1P2为直径的圆的方程为:(x−5)2+(y−6)2=10.∵|OM|2=(6−5)2+(9−6)2=10,∴点M在圆上.∵|ON|2=(3−5)2+(3−6)2=13>10,∴点M在圆外.∵|OQ|2=(5−5)2+(6−3)2=9<10,∴点M在圆内.解析:两点P1(4,9),P2(6,3),线段P1P2的中点为圆心O(5,6),半径r=√(5−4)2+(6−9)2=√10.即可得出以线段P1P2为直径的圆的方程.分别计算|OM|2,|ON|2,|OQ|2,与r2比较即可得出结论.本题考查了圆的标准方程、点与圆的位置关系、两点之间的距离公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.4.答案:解:设三角形AOB的外接圆的方程为:x2+y2+Dx+Ey+F=0,把A(4,0),B(0,3),O(0,0)三点代入,得:{16+4D+F=0 9+3E+F=0F=0,解得D=−4,E=−3,F=0,∴三角形AOB外接圆的方程为x2+y2−4x−3y=0.解析:设三角形AOB的外接圆的方程为:x2+y2+Dx+Ey+F=0,把A(4,0),B(0,3),O(0,0)三点代入能求出圆的方程.本题考查圆的方程的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意待定系数法的合理运用.5.答案:解:(1)方程x2+y2−6x=0可化为(x−3)2+y2=9,圆心为(3,0),半径为3;(2)方程x2+y2+2by=0可化为x2+(y+b)2=b2,圆心为(0,−b),半径为|b|;(3)方程x2+y2−2ax−2√3ay+3a2=0可化为(x−a)2+(y−√3a)2=a2,圆心为(a,√3a),半径为|a|.解析:把圆的方程化为标准方程,再求圆心和半径.本题考查了圆的一般方程的圆心和半径的求法问题,是基础题.6.答案:解:(1)x 2+y 2=0,则x =y =0,表示点(0,0);(2)x 2+y 2−2x +4y −6=0,即(x −1)2+(y +2)2=11,表示以(1,−2)为圆心,√11为半径的圆;(3)x 2+y 2+2ax −b 2=0,即(x +a)2+y 2=a 2+b 2,a =b =0时,表示点(0,0);a 2+b 2≠0时,表示圆.解析:利用所给方程,结合圆的方程,即可得出结论.本题考查圆的方程,考查配方法,正确理解圆的方程是关键.7.答案:解:建立如图所示的坐标系,由题意可得C(2,3)、D(3,0),圆心E 在y 轴上,设E(0,b),3>b >0. 故有CE =BE ,∴22+(b −3)2=32+b 2,求得b =23,∴半径BE =√32+(23)2=√853,圆心为(0,23 ).解析:建立如图所示的坐标系,由题意可得C 、D 的坐标,设圆心E(0,b),3>b >0,再根据CE =BE ,求得b 的值,可得圆心坐标和半径长BE .本题主要考查等腰梯形、圆心和半径的性质,属于基础题.8.答案:解:(1)x 2+y 2−2x −5=0,即(x −1)2+y 2=6,故圆心为(1,0),半径为√6.(2)x 2+y 2+2x −4y −4=0,即即(x +1)2+(y −2)2=9,故圆心为(−1,2),半径为3.(3)x 2+y 2+2ax =0;即(x +a)2+y 2=a 2,故当a ≠0时,圆心为(−a,0),半径为|a|.(4)x 2+y 2−2by −2b 2=0.即(x −b)2+y 2=3b 2,故圆心为(b,0),半径为√3|b|.解析:把圆的一般方程化为标准方程,可得圆心和半径.本题主要考查圆的一般方程和标准方程,属于基础题.9.答案:解:(1)圆心为点C(8,−3),且过点A(5,1),故半径为AC =√(8−5)2+(−3−1)2=5, 故圆的标准方程为(x −8)2+(y +3)2=25.(2)设过A(−1,5),B(5,5),C(6,−2)三点的圆的方程为x 2+y 2+dx +ey +f =0,则由{1+25−d +5e +f =025+25+5d +5e +f =036+4+6d −2e +f =0,求得{d =−4e =−2f =−20,则圆的方程为x 2+y 2−4x −2y −20=0.解析:(1)先求出半径,可得圆的标准方程.(2)用待定系数法求圆的一般方程.本题主要考查求圆的方程的方法,属于中档题.10.答案:解:设圆的标准方程为(x −a)2+(y −b)2=r 2,圆心(a,b),半径r .∵圆C 的圆心在直线l :x −2y −1=0上,并且经过原点和A(2,1),∴{a −2b −1=0a 2+b 2=r 2(2−a)2+(1−b)2=r 2解得{a =65b =110r 2=2920. 故圆C 的标准方程为(x −65)2+(y −110)2=2920.解析:设圆的标准方程为(x −a)2+(y −b)2=r 2,圆心(a,b),半径r.利用圆C 的圆心在直线l :x −2y −1=0上,并且经过原点和A(2,1),可得{a −2b −1=0a 2+b 2=r 2(2−a)2+(1−b)2=r2解得即可. 本题考查了圆的标准方程,属于基础题.11.答案:解:设圆心坐标为C(a,0),∵点A(−1,1)和B(1,3)在圆C 上∴|CA|=|CB|,即√(a +1)2+(0−1)2=√(a −1)2+(0−3)2解之得a =2,可得圆心为C(2,0)半径|CA|=√(2+1)2+(0−1)2=√10∴圆C 的方程为(x −2)2+y 2=10.解析:设圆心坐标为C(a,0),根据A 、B 两点在圆上利用两点的距离公式建立关于a 的方程,解出a 值.从而算出圆C 的圆心和半径,可得圆C 的方程.本题给出圆C 满足的条件,求圆的方程.着重考查了两点间的距离公式和圆的标准方程等知识,属于基础题.12.答案:证明:∵圆的一条直径的端点分别是A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),∴圆心为C(x 1+x 22,y 1+y 22),半径为AB 2=12√(x 1−x 2)2+(y 1−y 2)2,∴此圆的方程是(x −x 1+x 22)2+(y −y 1+y 22)2=(x 1−x 2)2+(y 1−y 2)24, 即x 2−(x 1+x 2)x +(x 1+x 2)24+y 2−(y 1+y 2)y +(y 1+y 2)24=(x 1−x 2)2+(y 1−y 2)24, 即x 2−(x 1+x 2)x +x 1⋅x 2+y 2−(y 1+y 2)y +y 1⋅y 2=0,即(x −x 1)(x −x 2)+(y −y 1)(y −y 2)=0.解析:由题意求得圆心和半径,可得圆的标准方程,化简即可.本题主要考查圆的标准方程的特征,属于基础题.13.答案:解:设过的圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0…(2分)将点A 、B 、D 的坐标分别代入圆的方程,得{1+E +F =04+1+2D +E +F =01+4−D +2E +F =0,解得:D =−2,E =−6,F =5,得圆的方程为x 2+y 2−2x −6y +5=0…(8分)将点C 的坐标代入上述所得圆的方程,方程成立点C 在该圆上,…(10分)四个点在同一个圆上.…(12分)解析:设过的圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,将点A 、B 、D 的坐标分别代入圆的方程,得圆的方程为x 2+y 2−2x −4y +3=0,将点C 的坐标代入上述所得圆的方程,方程成立,四个点不在同一个圆上.本题考查圆的方程的求法,解题时要认真审题,注意待定系数法的合理运用.14.答案:解:∵A(4,2),B (3,5)∴|AB|=√10…(2分)∵等腰三角形的顶点是A ,底边一个端点是B 、C∴|CA|=√10,即C 在以A 为圆心,以√10为半径的圆上,…(4分)∴方程为(x −4)2+(y −2)2=10…(6分)又A ,B ,C 不能共线,故轨迹方程为(x −4)2+(y −2)2=10(x ≠3,5),…(8分)轨迹是以A(4,2)为圆心,以√10为半径的圆除去(3,5)和(5,−1)两点.…(10分)解析:求出|AB|,等腰三角形的顶点是A ,底边一个端点是B 、C ,可得|CA|=√10,即C 在以A 为圆心,以√10为半径的圆上,从而可得结论.本题考查轨迹方程,考查学生分析解决问题的能力,应注意A ,B ,C 不能共线.属于中档题. 15.答案:解:设线段AB 的中点P(x,y),若A 、B 不与原点重合时,则△AOB 是直角三角形,且∠O 为直角,则OP =12AB ,而AB =2a ,∴OP =a ,即P 的轨迹是以原点为圆心,以a 为半径的圆,方程为x 2+y 2=a 2(a >0);若A 、B 有一个是原点,同样满足x 2+y 2=a 2(a >0).故线段AB的中点的轨迹方程为:x2+y2=a2(a>0).解析:设AB的中点坐标为(x,y),当A、B均不与原点重合时,由直角三角形虚部的中线等于斜边的一半可得AB中点轨迹,验证A、B有一点与原点重合时成立得答案.本题考查轨迹方程的求法,考查分类讨论的数学思想方法,是基础题.。