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1、專題升級訓(xùn)練13 直線與圓
(時(shí)間:60分鐘 滿分:100分)
一、選擇題(本大題共6小題,每小題6分,共36分)
1.已知點(diǎn)P(3,2)與點(diǎn)Q(1,4)關(guān)于直線l對稱,則直線l的方程為( ).
A.x-y+1=0 B.x-y=0
C.x+y+1=0 D.x+y=0
2.若直線3x+y+a=0過圓x2+y2-4y=0的圓心,則a的值為( ).
A.-1 B.1 C.2 D.-2
3.“a=3”是“直線ax+2y+2a=0和直線3x+(a-1)y-a+7=0平行”的( ).
A.充分而不必要條件
B.必要而不充分條件
2、C.充要條件
D.既不充分也不必要條件
4.已知圓C1:(x+1)2+(y-1)2=1,圓C2與圓C1關(guān)于直線x-y-1=0對稱,則圓C2的方程為( ).
A.(x+2)2+(y-2)2=1
B.(x-2)2+(y+2)2=1
C.(x+2)2+(y+2)2=1
D.(x-2)2+(y-2)2=1
5.(2012·四川涼山州二模,10)若直線y=kx(k≠0)與圓x2+y2=1相交于A,B兩點(diǎn),且點(diǎn)C(3,0).若點(diǎn)M(a,b)滿足++=0,則a+b=( ).
A. B. C.2 D.1
6.若直線y=kx+1與圓x2+y2+kx+my-4=
3、0交于M,N兩點(diǎn),且M,N關(guān)于直線x-y=0對稱,動點(diǎn)P(a,b)在不等式組表示的平面區(qū)域內(nèi)部及邊界上運(yùn)動,則W=的取值范圍是( ).
A.[2,+∞) B.(-∞,-2]
C.[-2,2] D.(-∞,-2]∪[2,+∞)
二、填空題(本大題共3小題,每小題6分,共18分)
7.(2012·江蘇南京二模,7)已知圓C經(jīng)過直線2x-y+2=0與坐標(biāo)軸的兩個交點(diǎn),又經(jīng)過拋物線y2=8x的焦點(diǎn),則圓C的方程為__________.
8.(2012·江西八校聯(lián)考,文15)在平面直角坐標(biāo)系中,定義d(P,Q)=|x1-x2|+|y1-y2|為兩點(diǎn)P(x1,y1),Q
4、(x2,y2)之間的“折線距離”,則圓(x-4)2+(y-3)2=4上一點(diǎn)與直線x+y=0上一點(diǎn)的“折線距離”的最小值是__________.
9.設(shè)圓C位于拋物線y2=2x與直線x=3所圍成的封閉區(qū)域(包含邊界)內(nèi),則圓C的半徑能取到的最大值為__________.
三、解答題(本大題共3小題,共46分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、證明過程或演算步驟)
10.(本小題滿分15分)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,曲線y=x2-6x+1與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)都在圓C上.
(1)求圓C的方程;
(2)若圓C與直線x-y+a=0交于A,B兩點(diǎn),且OA⊥OB,求a的值.
11.(本小題滿分15分)已知兩圓
5、C1:x2+y2+4x-4y-5=0,C2:x2+y2-8x+4y+7=0.
(1)證明此兩圓相切;
(2)求過點(diǎn)P(2,3),且與兩圓相切于點(diǎn)T(1,0)的圓的方程.
12.(本小題滿分16分)已知直線l:y=x+m,m∈R.
(1)若以點(diǎn)M(2,0)為圓心的圓與直線l相切于點(diǎn)P,且點(diǎn)P在y軸上,求該圓的方程.
(2)若直線l關(guān)于x軸對稱的直線為l′,問直線l′與拋物線C:x2=4y是否相切?說明理由.
參考答案
一、選擇題
1.A 解析:由題意知直線l與直線PQ垂直,
所以kl=-=-=1.
又直線l經(jīng)過PQ的中點(diǎn)(2,3),所以直線l的方程為y-3=x-2,即x-
6、y+1=0.
2.D 解析:求出圓心的坐標(biāo),將圓心坐標(biāo)代入直線方程即可.
3.A
4.B 解析:圓心C1(-1,1)關(guān)于直線x-y-1=0的對稱點(diǎn)為C2(2,-2),故選B.
5.D 解析:將y=kx代入x2+y2=1并整理有(k2+1)x2-1=0,
∴x1+x2=0.
∵++=0,∴M為△ABC的重心.
∴a=,b=,
故a+b===1.
6.D 解析:圓方程可化為
2+2=(k2+m2+16).
由已知
解得k=-1,m=-1,
∴不等式組為
表示的平面區(qū)域如圖.
∴W=表示動點(diǎn)P(a,b)與定點(diǎn)Q(1,2)連線的斜率.
于是可知,W≤kAQ,或W≥k
7、OQ,即W≤-2,或W≥2.故選D.
二、填空題
7.x2+y2-x-y-2=0 解析:直線與坐標(biāo)軸的兩交點(diǎn)分別為A(-1,0),B(0,2),拋物線焦點(diǎn)坐標(biāo)為F(2,0).
再運(yùn)用待定系數(shù)法即可求出圓C的方程.
8.7-2 解析:設(shè)P在直線l:x+y=0上,Q在圓上.根據(jù)不等式|a|+|b|≥|a+b|,可得d(P,Q)=|x1-x2|+|y1-y2|≥|(x1-x2)+(y1-y2)|=|(x1+y1)-(x2+y2)|,當(dāng)且僅當(dāng)(x1-x2)(y1-y2)≥0時(shí)等號成立.由于點(diǎn)P在直線l上.所以x1+y1=0,所以d(P,Q)≥|x2+y2|.又由點(diǎn)Q在圓上,可設(shè)x2=4+2co
8、s α,y2=3+2sin α,α∈[0,2π),所以d(P,Q)≥|x2+y2|=|4+2cos α+3+2sin α|=7+2sin≥7-2,當(dāng)且僅當(dāng)α=時(shí)等號成立,此時(shí)x2=4-,y2=3-.
9.-1 解析:如圖所示,若圓C的半徑取到最大值,需圓與拋物線及直線x=3同時(shí)相切,
設(shè)圓心的坐標(biāo)為(a,0)(a<3),則圓的方程為(x-a)2+y2=(3-a)2,與拋物線方程y2=2x聯(lián)立得x2+(2-2a)x+6a-9=0,由判別式Δ=(2-2a)2-4(6a-9)=0,得a=4-,故此時(shí)半徑為3-(4-)=-1.
三、解答題
10.解:(1)曲線y=x2-6x+1與y軸的交點(diǎn)
9、為(0,1),與x軸的交點(diǎn)為(3+2,0),(3-2,0).
故可設(shè)C的圓心為(3,t),則有32+(t-1)2=(2)2+t2,解得t=1.
則圓C的半徑為=3.
所以圓C的方程為(x-3)2+(y-1)2=9.
(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),其坐標(biāo)滿足方程組
消去y,得到方程2x2+(2a-8)x+a2-2a+1=0.
由已知可得,判別式Δ=56-16a-4a2>0.
從而x1+x2=4-a,x1x2=.①
由于OA⊥OB,可得x1x2+y1y2=0.
又y1=x1+a,y2=x2+a,所以2x1x2+a(x1+x2)+a2=0.②
由①②得a=-1,滿足
10、Δ>0,故a=-1.
11.解:(1)兩圓的方程可分別化為
C1:(x+2)2+(y-2)2=13,C1(-2,2),r1=;
C2:(x-4)2+(y+2)2=13,C2(4,-2),r2=.
∴圓心距|C1C2|=2=r1+r2,即兩圓外切.
(2)設(shè)所求圓的方程為C3:(x-a)2+(y-b)2=r32.
∵T(1,0)在C1,C2,C3上,
∴圓心(a,b)在直線lC1C2:y=-(x-1)上,
∴b=-(a-1).①
又由|C3P|=|C3T|,得(a-2)2+(b-3)2=(a-1)2+b2.②
由方程①②,解得a=-4,b=,
∴r32=(a-1)2+b2=
11、,
故所求圓的方程為(x+4)2+2=.
12.解:(1)方法一:依題意,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,m).
因?yàn)镸P⊥l,所以×1=-1.
解得m=2,即點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,2).
從而圓的半徑
r=|MP|==2.
故所求圓的方程為(x-2)2+y2=8.
方法二:設(shè)所求圓的半徑為r,
則圓的方程可設(shè)為(x-2)2+y2=r2.
依題意,所求圓與直線l:x-y+m=0相切于點(diǎn)P(0,m),
則解得
所以所求圓的方程為(x-2)2+y2=8.
(2)因?yàn)橹本€l的方程為y=x+m,
所以直線l′的方程為y=-x-m.
由得x2+4x+4m=0.
Δ=42-4×4m=16(1-m).
①當(dāng)m=1,即Δ=0時(shí),直線l′與拋物線C相切;
②當(dāng)m≠1,即Δ≠0時(shí),直線l′與拋物線C不相切.
綜上,當(dāng)m=1時(shí),直線l′與拋物線C相切;當(dāng)m≠1時(shí),直線l′與拋物線C不相切.