高一数学必修《圆与方程》同步练习

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高一数学必修《圆与方程》同步练习一、选择题.1. 若圆的一条直径的两个端点分别是(2,0)和(2,- 2),则此圆的方程是( ) A. x 2 + y 2 - 4x + 2y + 4=0 B. x 2 + y 2 - 4x - 2y - 4 = 0 C. x 2 + y 2 - 4x + 2y - 4=0D. x 2 + y 2 + 4x + 2y + 4 = 02. 若点P (m 2,5)与圆x 2 + y 2 = 24的位置关系是( )A. 在圆外B. 在圆内C. 在圆上D. 不确定3. 已知点A (1,- 2,11),B (4,2,3),C (6,- 1,4),则 △ABC 的形状是( ) A. 等腰三角形 B. 等边三角形 C. 直角三角形 D. 等腰直角三角形4. 点B 是点A (1,2,3)在坐标平面yOz 内的射影,则|OB |等于( ) A.14 B. 13 C. 23 D.115. 当a 取不同的实数时,由方程x 2 + y 2 + 2ax + 2ay - 1 = 0可以得到不同的圆,则下列结论正确的是( )A. 这些圆的圆心都在直线y = x 上B. 这些圆的圆心都在直线y = -x 上C. 这些圆的圆心都在直线y = x ,或在直线y = - x 上D. 这些圆的圆心不在直线上6. 直线l :2(x + y )+ 1 + a = 0与圆C : x 2 + y 2=a (a >0)的位置关系是( ) A. 恒相切 B. 恒相交 C. 恒相离 D. 相切或相离7. 如果直线y = -33x + m 与圆x 2 + y 2 = 1在第一象限内有两个不同的交点,那么实数m 的范围是( )A. (-3,2)B.(-3,3)C.⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛1 33,D.⎪⎪⎭⎫⎝⎛3321, 8. 圆x 2 + 2x + y 2 + 4y - 3 = 0上到直线x + y + 1 = 0的距离为2的点共有( ) A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个9. 过原点的直线与圆x 2 + y 2 + 4x + 3 = 0相切,若切点在第三象限,则这条直线的方程是( ) A. y =33x B. y = -3x C. y =3x D. y = -33x10. 如果圆心坐标为(2,- 1)的圆在直线x - y - 1 = 0上截得弦长为22,那么这个圆的方程为( )A.(x – 2)2 +(y + 1)2 = 4B.(x - 2)2 +(y + 1)2 = 2C.(x - 2)2 +(y + 1)2 = 8D.(x - 2)2 +(y + 1)2 = 16二、填空题.1. 在空间直角坐标系中,如果点P 的坐标是(x ,y ,z ),那么与点 P ①关于原点对称的点P 1是 ______________; ②关于x 轴对称的点P 2是 ______________; ③关于y 轴对称的点P 3是 ______________; ④关于z 轴对称的点P 4是 ______________;⑤关于xOy 坐标平面对称的点P 5是 ______________; ⑥关于yOz 坐标平面对称的点P 6是 ______________; ⑦关于zOx 坐标平面对称的点P 7是 ______________;2. 圆心在直线5x - 3y = 8上,又与两坐标轴相切的圆的方程是 _____________.3. 经过两点A (-1,4),B (3,2),且圆心在 y 轴上的圆的方程是 __________________.4. 过圆x 2 + y 2 - 6x + 4y - 3 = 0的圆心,且平行于x + 2y + 11 = 0的直线方程是 _______ ____.5. 若点P 在圆C 1:x 2 + y 2 - 8x - 4y + 11 = 0上,点Q 在圆C 2:x 2 + y 2 + 4x + 2y + 1 = 0上,则|PQ |的最小值是__________________.6. 在z 轴上求一点M ,使点M 到点A (1,0,2)与点B (1,-3,1)的距离相等,则点M 的坐标是 ________________.三、解答题.1. 已知三条直线l 1 : x - 2y = 0,l 2 : y + 1 = 0,l 3:2x + y - 1 = 0两两相交,先画出图形,再求过这三个交点的圆的方程.2. 已知点A (0,2)和圆C :(x - 6)2 +(y – 4)2 =536,一条光线从A 点发出射到x 轴上后沿圆的切线方向反射,求这条光线从A 点到切点所经过的路程.3. 已知圆x 2 + y 2 = r 2,点P (x 0,y 0)是圆外一点,自点P 向圆作两条切线,A ,B 是切点,求弦AB 所在直线的方程.4. 自圆C :x 2 + y 2 - 4x - 6y + 12 = 0外一点P (a ,b )向圆作切线PT , 点 T 为切点,且 |PT |=|PO |(点O 为原点),求|PT |的最小值以及此刻点P 的坐标.5. 圆 A 的方程为 x 2 + y 2 - 2x - 7 = 0,圆 B 的方程为 x 2 + y 2 + 2x + 2y – 2 = 0,判断圆A 和圆B 是否相交,若相交,求过交点的直线的方程;若不相交,说明理由.参考答案一、选择题. 1. A【解析】半径为 220)(--= 1, 圆心为(2,-1). ∴ (x - 2)2 +(y + 1)2 = 1. ∴ x 2–4x + y 2 + 2y + 4 = 0. 2. A【解析】由于 m 4 + 25>24, ∴ 点P 在圆外. 3. C【解析】可求得 |AB| =222843)(-++=89;|BC| =222132+-+)(=14;|AC| =222)7(15-++=75.∴ |AB|2 = |BC|2 + |AC|2. ∴ △ABC 为直角三角形. 4. B【解析】射影坐标为(2,3), ∴ |OB |=13. 5. A【解析】x 2 + y 2 + 2ax + 2ay - 1 = 0, ∴ (x + a )2 +(y + a )2 = 1 + 2a 2. 圆心为(-a ,-a ). ∴圆心在直线 y = x 上. 6. D【解析】圆心 O 到直线 l 的距离d = 21+a . 即比较21+a 与 a 的大小,即 4122++a a 与 a 比大小,即 4)1(2-a 与 0 比大小,∴21+a ≥a . ∴ 直线与圆相切或相离. 7. D【解析】如图所示, 交点若在第一象限, 则m >1.8. C (第 7 题) 【解析】(x + 1)2 +(y + 2)2 = 8, 圆心为(-1,-2).∴ 圆心到x + y + 1=0的距离为2|121|+-- = 2.∴ 有三个点,如图,即 A ,B ,C 三个点. 9. A【解析】(x + 2)2 + y 2 = 1, (第 8 题)∵ 圆心(-2,0)到 y =33x 的距离为 1, ∴ y =33x 符合题意.x10. A【解析】圆心到直线的距离为 2112-+=2,∴ R =22)2()2(+= 2,∴ 圆的方程为(x - 2)2 + (y + 1)2 = 4.二、填空题.1. ①(-x ,-y ,-z ); ②(x ,-y ,-z ); ③(-x ,y ,-z ); ④(-x ,-y ,z ); ⑤(x ,y ,-z ); ⑥(-x ,y ,z ); ⑦(x ,-y ,z ).2.(x -4)2+(y - 4)2 = 16,或(x - 1)2+(y + 1)2 = 1. 【解析】∵ 圆与两坐标轴相切, ∴ 圆心在 y = x ,或 y = -x 上. 又圆心在5x - 3y = 8上, ∴ 圆心为(4,4),或(1,-1).∴ 圆的方程为 (x - 4)2 +(y - 4)2 = 16,或 (x - 1)2 +(y + 1)2 = 1. 3. x 2 +(y - 1)2 = 10.【解析】设圆的方程为x 2 +(y + b )2 = R 2, 将 A (-1,4),B (3,2)代入, 解得 b = -1,R =10. ∴ x 2 +(y - 1)2 = 10. 4. x + 2y + 1 = 0.【解析】∵ (x - 3)2 +(y - 2)2 = 16, ∴ 圆心为(3,-2). 又所求直线斜率为 -21, ∴ 直线方程为 x + 2y + 1 = 0. 5. 35- 5.【解析】把圆C 1,C 2的方程都化成标准形式,得 (x - 4)2 +(y - 2)2 = 9,(x + 2)2 +(y + 1)2 = 4.圆C 1的圆心坐标是(4,2),半径长是3;圆C 2的圆心坐标是(-2,-1),半径长是2. 连心线长等于.53122422=+++)()( 所以,|PQ |的最小值是35- 5. 6. (0,0,-3).【解析】设点 M 的坐标为(0,0,a ), ∴ 222 201)-(a ++=222131)()(a -+-+, ∴ a = -3, ∴ M (0,0,-3). 三、解答题.1. 【解】l 2平行于x 轴,l 1与l 2互相垂直,三交点A ,B ,C 构成直角三角形,经过A ,B ,C 三点的圆就是以AB 为直径的圆.解方程组⎩⎨⎧=+=-,,0102y y x 得 ⎪⎩⎪⎨⎧-=-=.12y x ,所以点A 的坐标是(-2,-1). 解方程组⎩⎨⎧=+=-+,,01012y y x 得⎪⎩⎪⎨⎧-==.11y x ,所以点B 的坐标是(1,-1).所以线段AB 的中点坐标是⎪⎭⎫⎝⎛--121,,又|AB |=()()221112+-+--= 3,所求圆的标准方程是221⎪⎭⎫ ⎝⎛+x +(y + 1)2 = 49.2. 【解】设反射光线与圆相切于点D . 点A 关于x 轴的对称点的坐标为A 1(0,-2),则光从点A 到切点所走的路程为|A 1D |.在Rt △A1CD 中,|A 1D |2 = |A 1C |2 - |CD |2 =(-6)2 +(-2-4)2 -536= 36×59.∴ |A1D|=5518. 即光线从点A 到切点所经过的路程是5518. 3. 【解法一】设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 过点A 的圆的切线方程为x 1x + y 1y = r 2, 过点B 的圆的切线方程为x 2x + y 2y = r 2. 由于点P 在这两条切线上,得 x 1x 0 + y 1y 0 = r 2, ① x 2x 0 + y 2y 0 = r 2. ②由①②看出,A ,B 两点都在直线x 0x + y 0y = r 2上,而过两点仅有一条直线, ∴ 方程x 0x + y 0y = r 2就是所求的切点弦AB 所在直线的方程. 【解法二】已知圆x 2 + y 2 = r 2, ①A ,B 两点都在以OP 为直径的圆上,它的方程是42 2 20202020y x y y x x +=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-. ②①-②得x 0x + y 0y = r 2.这就是两圆相交弦所在直线的方程,也是切点弦AB 所在的直线的方程. 4. 【解】圆C :(x - 2)2+(y - 3)2 = 1, 圆心为(2,3),由|PT |=|PO |, ∴1)3()2(22--+-b a = 22b a +,∴ a 2 - 4a + 4 + b 2 - 6b + 9 - 1 = a 2 + b 2, ∴ 4a + 6b = 12, 即 2a + 3b = 6.∴ |PT | =22b a +=2232 6 ⎪⎭⎫⎝⎛+a a -=4924 9132+-a a , ∴ a =1312,b = 1318时,|PT |最小,|PT | =13613,此时P ⎪⎭⎫⎝⎛1381 1312,. 5. 【解析】圆 A 的方程可写为(x - 1)2+(y - 1)2 = 9 圆 B 的方程可写为(x + 1)2 +(y + 1)2 = 4∴ 两圆心之间的距离满足 3 - 2<|AB |=221111)()(+++=22<3 + 2. 即两圆心之间的距离小于两圆半径之和大于两圆半径之差. ∴ 两圆相交.圆 A 的方程与圆 B 的方程左、右两边分别相减得 -4x - 4y - 5 = 0. ∴ 4x + 4y + 5 = 0 为过两圆交点的直线方程.。