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1、單元檢測九 直線與圓(提升卷)
考生注意:
1.本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,共4頁.
2.答卷前,考生務必用藍、黑色字跡的鋼筆或圓珠筆將自己的姓名、班級、學號填寫在相應位置上.
3.本次考試時間100分鐘,滿分130分.
4.請在密封線內作答,保持試卷清潔完整.
第Ⅰ卷(選擇題 共60分)
一、選擇題(本題共12小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.已知直線l:ax+y-2-a=0在x軸和y軸上的截距相等,則a的值是( )
A.1 B.-1
C.-2或-1 D.-2或1
答案 D
解析?、佼攁=0
2、時,y=2不合題意.
②當a≠0時,令x=0,得y=2+a,令y=0,得x=,則=a+2,得a=1或a=-2.
2.經過直線l1:2x-3y+2=0與l2:3x-4y-2=0的交點,且平行于直線4x-2y+7=0的直線方程是( )
A.x-2y+9=0 B.4x-2y+9=0
C.2x-y-18=0 D.x+2y+18=0
答案 C
解析 聯(lián)立兩條直線的方程得解得x=14,y=10.所以l1,l2的交點坐標是(14,10).設與直線4x-2y+7=0平行的直線方程為4x-2y+c=0(c≠7),因為4x-2y+c=0過l1與l2的交點(14,10),所以c=-36,所以所求直線方
3、程為4x-2y-36=0,即2x-y-18=0.故選C.
3.坐標原點(0,0)關于直線x-2y+2=0對稱的點的坐標是( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 直線x-2y+2=0的斜率k=,設坐標原點(0,0)關于直線x-2y+2=0對稱的點的坐標是(x0,y0),依題意可得解得即所求點的坐標是.故選A.
4.已知△ABC的頂點A(0,1),B(4,3),C(1,-1),則AB邊上的中線的方程是( )
A.x+2y-3=0 B.3x+y-4=0
C.3x-y-4=0 D.3x-y+3=0
答案 C
解析 AB的中點為(2,2),又由C(1,-1),得AB邊上的
4、中線方程為y-2=3(x-2),化簡得3x-y-4=0.故選C.
5.若直線ax-by+1=0平分圓C:x2+y2+2x-4y+1=0的周長,則ab的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 ∵把圓的方程化為標準方程得(x+1)2+(y-2)2=4,∴圓心坐標為(-1,2),根據題意可知,圓心在直線ax-by+1=0上,∴-a-2b+1=0,即a=1-2b,ab=(1-2b)b=-2b2+b=-22+≤,當b=時,ab取得最大值.
6.已知點A(-3,-4),B(6,3)到直線l:ax+y+1=0的距離相等,則實數a的值等于( )
A. B.-
C.-或-
5、D.-或
答案 C
解析 由已知可得=,化簡得|3a+3|=|6a+4|,
解得a=-或a=-.
7.已知圓O1的方程為x2+y2=1,圓O2的方程為(x+a)2+y2=4,如果這兩個圓有且只有一個公共點,那么實數a的所有取值構成的集合是( )
A.{1,-1,3,-3} B.{5,-5,3,-3}
C.{1,-1} D.{3,-3}
答案 A
解析 由題意得兩圓心之間的距離d=|a|=2+1=3或d=|a|=2-1=1,所以a=1,-1,3,-3.故選A.
8.已知點P(1,2)和圓C:x2+y2+kx+2y+k2=0,過點P作圓C的切線有兩條,則實數k的取值范圍是(
6、)
A.R B.
C. D.
答案 C
解析 圓C:2+(y+1)2=1-k2,因為過點P作圓C的切線有兩條,所以點P在圓C外,從而解得-
7、
10.已知圓C:x2+y2-2x-4y+a=0,圓C與直線x+2y-4=0相交于A,B兩點,且OA⊥OB(O為坐標原點),則實數a的值為( )
A.-B.C.D.
答案 C
解析 設A(x1,y1),B(x2,y2),由于OA⊥OB,
所以x1x2+y1y2=x1x2-(x1+x2)+4=0.(*)
聯(lián)立直線和圓的方程,消去y得5x2-8x+4a-16=0,
x1+x2=,x1x2=,
代入(*)式得a=.
11.已知點M(2,-3),點N(-3,-2),直線ax-y-a+1=0與線段MN相交,則實數a的取值范圍是( )
A.-≤a≤4 B.-4≤a≤
C.a≤-或a
8、≥4 D.a≤-4或a≥
答案 D
解析 ∵直線ax-y-a+1=0與線段MN相交,∴點M,N在直線ax-y-a+1=0的兩側,或在直線ax-y-a+1=0上,又M(2,-3),N(-3,-2),∴(2a+3-a+1)(-3a+2-a+1)≤0,∴(a+4)(-4a+3)≤0,∴(a+4)(4a-3)≥0,∴a≥或a≤-4.
12.對于函數y=f(x),y=g(x),若存在x0,使f(x0)=-g(-x0),則稱M(x0,f(x0)),N(-x0,g(-x0))是函數f(x)與g(x)的一對“雷點”.已知f(x)=,g(x)=kx+1,若函數f(x)與g(x)恰有一對“雷點”,則實數k的
9、取值范圍為( )
A. B.
C.∪ D.∪
答案 C
解析 令y=,整理得(x+2)2+y2=1(y≥0),它表示圓心為(-2,0),半徑為1的半圓(x軸上方),作出這個半圓及其關于原點對稱的半圓,如圖所示.
由g(x)=kx+1知,g(x)的圖象為過定點P(0,1)的直線l,易求得直線l與y軸右側半圓相切時的斜率k=-,直線PA,PB的斜率分別為-1,-,故實數k的取值范圍為∪.故選C.
第Ⅱ卷(非選擇題 共70分)
二、填空題(本題共4小題,每小題5分,共20分.把答案填在題中橫線上)
13.直線xcosα+y+b=0(α,b∈R)的傾斜角的取值范圍是_______
10、___.
答案 ∪
解析 ∵直線的斜率k=-cosα,α∈R,
∴-1≤k≤1,
∴直線的傾斜角的取值范圍為∪.
14.當點P(3,2)到直線mx-y+1-2m=0的距離最大時,實數m的值為________.
答案?。?
解析 直線mx-y+1-2m=0過定點Q(2,1),所以當PQ與直線垂直時,點P(3,2)到直線mx-y+1-2m=0的距離最大,即m·=-1,所以m=-1.
15.已知動直線l:(2+λ)x+(1-2λ)y+4-3λ=0與圓C:(x-1)2+y2=9相交,則相交弦中的最短弦的長度為________.
答案 2
解析 由(2+λ)x+(1-2λ)y+4-3
11、λ=0,可得2x+y+4+λ(x-2y-3)=0.令解得即動直線l過定點A(-1,-2).定點A顯然在圓C內,故當CA⊥l時,相交弦最短,即×=-1,解得λ=-,此時直線l:x+y+3=0,所以最短弦的長度為2=2.
16.已知在平面直角坐標系xOy中,圓O1:x2+y2=9,圓O2:x2+(y-6)2=16,若在圓O2內存在一定點M,過點M的直線l被圓O1,O2截得的弦分別為AB,CD,且=,則定點M的坐標為________.
答案
解析 因為=總成立,且知過兩圓的圓心的直線截兩圓弦長之比是=,所以點M在兩圓圓心的連線上.因為圓心連線的方程為x=0,所以可設M(0,y0),當直線l的
12、斜率不存在時,顯然滿足題意,當直線l的斜率存在時,設其斜率為k,直線l的方程為y=kx+y0,因為=,所以=,解得y0=或y0=-18(此時點M在圓O2外,舍去),故定點M的坐標為.
三、解答題(本題共4小題,共50分.解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟)
17.(12分)已知直線l過點(2,1),且在x軸,y軸上的截距相等.
(1)求直線l的一般方程;
(2)若直線l在x軸、y軸上的截距不為0,點P(a,b)在直線l上,求3a+3b的最小值.
解 (1)①當截距為0時,直線l:y=x,即x-2y=0;
②當截距不為0時,設直線l:+=1,
將(2,1)代入,得t=3,
所
13、以直線l的方程為x+y-3=0.
綜上,直線l的方程為x-2y=0或x+y-3=0.
(2)由題意得直線l:x+y-3=0,
所以a+b=3,
所以3a+3b≥2=2=6,當且僅當a=b=時等號成立.
所以3a+3b的最小值是6.
18.(12分)已知圓C1:x2+y2+2x+2y-8=0與圓C2:x2+y2-2x+10y-24=0相交于A,B兩點.
(1)求公共弦AB所在的直線方程;
(2)求公共弦AB的長;
(3)求圓心在直線y=-x上,且經過A,B兩點的圓的方程.
解 (1)由
解得或即A(-4,0),B(0,2),
所以直線AB的方程為x-2y+4=0.
(2
14、)由(1)得|AB|=2.
(3)圓心在直線y=-x上,設圓心坐標為M(x,-x),
由|MA|=|MB|,
得=,
解得M(-3,3),|MA|=,
所以⊙M:(x+3)2+(y-3)2=10.
19.(13分)已知曲線C上任意一點到原點的距離與到E(3,-6)的距離之比均為1∶2.
(1)求曲線C的方程;
(2)設點P(1,-2),過點P作兩條相異直線分別與曲線C相交于A,B兩點,且直線PA和直線PB的傾斜角互補,求證:直線AB的斜率為定值.
(1)解 設曲線C上的任意一點為Q(x,y),
由題意得=,
所以曲線C的方程為(x+1)2+(y-2)2=20.
(2)證
15、明 由題意知,直線PA和直線PB的斜率存在,且互為相反數,點P(1,-2)在曲線C上,
故可設PA:y+2=k(x-1),
由
得(1+k2)x2+2(1-k2-4k)x+k2+8k-3=0,
因為點P的橫坐標1一定是該方程的解,
故可得xA=,
同理可得,xB=,
所以kAB==
==-,
故直線AB的斜率為定值-.
20.(13分)(2018·江蘇四市模擬)如圖,在平面直角坐標系xOy中,已知圓C:x2+y2-4x=0及點A(-1,0),B(1,2).
(1)若直線l平行于AB,與圓C相交于M,N兩點,且|MN|=|AB|,求直線l的方程;
(2)在圓C上是否存
16、在點P,使得|PA|2+|PB|2=12?若存在,求點P的個數;若不存在,請說明理由.
解 (1)由題知,圓C的標準方程為(x-2)2+y2=4,
所以圓心C(2,0),半徑為2.
因為l∥AB,A(-1,0),B(1,2),
所以直線l的斜率為=1,
設直線l的方程為x-y+m=0,
則圓心C到直線l的距離為d==.
因為|MN|=|AB|==2,
而|CM|2=d2+2,所以4=+2,
解得m=0或m=-4,
故直線l的方程為x-y=0或x-y-4=0.
(2)假設圓C上存在點P,設P(x,y),則(x-2)2+y2=4,
又|PA|2+|PB|2=(x+1)2+(y-0)2+(x-1)2+(y-2)2=12,
整理得x2+y2-2y-3=0,即x2+(y-1)2=4,
所以點P既在圓C上,又在以(0,1)點為圓心,2為半徑的圓上.
因為|2-2|<<2+2,
所以圓(x-2)2+y2=4與圓x2+(y-1)2=4相交,
所以點P的個數為2.
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