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1、
高考數(shù)學(xué)精品復(fù)習(xí)資料
2019.5
第四節(jié) 直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系
[全盤鞏固]
1.若圓心在x軸上,半徑為的圓O位于y軸左側(cè),且與直線x+2y=0相切,則圓O的方程是( )
A.(x-)2+y2=5 B.(x+)2+y2=5
C.(x-5)2+y2=5 D.(x+5)2+y2=5
解析:選D 因?yàn)閳A心在x軸上,且圓O位于y軸左側(cè),所以可設(shè)圓心坐標(biāo)為(m,0)(m<0).又圓O與直線x+2y=0相切,則圓心到直線x+2y=0的距離等于半徑長,即=,解得m=-5,即圓O的圓心
2、為(-5,0),又半徑為,故圓O的方程為(x+5)2+y2=5.
2.(20xx黃山模擬)已知M(x0,y0)為圓x2+y2=a2(a>0)內(nèi)異于圓心的一點(diǎn),則直線x0x+y0y=a2與該圓的位置關(guān)系是( )
A.相切 B.相交
C.相離 D.相切或相離
解析:選C 因M(x0,y0)為圓x2+y2=a2(a>0)內(nèi)異于圓心的一點(diǎn),故x+y<a2,圓心到直線x0x+y0y=a2的距離d=>=a,故直線與圓相離.
3.(20xx杭州模擬)設(shè)m∈R,則“m=5”是“直線l:2x-y+m=0與圓C:(x-1)2+(y-2)2=5
3、恰好有一個(gè)公共點(diǎn)”的( )
A.充分不必要條件
B.必要不充分條件
C.充分必要條件
D.既不充分也不必要條件
解析:選A 若直線與圓只有一個(gè)公共點(diǎn),其充要條件為=?m=5,故m=5是直線與圓有一個(gè)公共點(diǎn)的充分不必要條件.
4.直線y=kx+3與圓(x-2)2+(y-3)2=4相交于M,N兩點(diǎn),若|MN|≥2,則k的取值范圍是( )
A. B.
C.[-,] D.
解析:
選B 如圖,若|MN|=2,則由圓與直線的位置關(guān)系可知圓心到直線的距離滿足d2=22-()2=1.∵直線方程為y=kx+3,∴d==1,
解得k=.若|MN|
4、≥2,則-≤k≤.
5.過點(diǎn)P(1,1)的直線,將圓形區(qū)域{(x,y)|x2+y2≤4}分為兩部分,使得這兩部分的面積之差最大,則該直線的方程為 ( )
A.x+y-2=0 B.y-1=0
C.x-y=0 D.x+3y-4=0
解析:選A 兩部分面積之差最大,即弦長最短,此時(shí)直線垂直于過該點(diǎn)的直徑.因?yàn)檫^點(diǎn)P(1,1)的直徑所在直線的斜率為1,所以所求直線的斜率為-1,方程為x+y-2=0.
6.直線ax+by+c=0與圓x2+y2=9相交于兩點(diǎn)M,N,若c2=a2+b2,則(O為坐標(biāo)原點(diǎn))等于( )
A.-7 B
5、.-14 C.7 D.14
解析:選A 設(shè),的夾角為2θ.依題意得,圓心(0,0)到直線ax+by+c=0的距離等于=1,cos θ=,cos 2θ=2cos2θ-1=22-1=-,=33cos 2θ=-7.
7.(20xx湖州模擬)若圓x2+y2=4與圓x2+y2+2ay-6=0(a>0)的公共弦長為2,則a=________.
解析:方程x2+y2+2ay-6=0與x2+y2=4相減得2ay=2,則y=.由已知條件 =,即a=1.
答案:1
8.(20xx湖北高考)已知圓O:x2+y2=5,直線l:xcos θ+ysin θ=1.設(shè)圓O上到直線l的距離等于1的點(diǎn)的
6、個(gè)數(shù)為k,則k=________.
解析:圓O的圓心(0,0)到直線l:xcos θ+ysin θ=1的距離d=1.而圓的半徑r=,且r-d=-1>1,∴圓O上在直線l的兩側(cè)各有兩點(diǎn)到直線l的距離等于1.
答案:4
9.(20xx天津高考)設(shè)m,n∈R,若直線l:mx+ny-1=0與x軸相交于點(diǎn)A,與y軸相交于點(diǎn)B,且l與圓x2+y2=4相交所得弦的長為2,O為坐標(biāo)原點(diǎn),則△AOB面積的最小值為________.
解析:因?yàn)橹本€l與x,y軸均有交點(diǎn),所以m≠0且n≠0,由直線與圓相交所得弦長為2,知圓心到直線的距離為,即=,所以m2+n2=≥2|mn|,所以|mn|≤,又A,B,所以△
7、AOB的面積為≥3,最小值為3.
答案:3
10.(20xx哈爾濱模擬)已知定點(diǎn)M(0,2),N(-2,0),直線l:kx-y-2k+2=0(k為常數(shù)).
(1)若點(diǎn)M、N到直線l的距離相等,求實(shí)數(shù)k的值;
(2)對于l上任意一點(diǎn)P,∠MPN恒為銳角,求實(shí)數(shù)k的取值范圍.
解:(1)∵點(diǎn)M,N到直線l的距離相等,∴l(xiāng)∥MN或l過MN的中點(diǎn).
∵M(jìn)(0,2),N(-2,0),∴kMN=1,MN的中點(diǎn)坐標(biāo)為C(-1,1).
又∵直線l:kx-y-2k+2=0過點(diǎn)D(2,2),∴當(dāng)l∥MN時(shí),k=kMN=1,當(dāng)l過MN的中點(diǎn)時(shí),k=kCD=,綜上可知,k的值為1或.
(2) ∵對于l
8、上任意一點(diǎn)P,∠MPN恒為銳角,∴l(xiāng)與以MN為直徑的圓相離,即圓心到直線l的距離大于半徑,d=>,解得,k<-或k>1.
故實(shí)數(shù)k的取值范圍為∪(1,+∞).
11.已知以點(diǎn)C(t∈R,t≠0)為圓心的圓與x軸交于點(diǎn)O,A,與y軸交于點(diǎn)O,B,其中O為坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)求證:△OAB的面積為定值;
(2)設(shè)直線y=-2x+4與圓C交于點(diǎn)M,N,若OM=ON,求圓C的方程.
解:(1)證明:∵圓C過原點(diǎn)O,∴OC2=t2+.
設(shè)圓C的方程是(x-t)2+2=t2+,令x=0,得y1=0,y2=;
令y=0,得x1=0,x2=2t,∴S△OAB=OAOB=|2t|=4,
即△OAB
9、的面積為定值.
(2)∵OM=ON,CM=CN,∴OC垂直平分線段MN.
∵kMN=-2,∴kOC=.∴直線OC的方程是y=x.
∴=t,解得t=2或t=-2.當(dāng)t=2時(shí),圓心C的坐標(biāo)為(2,1),OC=,
此時(shí)C到直線y=-2x+4的距離d=<,
圓C與直線y=-2x+4相交于兩點(diǎn).
當(dāng)t=-2時(shí),圓心C的坐標(biāo)為(-2,-1),OC=,此時(shí)C到直線y=-2x+4的距離d=>,圓C與直線y=-2x+4不相交,∴t=-2不符合題意,舍去.
∴圓C的方程為(x-2)2+(y-1)2=5.
12.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知圓心在第二象限,半徑為2的圓C與直線y=x相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O
10、.
(1)求圓C的方程;
(2)探求C上是否存在異于原點(diǎn)的點(diǎn)Q,使Q到定點(diǎn)F(4,0)的距離等于線段OF的長.若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
解:(1)設(shè)圓心為C(a,b),由OC與直線y=x垂直,知O,C兩點(diǎn)的斜率kOC==-1,故b=-a,則|OC|=2,即=2,可解得或
結(jié)合點(diǎn)C(a,b)位于第二象限知故圓C的方程為(x+2)2+(y-2)2=8.
(2)假設(shè)存在Q(m,n)符合題意,
則解得故圓C上存在異于原點(diǎn)的點(diǎn)Q符合題意.
[沖擊名校]
1.已知圓C:x2+y2=1,點(diǎn)P(x0,y0)在直線x-y-2=0上,O為坐標(biāo)原點(diǎn),若圓C上存在一點(diǎn)Q,使得∠OP
11、Q=30,則x0的取值范圍是( )
A.[-1,1] B.[0,1]
C.[-2,2] D.[0,2]
解析:選D 由題意知,在△OPQ中,=,即=,
∴|OP|≤2,又P(x0,x0-2),∴x+(x0-2)2≤4,解得x0∈[0,2].
2.已知⊙O的方程是x2+y2-2=0,⊙O′的方程是x2+y2-8x+10=0,由動(dòng)點(diǎn)P向⊙O與⊙O′所引的切線長相等,則動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程是________________.
解析:⊙O的圓心為(0,0),半徑為,⊙O′的圓心為(4,0),半徑為,設(shè)點(diǎn)P為(x,y),由已知條件和圓切線性質(zhì)得x2+y2-
12、2=(x-4)2+y2-6,化簡得x=.
答案:x=
[高頻滾動(dòng)]
1.設(shè)s,t為正整數(shù),直線l1:x+y-t=0和l2:x-y=0的交點(diǎn)是(x1,y1),對于正整數(shù)n(n>1),過點(diǎn)(0,t)和(xn-1,0)的直線l與直線l2的交點(diǎn)記為(xn,yn),則數(shù)列{xn}的通項(xiàng)公式為xn=( )
A. B. C. D.
解析:選A 由題意得直線l1和l2的交點(diǎn)是,所以x1=s.過點(diǎn)(0,t)和(xn-1,0)的直線l的方程為y=-x+t,與l2的方程聯(lián)立得消去y可得=+,即=+,所以-=,又=,所以數(shù)列是首項(xiàng)為,公差為的等差數(shù)列,則=+(n-1)
13、=,故xn=.
2.如圖,已知A(-2,0),B(2,0),C(0,2),E(-1,0), F(1,0),一束光線從F點(diǎn)出發(fā)射到BC上的D點(diǎn),經(jīng)BC反射后,再經(jīng)AC反射,落到線段AE上(不含端點(diǎn)),則直線FD斜率的取值范圍為________.
解析:從特殊位置考慮.如圖,∵點(diǎn)A(-2,0)關(guān)于直線BC:x+y=2的對稱點(diǎn)為A1(2,4),∴kA1F=4,又點(diǎn)E(-1,0)關(guān)于直線AC:y=x+2的對稱點(diǎn)為E1(-2,1),點(diǎn)E1(-2,1)關(guān)于直線BC:x+y=2的對稱點(diǎn)為E2(1,4),此時(shí)直線E2F的斜率不存在,∴kFD>kA1F,即kFD∈(4,+∞).
答案:(4,+∞)