2020版新设计一轮复习数学(文)江苏专版课时跟踪检测(四十二) 圆与方程 含解析

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课时跟踪检测(四十二) 圆与方程 一抓基础,多练小题做到眼疾手快 1.若圆的半径为3,圆心与点(2,0)关于点(1,0)对称,则圆的标准方程为________. 答案:x2+y2=9 2.在平面直角坐标系xOy中,设点P为圆O:x2+y2+2x=0上任意一点,点Q(2a,a+3)(a∈R),则线段PQ长度的最小值为________. 解析:圆O:x2+y2+2x=0,即 (x+1)2+y2 =1,表示以(-1,0)为圆心、半径为1的圆,则点Q(2a,a+3)到圆心(-1,0)的距离d=2a+12+a+32=5a2+10a+10=5a+12+5,所以当a=-1时,d取得最小值为5,故线段PQ长度的最小值为5-1. 答案:5-1 3.若圆x2+y2+2ax-b2=0的半径为2,则点(a,b)到原点的距离为________.

解析:由半径r=12D2+E2-4F=124a2+4b2=2得,a2+b2=2. 所以点(a,b)到原点的距离d=a2+b2=2. 答案:2 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________. 解析:根据题意得点(1,0)关于直线y=x对称的点(0,1)为圆心,又半径r=1,所以圆C的标准方程为x2+(y-1)2=1. 答案:x2+(y-1)2=1 5.(2019·兴化月考)经过点(2,0)且圆心是直线x=2与直线x+y=4的交点的圆的标准方程为________.

解析:由 x=2,x+y=4得 x=2,y=2,即两直线的交点坐标为(2,2),则圆心坐标为(2,2).又点(2,0)在圆上,所以半径r=2,则圆的标准方程为(x-2)2+(y-2)2=4. 答案:(x-2)2+(y-2)2=4 6.设P是圆(x-3)2+(y+1)2=4上的动点,Q是直线 x=-3上的动点,则PQ的最小值为________. 解析:如图所示,圆心M(3,-1)与定直线x=-3的最短距离为MQ=3-(-3)=6,又圆的半径为2,故所求最短距离为6-2=4. 答案:4 二保高考,全练题型做到高考达标 1.(2019·无锡调研)设两条直线x+y-2=0,3x-y-2=0的交点为M,若点M在圆(x-m)2+y2=5内,则实数m的取值范围为________.

解析:联立 x+y-2=0,3x-y-2=0,解得 x=1,y=1,则M(1,1), 由交点M在圆(x-m)2+y2=5的内部,可得(1-m)2+1<5,解得-1<m<3. 故实数m的取值范围为(-1,3). 答案:(-1,3)

2.已知点P(x,y)在圆x2+(y-1)2=1上运动,则y-1x-2的最大值与最小值分别为________.

解析:设y-1x-2=k,则k表示点P(x,y)与点(2,1)连线的斜率.过两点连线的直线方程为kx-y+1-2k=0,当该直线与圆相切时,k取得最大值与最小值, 由|2k|k2+1=1,解得k=±33.

答案:33,-33 3.已知圆C与直线y=x及x-y-4=0都相切,圆心在直线y=-x上,则圆C的方程为________________. 解析:由题意知x-y=0 和x-y-4=0之间的距离为|4|2=22,所以r=2.又因为x+y=0与x-y=0,x-y-4=0均垂直,所以由x+y=0和x-y=0联立得交点坐标为(0,0),由x+y=0和x-y-4=0联立得交点坐标为(2,-2),所以圆心坐标为(1,-1),圆C的标准方程为(x-1)2+(y+1)2=2. 答案:(x-1)2+(y+1)2=2 4.(2018·苏州期末)在平面直角坐标系xOy中,已知过点A(2,-1)的圆C和直线x+y=1相切,且圆心在直线y=-2x上,则圆C的标准方程为________________. 解析:根据题意,设圆C的圆心为(m,-2m),半径为r,

则 m-22+-2m+12=r2,|m-2m-1|2=r,解得m=1,r=2, 所以圆C的方程为(x-1)2+(y+2)2=2. 答案:(x-1)2+(y+2)2=2

5.已知直线l:x+my+4=0,若曲线x2+y2+2x-6y+1=0上存在两点P,Q关于直线l对称,则m=________. 解析:因为曲线x2+y2+2x-6y+1=0是圆(x+1)2+(y-3)2=9,若圆(x+1)2+(y-3)2=9上存在两点P,Q关于直线l对称,则直线l:x+my+4=0过圆心(-1,3),所以-1+3m+4=0,解得m=-1. 答案:-1 6.在平面直角坐标系xOy内,若曲线C:x2+y2+2ax-4ay+5a2-4=0上所有的点均在第四象限内,则实数a的取值范围为________.

解析:圆C的标准方程为(x+a)2+(y-2a)2=4,所以圆心为(-a,2a),半径r=2,故由题意知 a<0,|-a|>2,|2a|>2,解得a<-2,故实数a的取值范围为(-∞,-2). 答案:(-∞,-2) 7.当方程x2+y2+kx+2y+k2=0所表示的圆的面积取最大值时,直线y=(k-1)x+2的倾斜角α=________. 解析:由题意可知,圆的半径r=12k2+4-4k2=124-3k2≤1,当半径r取最大值时,圆的面积最大,此时k

=0,r=1,所以直线方程为y=-x+2,则有tan α=-1,又α∈[0,π),故α=3π4. 答案:3π4 8.(2018·滨海中学检测)已知点P(0,2)为圆C:(x-a)2+(y-a)2=2a2外一点,若圆C上存在点Q,使得∠CPQ=30°,则正数a的取值范围是________. 解析:由圆C:(x-a)2+(y-a)2=2a2,得圆心为C(a,a),半径r=2a, ∴CP=a2+a-22, 设过P的一条切线与圆的切点是T, 则CT=2a,当Q为切点时,∠CPQ最大. ∵圆C上存在点Q使得∠CPQ=30°,

∴CTCP≥sin 30°,即2aa2+a-22≥12,

整理可得3a2+2a-2≥0,解得a≥7-13或a≤-7-13(舍去). 又点 P(0,2)为圆C:(x-a)2+(y-a)2=2a2外一点,∴a2+(2-a)2>2a2,解得a<1. 故正数a的取值范围是7-13,1.

答案:7-13,1 9.已知以点P为圆心的圆经过点A(-1,0)和B(3,4),线段AB的垂直平分线交圆P于点C和D,且CD=410. (1)求直线CD的方程; (2)求圆P的方程. 解:(1)由题意知,直线AB的斜率k=1,中点坐标为(1,2). 则直线CD的方程为y-2=-(x-1),即x+y-3=0. (2)设圆心P(a,b),则由点P在CD上得a+b-3=0. ① 又因为直径CD=410, 所以PA=210, 所以(a+1)2+b2=40. ②

由①②解得 a=-3,b=6或 a=5,b=-2. 所以圆心P(-3,6)或P(5,-2). 所以圆P的方程为(x+3)2+(y-6)2=40或(x-5)2+(y+2)2=40. 10.已知M(m,n)为圆C:x2+y2-4x-14y+45=0上任意一点. (1)求m+2n的最大值; (2)求n-3m+2的最大值和最小值. 解:(1)因为x2+y2-4x-14y+45=0的圆心C(2,7),半径r=22, 设m+2n=t,将m+2n=t看成直线方程, 因为该直线与圆有公共点,

所以圆心到直线的距离d=|2+2×7-t|12+22≤22, 解上式得,16-210≤t≤16+210, 所以所求的最大值为16+210. (2)记点Q(-2,3),

因为n-3m+2表示直线MQ的斜率k, 所以直线MQ的方程为y-3=k(x+2), 即kx-y+2k+3=0. 由直线MQ与圆C有公共点,

得|2k-7+2k+3|1+k2≤22.

可得2-3≤k≤2+3,所以n-3m+2的最大值为2+3,最小值为2-3. 三上台阶,自主选做志在冲刺名校 1.(2019·宁海中学模拟)如果直线2ax-by+14=0(a>0,b>0)和函数f(x)=mx+1+1(m>0,m≠1)的图象恒过

同一个定点,且该定点始终落在圆(x-a+1)2+(y+b-2)2=25的内部或圆上,那么ba的取值范围是________. 解析:函数f(x)=mx+1+1的图象恒过点(-1,2), 代入直线2ax-by+14=0,可得-2a-2b+14=0,即a+b=7.∵定点始终落在圆(x-a+1)2+(y+b-2)2=25

的内部或圆上,∴a2+b2≤25.设ba=t,则b=at,代入a+b=7,可得a=71+t,b=7t1+t,代入a2+b2≤25,可得()1+t

2

×71+t2≤25,∴12t2-25t+12≤0,∴34≤t≤43.故ba的取值范围是34,43. 答案:34,43 2.(2018·启东中学检测)已知点A(0,2)为圆M:x2+y2-2ax-2ay=0(a>0)外一点,圆M上存在点T,使得∠MAT=45°,则实数a的取值范围是________. 解析:圆M的方程可化为(x-a)2+(y-a)2=2a2. 圆心为M(a,a),半径为2a. 当A,M,T三点共线时,∠MAT=0°最小, 当AT与圆M相切时,∠MAT最大.