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1、2022屆高考數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí) 第九單元 解析幾何 第63講 直線與圓的綜合應(yīng)用檢測
1.(2016·福建四地六校聯(lián)考)已知矩形ABCD的對(duì)角線交于點(diǎn)P(2,0),邊AB所在的直線的方程為x+y-2=0,點(diǎn)(-1,1)在邊AD上所在的直線上.
(1)求矩形ABCD的外接圓的方程;
(2)已知直線l:(1-2k)x+(1+k)y-5+4k=0(k∈R),求證:直線l與矩形ABCD的外接圓相交,并求最短弦長.
(1)依題意得AB⊥AD,所以kAD=1.
所以AD的方程為y-1=x+1,即x-y+2=0.
由得即A(0,2).
由已知得矩形ABCD的外接圓是以P(2,0)為圓心,|AP|=
2、2為半徑,
其方程為(x-2)2+y2=8.
(2)l:(x+y-5)+k(y-2x+4)=0,
所以
即直線l過定點(diǎn)M(3,2).
因?yàn)?3-2)2+22=5<8,所以點(diǎn)M(3,2)在圓內(nèi),
所以直線l與圓相交.
而圓心P與定點(diǎn)M的距離d==,
所以最短弦長=2=2.
2.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知圓P在x軸上截得的線段長為2,在y軸上截得的線段長為2.
(1)求圓心P的軌跡方程;
(2)若P點(diǎn)到直線y=x的距離為,求圓P的方程.
(1)設(shè)P(x,y),圓P的半徑長為r,
由題設(shè)知y2+2=r2,x2+3=r2,
從而y2+2=x2+3,
故P點(diǎn)的軌跡方程
3、為y2-x2=1.
(2)設(shè)P(x0,y0),由已知得=,
又點(diǎn)P在雙曲線y2-x2=1上,
從而得
由得此時(shí),圓P的半徑r=.
由得此時(shí),圓P的半徑r=.
故圓P的方程為x2+(y+1)2=3或x2+(y-1)2=3.
3.(2017·新課標(biāo)卷Ⅱ)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)M在橢圓C:+y2=1上,過M作x軸的垂線,垂足為N,點(diǎn)P滿足= .
(1)求點(diǎn)P的軌跡方程;
(2)設(shè)點(diǎn)Q在直線x=-3上,且·=1,證明:過點(diǎn)P且垂直于OQ的直線l過C的左焦點(diǎn)F.
(1)設(shè)P(x,y),M(x0,y0),則N(x0,0),=(x-x0,y),=(0,y0).
由= 得x0=x,y0
4、=y(tǒng).
因?yàn)镸(x0,y0)在C上,所以+=1.
因此點(diǎn)P的軌跡方程為x2+y2=2.
(2)證明:由題意知F(-1,0).
設(shè)Q(-3,t),P(m,n),
則=(-3,t),=(-1-m,-n),·=3+3m-tn,=(m,n),=(-3-m,t-n).
由·=1得-3m-m2+tn-n2=1.
又由(1)知m2+n2=2,故3+3m-tn=0.
所以·=0,即⊥.
又過點(diǎn)P存在唯一直線垂直于OQ,
所以過點(diǎn)P且垂直于OQ的直線l過C的左焦點(diǎn)F.
4.(2016·江蘇卷)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知以M為圓心的圓M:x2+y2-12x-14y+60=0及其上一
5、點(diǎn)A(2,4).
(1)設(shè)圓N與x軸相切,與圓M外切,且圓心N在直線x=6上,求圓N的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)平行于OA的直線l與圓M相交于B,C兩點(diǎn),且BC=OA,求直線l的方程;
(3)設(shè)點(diǎn)T(t,0)滿足:存在圓M上的兩點(diǎn)P和Q,使得+=,求實(shí)數(shù)t的取值范圍.
圓M的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-6)2+(y-7)2=25,
所以圓心M(6,7),半徑為5.
(1)由圓心N在直線x=6上,可設(shè)N(6,y0).
因?yàn)閳AN與x軸相切,與圓M外切,
所以0<y0<7,圓N的半徑為y0,
從而7-y0=5+y0,解得y0=1.
因此,圓N的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-6)2+(y-1)2=1.
6、
(2)因?yàn)橹本€l∥OA,
所以直線l的斜率為=2.
設(shè)直線l的方程為y=2x+m,
即2x-y+m=0,
則圓心M到直線l的距離
d==.
因?yàn)锽C=OA==2,
而MC2=d2+2,
所以25=+5,解得m=5或m=-15.
故直線l的方程為2x-y+5=0或2x-y-15=0.
(3)設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2).
因?yàn)锳(2,4),T(t,0),+=,
所以①
因?yàn)辄c(diǎn)Q在圓M上,所以(x2-6)2+(y2-7)2=25.②
將①代入②,得(x1-t-4)2+(y1-3)2=25.
于是點(diǎn)P(x1,y1)既在圓M上,又在圓[x-(t+4)]2+(y-3)2=25上,
從而圓(x-6)2+(y-7)2=25與圓[x-(t+4)]2+(y-3)2=25有公共點(diǎn),
所以5-5≤≤5+5,
解得2-2≤t≤2+2.
因此,實(shí)數(shù)t的取值范圍是[2-2,2+2].