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1、2022高考數學一輪復習 第9章 解析幾何 第3課時 圓的方程練習 理
1.已知一圓的圓心為點(2,-3),一條直徑的兩個端點分別在x軸和y軸上,則此圓的方程是( )
A.(x-2)2+(y+3)2=13 B.(x+2)2+(y-3)2=13
C.(x-2)2+(y+3)2=52 D.(x+2)2+(y-3)2=52
答案 A
解析 設該直徑的兩個端點分別為P(a,0),Q(0,b),
則A(2,-3)是線段PQ的中點,
所以P(4,0),Q(0,-6),圓的半徑r=|PA|==.
故圓的方程為(x-2)2+(y+3)2=13.
2.過點A(1,-1),B(-1,1),且圓
2、心在直線x+y-2=0上的圓的方程是( )
A.(x-3)2+(y+1)2=4 B.(x+3)2+(y-1)2=4
C.(x-1)2+(y-1)2=4 D.(x+1)2+(y+1)2=4
答案 C
解析 設圓心C的坐標為(a,b),半徑為r.
∵圓心C在直線x+y-2=0上,∴b=2-a.
∵|CA|2=|CB|2,
∴(a-1)2+(2-a+1)2=(a+1)2+(2-a-1)2.
∴a=1,b=1.∴r=2.
∴方程為(x-1)2+(y-1)2=4.
3.(2018·貴州貴陽一模)圓C與x軸相切于T(1,0),與y軸正半軸交于A,B兩點,且|AB|=2,則圓C的
3、標準方程為( )
A.(x-1)2+(y-)2=2 B.(x-1)2+(y-2)2=2
C.(x+1)2+(y+)2=4 D.(x-1)2+(y-)2=4
答案 A
解析 由題意得,圓C的半徑為=,圓心坐標為(1,),∴圓C的標準方程為(x-1)2+(y-)2=2,故選A.
4.(2018·滄州七校聯考)半徑為2的圓C的圓心在第四象限,且與直線x=0和x+y=2均相切,則該圓的標準方程為( )
A.(x-1)2+(y+2)2=4 B.(x-2)2+(y+2)2=2
C.(x-2)2+(y+2)2=4 D.(x-2)2+(y+2)2=4
答案 C
解析 依題意,設圓C的圓心
4、坐標為(2,b),(b<0).則圓心到直線x+y=2的距離d==2,
∴b=-2,∴該圓的標準方程為(x-2)2+(y+2)2=4.選C.
5.(2018·四川成都外國語學校)已知圓C1:(x+1)2+(y-1)2=1,圓C2與圓C1關于直線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
答案 B
解析 C1:(x+1)2+(y-1)2=1的圓心為(-1,1),它關于直線x-y-1=0對稱的點為(2,-2),對稱后半徑不變,所以圓C2
5、的方程為(x-2)2+(y+2)2=1.
6.已知圓C:x2+y2+Dx+Ey+F=0,則“E=F=0且D<0”是“圓C與y軸相切于原點”的( )
A.充分不必要條件 B.必要不充分條件
C.充要條件 D.既不充分也不必要條件
答案 A
解析 圓C與y軸相切于原點?圓C的圓心在x軸上(設坐標為(a,0)),且半徑r=|a|.∴當E=F=0且D<0時,圓心為(-,0),半徑為||,圓C與y軸相切于原點;圓(x+1)2+y2=1與y軸相切于原點,但D=2>0,故選A.
7.過坐標原點O作單位圓x2+y2=1的兩條互相垂直的半徑OA、OB,若在該圓上存在一點C,使得=a+b(a
6、,b∈R),則以下說法正確的是( )
A.點P(a,b)一定在單位圓內
B.點P(a,b)一定在單位圓上
C.點P(a,b)一定在單位圓外
D.當且僅當ab=0時,點P(a,b)在單位圓上
答案 B
解析 由題意得|OC|==1,所以點P(a,b)在單位圓上,故選B.
8.已知圓C關于x軸對稱,經過點(0,1),且被y軸分成兩段弧,弧長之比為2∶1,則圓的方程為( )
A.x2+(y±)2= B.x2+(y±)2=
C.(x±)2+y2= D.(x±)2+y2=
答案 C
解析 方法一:(排除法)由圓心在x軸上,則排除A,B,再由圓過(0,1)點,故圓的半
7、徑大于1,排除D,選C.
方法二:(待定系數法)設圓的方程為(x-a)2+y2=r2,圓C與y軸交于A(0,1),B(0,-1),由弧長之比為2∶1,易知∠OCA=∠ACB=×120°=60°,則tan60°==,所以a=|OC|=,即圓心坐標為(±,0),r2=|AC|2=12+()2=.所以圓的方程為(x±)2+y2=,選C.
9.(2018·山東青島一模)若過點P(1,)作圓O:x2+y2=1的兩條切線,切點分別為A和B,則弦長|AB|=( )
A. B.2
C. D.4
答案 A
解析 如圖所示,∵PA,PB分別為圓O:x2+y2=1的切線,
∴OA⊥AP.
8、∵P(1,),O(0,0),
∴|OP|==2.
又∵|OA|=1,
∴在Rt△APO中,cos∠AOP=.
∴∠AOP=60°,∴|AB|=2|AO|sin∠AOP=.
10.已知點P在圓x2+y2=5上,點Q(0,-1),則線段PQ的中點的軌跡方程是( )
A.x2+y2-x=0 B.x2+y2+y-1=0
C.x2+y2-y-2=0 D.x2+y2-x+y=0
答案 B
解析 設P(x0,y0),PQ中點的坐標為(x,y),則x0=2x,y0=2y+1,代入圓的方程即得所求的方程是4x2+(2y+1)2=5,化簡,得x2+y2+y-1=0.
11.在圓x2+
9、y2-2x-6y=0內,過點E(0,1)的最長弦和最短弦分別為AC和BD,則四邊形ABCD的面積為( )
A.5 B.10
C.15 D.20
答案 B
解析 圓的標準方程為(x-1)2+(y-3)2=10,則圓心(1,3),半徑r=,由題意知AC⊥BD,且|AC|=2,|BD|=2=2,
所以四邊形ABCD的面積為S=|AC|·|BD|
=×2×2=10.
12.已知兩點A(0,-3),B(4,0),若點P是圓x2+y2-2y=0上的動點,則△ABP面積的最小值為( )
A.6 B.
C.8 D.
答案 B
解析 如圖,過圓心C向直線AB作垂線交圓于
10、點P,連接BP,AP,這時△ABP的面積最?。本€AB的方程為+=1,
即3x-4y-12=0,圓心C到直線AB的距離為d==,
∴△ABP的面積的最小值為×5×(-1)=.
13.若方程x2+y2-2x+2my+2m2-6m+9=0表示圓,則m的取值范圍是________;當半徑最大時,圓的方程為________.
答案 20,∴2
11、直線3x-4y+12=0夾在兩坐標軸間的線段為直徑的圓的方程為________.
答案 (x+2)2+(y-)2=
解析 對于直線3x-4y+12=0,當x=0時,y=3;當y=0時,x=-4.即以兩點(0,3),(-4,0)為端點的線段為直徑,則r==,圓心為(-,),即(-2,).
∴圓的方程為(x+2)2+(y-)2=.
15.從原點O向圓C:x2+y2-6x+=0作兩條切線,切點分別為P,Q,則圓C上兩切點P,Q間的劣弧長為________.
答案 π
解析 如圖,圓C:(x-3)2+y2=,
所以圓心C(3,0),半徑r=.
在Rt△POC中,∠POC=.
則劣弧P
12、Q所對圓心角為.
弧長為π×=π.
16.設圓C同時滿足三個條件:①過原點;②圓心在直線y=x上;③截y軸所得的弦長為4,則圓C的方程是________.
答案 (x+2)2+(y+2)2=8或(x-2)2+(y-2)2=8
解析 由題意可設圓心A(a,a),
如圖,則22+22=2a2,解得a=±2,r2=2a2=8.所以圓C的方程是(x+2)2+(y+2)2=8或(x-2)2+(y-2)2=8.
17.一個圓與y軸相切,圓心在直線x-3y=0上,且在直線y=x上截得的弦長為2,求此圓的方程.
答案 x2+y2-6x-2y+1=0或x2+y2+6x+2y+1=0
解析 方法一
13、:∵所求圓的圓心在直線x-3y=0上,且與y軸相切,
∴設所求圓的圓心為C(3a,a),半徑為r=3|a|.
又圓在直線y=x上截得的弦長為2,
圓心C(3a,a)到直線y=x的距離為d=.
∴有d2+()2=r2.即2a2+7=9a2,∴a=±1.
故所求圓的方程為
(x-3)2+(y-1)2=9或(x+3)2+(y+1)2=9.
方法二:設所求的圓的方程是(x-a)2+(y-b)2=r2,
則圓心(a,b)到直線x-y=0的距離為.
∴r2=()2+()2.
即2r2=(a-b)2+14.①
由于所求的圓與y軸相切,∴r2=a2.②
又因為所求圓心在直線x-3y=0
14、上,
∴a-3b=0.③
聯立①②③,解得
a=3,b=1,r2=9或a=-3,b=-1,r2=9.
故所求的圓的方程是
(x-3)2+(y-1)2=9或(x+3)2+(y+1)2=9.
方法三:設所求的圓的方程是x2+y2+Dx+Ey+F=0,
圓心為(-,-),半徑為.
令x=0,得y2+Ey+F=0.
由圓與y軸相切,得Δ=0,即E2=4F.④
又圓心(-,-)到直線x-y=0的距離為,
由已知,得+()2=r2,
即(D-E)2+56=2(D2+E2-4F).⑤
又圓心(-,-)在直線x-3y=0上,
∴D-3E=0.⑥
聯立④⑤⑥,解得
D=-6,E=
15、-2,F=1或D=6,E=2,F=1.
故所求圓的方程是x2+y2-6x-2y+1=0
或x2+y2+6x+2y+1=0.
18.在平面直角坐標系xOy中,已知圓P在x軸上截得線段長為2,在y軸上截得線段長為2.
(1)求圓心P的軌跡方程;
(2)若P點到直線y=x的距離為,求圓P的方程.
答案 (1)y2-x2=1
(2)x2+(y-1)2=3或x2+(y+1)2=3
解析 (1)設P(x,y),圓P的半徑為r.
由題設y2+2=r2,x2+3=r2.
從而y2+2=x2+3.
故P點的軌跡方程為y2-x2=1.
(2)設P(x0,y0).由已知得=.
又P點在雙曲
16、線y2-x2=1上,
從而得由得
此時,圓P的半徑r=.
由得
此時,圓P的半徑r=.
故圓P的方程為x2+(y-1)2=3或x2+(y+1)2=3.
1.(2018·河南天一大聯考)以(a,1)為圓心,且與兩條直線2x-y+4=0與2x-y-6=0同時相切的圓的標準方程為( )
A.(x-1)2+(y-1)2=5 B.(x+1)2+(y+1)2=5
C.(x-1)2+y2=5 D.x2+(y-1)2=5
答案 A
解析 由題意,圓心在直線2x-y-1=0上,將點(a,1)代入,得a=1,即圓心為(1,1),半徑r==.
∴圓的標準方程為(x-1)2+(y-
17、1)2=5.
2.(2018·湖北宜昌月考)已知圓M的圓心M在x軸上,半徑為1,直線l:y=x-被圓M所截的弦長為,且圓心M在直線l的下方.
(1)求圓M的方程;
(2)設A(0,t),B(0,t+6)(-5≤t≤-2),若圓M是△ABC的內切圓,求△ABC的面積S的最大值和最小值.
答案 (1)(x-1)2+y2=1
(2)最大值是,最小值
解析 (1)設圓心M(a,0),由已知,得M到l:8x-6y-3=0的距離為=,∴=,又∵M在l的下方,
∴8a-3>0,∴8a-3=5,∴a=1,故圓的方程為(x-1)2+y2=1.
(2)設AC的斜率為k1,BC的斜率為k2,則直線AC的方程為y=k1x+t,直線BC的方程為y=k2x+t+6.由方程組得C點的橫坐標為xC=.
∵|AB|=t+6-t=6,∴S=||·6=.
∵圓M與AC相切,∴1=,∴k1=.
同理,k2=,∴k1-k2=,
∴S==6(1-).
∵-5≤t≤-2,∴-2≤t+3≤1,∴-8≤t2+6t+1≤-4,
∴Smax=6×(1+)=,Smin=6×(1+)=.