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1、(浙江專用)2022高考數(shù)學二輪復習 課時跟蹤檢測(十三)小題考法——直線與圓
一、選擇題
1.已知直線l:y=k(x+)和圓C:x2+(y-1)2=1,若直線l與圓C相切,則k=( )
A.0 B.
C.或0 D.或0
解析:選D 因為直線l與圓C相切,所以圓心C(0,1)到直線l的距離d==1,解得k=0或k=,故選D.
2.(2018·寧波十校高三5月適應(yīng)性考試)已知直線l過圓(x-1)2+(y-2)2=1的圓心,當原點到直線l距離最大時,直線l的方程為( )
A.y=2 B.x-2y-5=0
C.x-2y+3=0 D.x+2y-5=0
2、
解析:選D 設(shè)圓心為M,則M(1,2).
當l與OM垂直時,原點到l的距離最大.作出示意圖如圖,
∵kOM=2,∴l(xiāng)的斜率為-.
∴直線l的方程為y-2=-(x-1),即x+2y-5=0.
3.直線l:y=kx+1與圓O:x2+y2=1相交于A,B兩點,則“k=1”是“|AB|=”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
解析:選A 依題意,注意到|AB|==等價于圓心O到直線l的距離等于,即有=,k=±1.因此,“k=1”是“|AB|=”的充分不必要條件.
4.若三條直線l1:4x+y=3,l2:mx+y=0,l3:
3、x-my=2不能圍成三角形,則實數(shù)m的取值最多有( )
A.2個 B.3個
C.4個 D.6個
解析:選C 三條直線不能圍成三角形,則至少有兩條直線平行或三條直線相交于同一點.若l1∥l2,則m=4;若l1∥l3,則m=-;若l2∥l3,則m的值不存在;若三條直線相交于同一點,則m=1或-.故實數(shù)m的取值最多有4個,故選C.
5.(2018·溫州模擬)在直角坐標系xOy中,已知點A(0,-1),B(2,0),過A的直線交x軸于點C(a,0),若直線AC的傾斜角是直線AB傾斜角的2倍,則a=( )
A. B.
C.1 D.
解析:選B 設(shè)直線AC的傾斜角為β
4、,直線AB的傾斜角為α,
即有tan β=tan 2α=.
又tan β=,tan α=,
所以=,解得a=.
6.與直線x+y-2=0和曲線x2+y2-12x-12y+54=0都相切的半徑最小的圓的標準方程是( )
A.(x+2)2+(y-2)2=2
B.(x-2)2+(y+2)2=2
C.(x+2)2+(y+2)2=2
D.(x-2)2+(y-2)2=2
解析:選D 由題意知,曲線方程為(x-6)2+(y-6)2=(3)2,過圓心(6,6)作直線x+y-2=0的垂線,垂線方程為y=x,則所求的最小圓的圓心必在直線y=x上,又圓心(6,6)到直線x+y-2=0的距離d==
5、5,故最小圓的半徑為=,圓心坐標為(2,2),所以所求圓的標準方程為(x-2)2+(y-2)2=2.
7.(2018·長沙模擬)若直線(2λ-1)x+(λ+2)y+λ+2=0(λ∈R)被圓C:(x-1)2+y2=4所截得的弦為MN,則|MN|的最小值是( )
A. B.2
C.2 D.4
解析:選C 直線方程(2λ-1)x+(λ+2)y+λ+2=0(λ∈R)可化為λ(2x+y+1)+(-x+2y+2)=0(λ∈R),若則所以直線恒過圓C:(x-1)2+y2=4內(nèi)的定點P(0,-1),當直線(2λ-1)x+(λ+2)y+λ+2=0(λ∈R)與直線CP垂直時,|MN|最小,此時|
6、MN|=2=2=2.故選C.
8.(2018·合肥質(zhì)檢)設(shè)圓x2+y2-2x-2y-2=0的圓心為C,直線l過(0,3)且與圓C交于A,B兩點,若|AB|=2,則直線l的方程為( )
A.3x+4y-12=0或4x-3y+9=0
B.3x+4y-12=0或x=0
C.4x-3y+9=0或x=0
D.3x-4y+12=0或4x+3y+9=0
解析:選B 由題可知,圓心C(1,1),半徑r=2.當直線l的斜率不存在時,直線方程為x=0,計算出弦長為2,符合題意;當直線l的斜率存在時,可設(shè)直線l的方程為y=kx+3,由弦長為2可知,圓心到該直線的距離為1,從而有=1,解得k=-,所以直
7、線l的方程為y=-x+3,即3x+4y-12=0.
綜上,直線l的方程為x=0或3x+4y-12=0,故選B.
9.兩個圓C1:x2+y2+2ax+a2-4=0(a∈R)與C2:x2+y2-2by-1+b2=0(b∈R)恰有三條公切線,則a+b的最小值為( )
A.3 B.-3
C.6 D.-6
解析:選B 兩個圓恰有三條公切線,則兩圓外切,兩圓的標準方程為圓C1:(x+a)2+y2=4,圓C2:x2+(y-b)2=1,所以C1(-a,0),C2(0,b),==2+1=3,即a2+b2=9.
由2≤,得(a+b)2≤18,所以-3≤a+b≤3,當且僅當“a=b”時等號成立
8、.所以a+b的最小值為-3.
10.若圓(x-3)2+(y+5)2=r2上有且只有兩個點到直線4x-3y-2=0的距離等于1,則半徑r的取值范圍是( )
A.(4,6) B.[4,6]
C.(4,5) D.(4,5]
解析:選A 設(shè)直線4x-3y+m=0與直線4x-3y-2=0之間的距離為1,則有=1,m=3或m=-7.圓心(3,-5)到直線4x-3y+3=0的距離等于6,圓心(3,-5)到直線4x-3y-7=0的距離等于4,因此所求圓半徑的取值范圍是(4,6),故選A.
二、填空題
11.直線l:x+λy+2-3λ=0(λ∈R)恒過定點________,P(1,1)到直
9、線l的距離的最大值為________.
解析:直線l:x+λy+2-3λ=0(λ∈R),即λ(y-3)+x+2=0,令解得∴直線l恒過定點(-2,3).不妨記Q(-2,3),則P(1,1)到直線l的距離的最大值為|PQ|==.
答案:(-2,3)
12.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:由題意得直線l1和l2截圓所得弦所對的圓心角相等,均為90°,因此圓心到兩直線的距離均為r=2,即==2,得a2+b2=(2+1)2+(1-2)2=18.
答案:18
13.已知點M(2,1)
10、及圓x2+y2=4,則過M點的圓的切線方程為________,若直線ax-y+4=0與該圓相交于A,B兩點,且|AB|=2,則a=________.
解析:若過點M的圓的切線斜率不存在,則切線方程為x=2,經(jīng)驗證滿足條件.若切線斜率存在,可設(shè)切線方程為y=k(x-2)+1,由圓心到直線的距離等于半徑得=2,解得k=-,故切線方程為y=-(x-2)+1,即3x+4y-10=0.綜上,過M點的圓的切線方程為x=2或3x+4y-10=0.
由=,得a=±.
答案:x=2或3x+4y-10=0 ±
14.已知⊙C的方程為x2-2x+y2=0,直線l:kx-y+x-2k=0與⊙C交于A,B兩點,
11、當|AB|取最大值時,k=________;當△ABC的面積最大時,k=________.
解析:圓的方程可化為(x-1)2+y2=1,圓心C(1,0),半徑為1,當直線過圓心時,弦AB為直徑,|AB|最大,此時k=1.設(shè)∠ACB=θ,則S△ABC=×1×1×sin θ=sin θ,當θ=90°時,△ABC的面積最大,此時圓心到直線的距離為,由d==,解得k=0或k=6.
答案:1 0或6
15.已知圓O:x2+y2=r2與圓C:(x-2)2+y2=r2(r>0)在第一象限的一個公共點為P,過點P作與x軸平行的直線分別交兩圓于不同兩點A,B(異于P點),且OA⊥OB,則直線OP的斜率是_
12、_______,r=________.
解析:兩圓的方程相減得,4x-4=0,則點P的橫坐標x=1.易知P為AB的中點,因為OA⊥OB,所以|OP|=|AP|=|PB|,所以△OAP為等邊三角形,所以∠APO=60°,因為AB∥x軸,所以∠POC=60°,所以直線OP的斜率為.設(shè)P(1,y1),則y1=,所以P(1,),代入圓O,解得r=2.
答案: 2
16.(2018·浦江模擬)設(shè)A是直線y=x-4上一點,P,Q是圓C:x2+(y-2)2=17上不同的兩點,若圓心C是△APQ的重心.則△APQ面積的最大值為________.
解析:如圖,∵圓心C是△APQ的重心,∴AC⊥PQ,
13、
設(shè)C到PQ的距離為x,則PQ=2,
則A到PQ的距離為3x,
∴S△PAQ=×2×3x
=3·x≤3·=.
當且僅當=x,即x=時等號成立.
∴△APQ面積的最大值為.
答案:
17.定義:若平面點集A中的任一個點(x0,y0),總存在正實數(shù)r,使得集合{(x,y)|0};
③{(x,y)||x+y|≤6};④{(x,y)|0
14、)為圓心,以r為半徑的圓面(不包括圓周),由開集的定義知,集合A應(yīng)該無邊界,故由①②③④表示的圖形知,只有②④符合題意.
答案:②④
B組——能力小題保分練
1.若a,b是正數(shù),直線2ax+by-2=0被圓x2+y2=4截得的弦長為2,則t=a取得最大值時a的值為( )
A. B.
C. D.
解析:選D 因為圓心到直線的距離d=,則直線被圓截得的弦長L=2=2=2,所以4a2+b2=4.則t=a=·(2a)·≤××=·[8a2+1+2(4-4a2)]=,當且僅當時等號成立,此時a=,故選D.
2.已知直線x+y-k=0(k>0)與圓x2+y2=4交于不同的兩點A,B,
15、O是坐標原點,且有|+|≥||,那么k的取值范圍是( )
A.(,+∞) B.[,+∞)
C.[,2) D.[,2)
解析:選C 當|+|=||時,O,A,B三點為等腰三角形AOB的三個頂點,其中OA=OB=2,∠AOB=120°,從而圓心O到直線x+y-k=0(k>0)的距離為1,即=1,解得k=;當k>時,|+|>||,又直線與圓x2+y2=4有兩個不同的交點,故<2,即k<2.綜上,k的取值范圍為[,2).
3.已知圓C:(x-1)2+y2=r2(r>0).設(shè)條件p:0
16、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
解析:選C 圓C:(x-1)2+y2=r2的圓心(1,0)到直線x-y+3=0的距離d==2.
當2-r>1,即0
17、直線與圓相交,此時圓上有3個點到直線的距離為1;
當r-2>1,即r>3時,直線與圓相交,此時圓上有4個點到直線的距離為1.
綜上,當0
18、直線方程得,-a-2b+1=0,即a=1-2b,則ab=(1-2b)b=-2b2+b=-22+≤,當b=時,ab有最大值,故ab的取值范圍為.
5.已知點A(3,0),若圓C:(x-t)2+(y-2t+4)2=1上存在點P,使|PA|=2|PO|,其中O為坐標原點,則圓心C的橫坐標t的取值范圍為________.
解析:設(shè)點P(x,y),因為|PA|=2|PO|,所以=2,化簡得(x+1)2+y2=4,所以點P在以M(-1,0)為圓心,2為半徑的圓上.由題意
知,點P(x,y)在圓C上,所以圓C與圓M有公共點,則1≤|CM|≤3,即1≤ ≤3,開方得1≤5t2-14t+17≤9.不等式5
19、t2-14t+16≥0的解集為
R;由5t2-14t+8≤0,得≤t≤2.所以圓心C的橫坐標t的取值范圍為.
答案:
6.設(shè)點M(x0,1),若在圓O:x2+y2=1上存在點N,使得∠OMN=45°,則x0的取值范圍是________.
解析:由題意可知M在直線y=1上運動,設(shè)直線y=1與圓x2+y2=1相切于點P(0,1).當x0=0即點M與點P重合時,顯然圓上存在點N(±1,0)符合要求;當x0≠0時,過M作圓的切線,切點之一為點P,此時對于圓上任意一點N,都有∠OMN≤∠OMP,故要存在∠OMN=45°,只需∠OMP≥45°.特別地,當∠OMP=45°時,有x0=±1.結(jié)合圖形可知,符合條件的x0的取值范圍為[-1,1].
答案:[-1,1]