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1、江蘇省2022高考數(shù)學二輪復習 自主加餐的3大題型 14個填空題強化練(十一)直線與圓(含解析)
題型一 直線的方程
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的值為________.
解析:由題意可知a≠0.當x=0時,y=a+2.
當y=0時,x=.
所以=a+2,解得a=-2或a=1.
答案:-2或1
2.將直線y=3x繞原點逆時針旋轉(zhuǎn)90°,再向右平移1個單位,所得到的直線方程為________________.
解析:將直線y=3x繞原點逆時針旋轉(zhuǎn)90°得到直線y=-x,再向右平移1個單位,所得直線的方程為y=-(x-1),即x+3y-1=0.
2、
答案:x+3y-1=0
3.若直線y=2x+10,y=x+1,y=ax-2交于一點,則a=________.
解析:直線y=2x+10與y=x+1的交點坐標為(-9,-8),代入y=ax-2,得-8=a·(-9)-2,解得a=.
答案:
4.點A(1,1)到直線xcos θ+ysin θ-2=0的距離的最大值為________.
解析:由點到直線的距離公式,得
d==2-sin,
又θ∈R,所以dmax=2+.
答案:2+
[臨門一腳]
1.求直線方程的一般方法
(1)直接法:根據(jù)條件,選擇適當?shù)闹本€方程形式,直接寫出方程.
(2)待定系數(shù)法:先設(shè)出方程,再根據(jù)條件
3、求出待定系數(shù).
2.五種直線方程靈活選擇,要牢記用斜率首先考慮斜率不存在;用截距要考慮截距為0或不存在的情況,不能出現(xiàn)漏解的情況.
題型二 圓的方程
1.已知方程x2+y2+2kx+4y+3k+8=0表示一個圓,則實數(shù)k的取值范圍是________________.
解析:由(2k)2+42-4(3k+8)=4(k2-3k-4)>0,解得k<-1或k>4.
答案:(-∞,-1)∪(4,+∞)
2.圓心在y軸上且過點(3,1)的圓與x軸相切,則該圓的方程是________________.
解析:設(shè)圓心為(0,b),半徑為r,則r=|b|,
所以圓的方程為x2+(y-b)2=b2
4、.
因為點(3,1)在圓上,
所以9+(1-b)2=b2,解得b=5.
所以圓的方程為x2+(y-5)2=25.
答案:x2+(y-5)2=25
3.已知圓x2+y2+2x-4y+a=0關(guān)于直線y=2x+b成軸對稱圖形,則a-b的取值范圍是________.
解析:由題意知,直線y=2x+b過圓心,而圓心坐標為(-1,2),故b=4,圓的方程化為標準方程為(x+1)2+(y-2)2=5-a,所以a<5,由此,得a-b<1.
答案:(-∞,1)
4.在平面直角坐標系xOy中,已知圓C1:(x-4)2+(y-8)2=1,圓C2:(x-6)2+(y+6)2=9.若圓心在x軸上的圓C同
5、時平分圓C1和圓C2的圓周,則圓C的方程是____________.
解析:法一:設(shè)圓C的半徑為r,圓心坐標為C(a,0).
因為圓C平分圓C1的圓周,
所以r2=CC+1.
同理可得r2=CC+9,
所以 CC=CC+8,
即(a-4)2+82=(a-6)2+62+8,解得a=0,
從而得r2=CC+1=42+82+1=81,
故圓C的方程為x2+y2=81.
法二:設(shè)圓C的方程為:(x-a)2+y2=r2.
則圓C與C1的公共弦方程為
(2a-8)x-16y+79+r2-a2=0.(*)
因為圓C平分圓C1的圓周,
所以直線(*)經(jīng)過圓C1的圓心,
即a2-8a
6、-r2+81=0.①
同理,由圓C平分圓C2的圓周,得
a2-12a-r2+81=0,②
聯(lián)立①②得a=0,r2=81.
故圓C的方程為x2+y2=81.
答案:x2+y2=81
[臨門一腳]
1.三個獨立條件確定一個圓,一般用待定系數(shù)法,如果已知圓心或半徑可用標準式;如果已知圓經(jīng)過某些點常用一般式.并要注重圓的一般方程與標準方程的互化.
2.不能忘記求圓的方程時,圓的一般式方程要滿足的條件D2+E2-4F>0.
3.如果遇到求解與三角形有關(guān)的圓的方程,應該研究三角形特征如等邊三角形或直角三角形的外接圓和內(nèi)切圓,更容易用標準式求解.
題型三 直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系
1
7、.若直線l1:y=x+a和直線l2:y=x+b將圓(x-1)2+(y-2)2=8分成長度相等的四段弧,則a2+b2=________.
解析:不妨設(shè)a>b,由題意可知,每段圓弧的圓心角為90°,故弦心距為2,從而由=2及=2,得a=2+1,b=-2+1,故a2+b2=18.
答案:18
2.(2018·鎮(zhèn)江高三期末)已知圓C與圓x2+y2+10x+10y=0相切于原點,且過點A(0,-6),則圓C的標準方程為________________.
解析:由題意可知,圓C的圓心在直線y=x上,設(shè)圓C的圓心為(a,a),半徑為r,則r2=a2+a2=a2+(a+6)2,解得a=-3,所以圓心為
8、(-3,-3),r2=18,圓C的標準方程為(x+3)2+(y+3)2=18.
答案:(x+3)2+(y+3)2=18
3.過點P(-4,0)的直線l與圓C:(x-1)2+y2=5相交于A,B兩點,若點A恰好是線段PB的中點,則直線l的方程為________________.
解析:根據(jù)題意,由于(-4-1)2>5,所以點P在圓C外,過圓心C作CM⊥AB于M,連結(jié)AC.易知直線l的斜率存在,設(shè)直線l的方程為y=k(x+4),即kx-y+4k=0,則CM==,AM==.又點A恰好是線段PB的中點,所以PM=3AM,在Rt△PMC中,CM2+PM2=PC2,即+=25,得180k2=20,即
9、k=±,故直線l的方程為x±3y+4=0.
答案:x±3y+4=0
4.在平面直角坐標系xOy中,已知點A(0,-2),點B(1,-1),P為圓x2+y2=2上一動點,則的最大值是________.
解析:法一:設(shè)點P(x,y),則x2+y2=2,
所以=
===,
令λ=,
則x+(2λ-1)y+3λ-2=0,
由題意,直線x+(2λ-1)y+3λ-2=0與圓x2+y2=2有公共點,
所以≤,解得0<λ≤4,
所以的最大值為2.
法二:當AP不與圓相切時,設(shè)AP與圓的另一個交點為D,
由條件AB與圓C相切,則∠ABP=∠ADB,
所以△ABP∽△ADB,
所以==
10、≤=2,
所以的最大值為2.
答案:2
[臨門一腳]
1.直線與圓的位置關(guān)系用圓心到直線的距離d與半徑r的大小關(guān)系判定較好.
2.涉及圓的切線時,要考慮過切點與切線垂直的半徑,計算弦長時,要注意應用半徑、弦心距、半弦長構(gòu)成的直角三角形.
3.根據(jù)相交、相切的位置關(guān)系求直線方程時,要注意先定性再定量,不能漏解.
4.圓上存在一點的存在性問題可以通過求解動點軌跡轉(zhuǎn)化為位置關(guān)系問題.
B組——高考提速練
1.“a=1”是“直線ax-y+2a=0與直線(2a-1)x+ay+a=0互相垂直”的____________條件(選填“充分不必要”“必要不充分”“充要”“既不充分也不必要”)
11、
解析:∵兩直線互相垂直,∴a·(2a-1)+(-1)·a=0,即2a2-2a=0,解得a=0或a=1.
答案:充分不必要
2.經(jīng)過點P(-5,-4),且與兩坐標軸圍成的三角形的面積為5的直線方程是________________________________________________________________________.
解析:由題意設(shè)所求方程為y+4=k(x+5),即kx-y+5k-4=0.由·|5k-4|·=5,得k=或k=,故所求直線方程為8x-5y+20=0或2x-5y-10=0.
答案:8x-5y+20=0或2x-5y-10=0
3.圓心在直線2x-y
12、-7=0上的圓C與y軸交于兩點A(0,-4),B(0,-2),則圓C的方程為_______________________.
解析:因為圓過A(0,-4),B(0,-2),所以圓心C的縱坐標為-3,又圓心C在直線2x-y-7=0上,所以圓心C為(2,-3),從而圓的半徑為r=AC==,故所求的圓C的方程為(x-2)2+(y+3)3=5.
答案:(x-2)2+(y+3)3=5
4.已知圓C:x2+y2+mx-4=0上存在兩點關(guān)于直線x-y+3=0對稱,則實數(shù)m的值是________.
解析:因為圓上兩點A,B關(guān)于直線x-y+3=0對稱,所以直線x-y+3=0過圓心,從而-+3=0,即m=
13、6.
答案:6
5.過坐標原點且與圓x2-4x+y2+2=0相切的直線方程為________.
解析:圓x2-4x+y2+2=0的圓心為(2,0),半徑為,易知過原點與該圓相切時,直線有斜率.設(shè)斜率為k,則直線方程為y=kx,則=,
所以k2=1,所以k=±1,所以直線方程為y=±x.
答案:y=±x
6.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_____________________________________________________.
解析:由題意得C1(-1,1),圓心C2與C1關(guān)于直線x-y-1=
14、0對稱,且半徑相等,則C2(2,-2),所以圓C2的方程為(x-2)2+(y+2)2=1.
答案:(x-2)2+(y+2)2=1
7.已知直線x+y-a=0與圓C:(x-2)2+(y+2)2=4相交于A,B兩點,且△ABC為等腰直角三角形,則實數(shù)a=________.
解析:由題意得圓的圓心為C(2,-2),半徑為2,由△ABC為等腰直角三角形可知圓心到直線的距離為,所以=,所以a=±2.
答案:±2
8.在平面直角坐標系xOy中,若與點A(2,2)的距離為1且與點B(m,0)的距離為3的直線恰有兩條,則實數(shù)m的取值范圍是________________.
解析:由題意知,以A(2
15、,2)為圓心,1為半徑的圓與以B(m,0)為圓心,3為半徑的圓相交,所以4<(m-2)2+4<16,所以-2+2
16、為y-0=(x+1),即3x-4y+3=0,故點B到直線l的距離為=1.
答案:1
10.已知圓C:x2+y2-4x-2y-20=0,直線l:4x-3y+15=0與圓C相交于A,B兩點,D為圓C上異于A,B兩點的任一點,則△ABD面積的最大值為__________.
解析:因為圓C的標準方程為(x-2)2+(y-1)2=25,所以圓心C(2,1),半徑r=5,所以圓心C到直線l:4x-3y+15=0的距離為d==4,所以AB=2=2=6,因為D為圓C上異于A,B兩點的任一點,所以D到直線AB即直線l:4x-3y+15=0的距離的最大值為d+r=9,所以△ABD面積的最大值為×6×9=27
17、.
答案:27
11.設(shè)△ABC的一個頂點是A(3,-1),∠B,∠C的平分線方程分別為x=0,y=x,則直線BC的方程是________.
解析:點A(3,-1)關(guān)于直線x=0,y=x的對稱點為A′(-3,-1),A″(-1,3)且都在直線BC上,故得直線BC的方程為2x-y+5=0.
答案:2x-y+5=0
12.已知點P(t,2t)(t≠0)是圓C:x2+y2=1內(nèi)一點,直線tx+2ty=m與圓C相切,則直線l:x+y+m=0與圓C的位置關(guān)系是________.
解析:由點P(t,2t)(t≠0)是圓C:x2+y2=1內(nèi)一點,得|t|<1.因為直線tx+2ty=m與圓C相切,
18、所以=1,所以|m|<1.圓C:x2+y2=1的圓心(0,0)到直線x+y+m=0的距離d=<1=r.所以直線l與圓C的位置關(guān)系為相交.
答案:相交
13.在平面直角坐標系xOy中,過點M(1,0)的直線l與圓x2+y2=5交于A,B兩點,其中A點在第一象限,且=2,則直線l的方程為_________.
解析:由題意,設(shè)直線l的方程為x=my+1,與圓x2+y2=5聯(lián)立,可得(m2+1)y2+2my-4=0,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則-y2=2y1,y1+y2=-,y1y2=-,
聯(lián)立解得m=1,∴直線l的方程為x-y-1=0.
答案:x-y-1=0
14.在平面
19、直角坐標系xOy中,圓O:x2+y2=1,圓M:(x+a+3)2+(y-2a)2=1(a為實數(shù)).若圓O與圓M上分別存在點P,Q,使得∠OQP=30°,則a的取值范圍為________.
解析:過Q作圓O的切線QR,切點為R,
根據(jù)圓的切線性質(zhì),有∠OQR≥∠OQP=30°;
反過來,如果∠OQR≥30°,則存在圓O上的點P,使得∠OQP=30°.
所以,若圓O上存在點P,使得∠OQP=30°,則∠OQR≥30°.
因為OP=1,所以O(shè)Q>2時不成立,所以O(shè)Q≤2,
即點Q在圓面x2+y2≤4上.
又因為點Q在圓M上,
所以圓M:(x+a+3)2+(y-2a)2=1與圓面x2+y2≤4有公共點,所以O(shè)M≤3.
因為OM2=(0+a+3)2+(0-2a)2,
所以(0+a+3)2+(0-2a)2≤9,
解得-≤a≤0.
答案: