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專題六 解析幾何 第一講 直線與圓適考素能特訓(xùn) 理
一、選擇題
1.[2015湖南岳陽(yáng)一模]已知圓C:x2+(y-3)2=4,過(guò)A(-1,0)的直線l與圓C相交于P,Q兩點(diǎn).若|PQ|=2,則直線l的方程為( )
A.x=-1或4x+3y-4=0
B.x=-1或4x-3y+4=0
C.x=1或4x-3y+4=0
D.x=1或4x+3y-4=0
答案 B
解析 當(dāng)直線l與x軸垂直時(shí),易知x=-1符合題意;當(dāng)直線l與x軸不垂直時(shí),設(shè)直線l的方程為y=k(x+1),由|PQ|=2,則圓心C到直線l的距離d==1,解得k=,此時(shí)直線l的方程為y=(x+1).故所求直線l的方程為x=-1或4x-3y+4=0.
2.[2016重慶測(cè)試]已知圓C:(x-1)2+(y-2)2=2與y軸在第二象限所圍區(qū)域的面積為S,直線y=2x+b分圓C的內(nèi)部為兩部分,其中一部分的面積也為S,則b=( )
A.- B.
C.- D.
答案 D
解析 本題考查圓的性質(zhì)、點(diǎn)到直線的距離公式與數(shù)形結(jié)合思想.依題意圓心C的坐標(biāo)為(1,2),則圓心C到y(tǒng)軸的距離為1,由圓的對(duì)稱性可知,若直線2x-y+b=0分得圓C內(nèi)部的一部分面積也為S,則圓心C(1,2)到直線2x-y+b=0的距離等于1,于是有=1,解得b=,故選D.
3.[2016南昌一模]已知點(diǎn)P在直線x+3y-2=0上,點(diǎn)Q在直線x+3y+6=0上,線段PQ的中點(diǎn)為M(x0,y0),且y0
0,當(dāng)點(diǎn)位于射線BN(不包括端點(diǎn)B)上時(shí),kOM<-,所以的取值范圍是∪(0,+∞),故選D.
4.[2016金版原創(chuàng)四]傾斜角互補(bǔ)的直線l1:m1x-y+1-m1=0,l2:m2x-y+1-m2=0分別被圓O:x2+y2=4所截得的弦長(zhǎng)之比為,則m1m2=( )
A.-9或- B.9或
C.-9 D.-
答案 A
解析 本題考查直線與圓的位置關(guān)系.由題可知兩條直線斜率分別為m1,m2,又兩直線的傾斜角互補(bǔ),所以斜率互為相反數(shù),即m1+m2=0,被圓O:x2+y2=4所截得的弦長(zhǎng)之比為=,化簡(jiǎn)得3m-10m1+3=0,解得m1=或3,所以m1m2=-m=-或-9,故選A.
5.[2016廣東綜合測(cè)試]已知直線x+y-k=0(k>0)與圓x2+y2=4交于不同的兩點(diǎn)A,B,O是原點(diǎn),且有|+|≥||,則k的取值范圍是( )
A.(,+∞) B.[,+∞)
C.[,2) D.[,2]
答案 C
解析 本題考查直線與圓的位置關(guān)系、平面向量的運(yùn)算.設(shè)AB的中點(diǎn)為D,則OD⊥AB,因?yàn)閨+|≥||,所以|2|≥||,||≤2||,又因?yàn)閨|2+||2=4,所以||≥1.因?yàn)橹本€x+y-k=0(k>0)與圓x2+y2=4交于不同的兩點(diǎn),所以||<2,所以1≤<2,解得≤k<2,故選C.
6.已知點(diǎn)A(-2,0),B(0,2),若點(diǎn)C是圓x2-2ax+y2+a2-1=0上的動(dòng)點(diǎn),△ABC面積的最小值為3-,則a的值為( )
A.1 B.-5
C.1或-5 D.5
答案 C
解析 解法一:圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-a)2+y2=1,圓心M(a,0)到直線AB:x-y+2=0的距離為d=,
可知圓上的點(diǎn)到直線AB的最短距離為d-1=-1,(S△ABC)min=2=3-,
解得a=1或-5.
解法二:圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-a)2+y2=1,設(shè)C的坐標(biāo)為(a+cosθ,sinθ),C點(diǎn)到直線AB:x-y+2=0的距離為
d==,
△ABC的面積為
S△ABC=2
=,
當(dāng)a≥0時(shí),a+2-=3-,解得a=1;
當(dāng)-2≤a<0時(shí),|a+2-|=3-,無(wú)解;
當(dāng)a<-2時(shí),|a+2+|=3-,解得a=-5.
故a=1或-5.
解法三:設(shè)與AB平行且與圓相切的直線l′的方程為x-y+m=0(m≠2),圓心M(a,0)到直線l′的距離d=1,即=1,解得m=-a,
兩平行線l,l′之間的距離就是圓上的點(diǎn)到直線AB的最短距離,
即=,
(S△ABC)min=2=|-a-2|.
當(dāng)a≥0時(shí),|-a-2|=3-,解得a=1.
當(dāng)a<0時(shí),|-a-2|=3-,解得a=-5.
故a=1或-5.
二、填空題
7.[2015福建廈門一模]已知a>0,b>0,若直線l1:x+a2y+2=0與直線l2:(a2+1)x-by+3=0互相垂直,則ab的最小值是________.
答案 2
解析 依題意可得,1(a2+1)+a2(-b)=0,a2-a2b+1=0,∴b=,∴ab==a+≥2.
當(dāng)且僅當(dāng)a=,即a=1,b=2時(shí),ab取到最小值2.
8.[2015云南統(tǒng)考]已知f(x)=x3+ax-2b,如果f(x)的圖象在切點(diǎn)P(1,-2)處的切線與圓(x-2)2+(y+4)2=5相切,那么3a+2b=________.
答案?。?
解析 由題意得f(1)=-2?a-2b=-3,
又∵f′(x)=3x2+a,
∴f(x)的圖象在點(diǎn)P(1,-2)處的切線方程為
y+2=(3+a)(x-1),
即(3+a)x-y-a-5=0,
∴=?a=-,
∴b=,∴3a+2b=-7.
9.[2015山東青島質(zhì)檢]在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知點(diǎn)P(3,0)在圓C:x2+y2-2mx-4y+m2-28=0內(nèi),動(dòng)直線AB過(guò)點(diǎn)P且交圓C于A,B兩點(diǎn).若△ABC的面積的最大值為16,則實(shí)數(shù)m的取值范圍為_(kāi)_______.
答案 (3-2,3-2]∪[3+2,3+2)
解析 由題意得圓心C(m,2),半徑r=4.因?yàn)辄c(diǎn)P(3,0)在圓C:x2+y2-2mx-4y+m2-28=0內(nèi),所以32+0-6m-0+m2-28<0,解得3-2,
解得k<-或k>1.
11.[2016江西九江三模]已知點(diǎn)P是圓F1:(x+)2+y2=16上任意一點(diǎn),點(diǎn)F2與點(diǎn)F1關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,線段PF2的中垂線與PF1交于M點(diǎn).
(1)求點(diǎn)M的軌跡C的方程;
(2)設(shè)軌跡C與x軸的左、右兩個(gè)交點(diǎn)分別為A,B,點(diǎn)K是軌跡C上異于A,B的任意一點(diǎn),KH⊥x軸,H為垂足,延長(zhǎng)HK到點(diǎn)Q使得|HK|=|KQ|,連接AQ并延長(zhǎng)交過(guò)B且垂直于x軸的直線l于點(diǎn)D,N為DB的中點(diǎn).試判斷直線QN與以AB為直徑的圓O的位置關(guān)系.
解 (1)由題意得,F(xiàn)1(-,0),F(xiàn)2(,0),
圓F1的半徑為4,且|MF2|=|MP|,
從而|MF1|+|MF2|=|MF1|+|MP|=4>|F1F2|=2,
∴點(diǎn)M的軌跡是以F1,F(xiàn)2為左、右焦點(diǎn)的橢圓,其中長(zhǎng)軸長(zhǎng)2a=4,焦距2c=2,
則短半軸長(zhǎng)b===1,
∴點(diǎn)M的軌跡C的方程為+y2=1.
(2)如圖,設(shè)K(x0,y0),則+y=1.
∵|HK|=|KQ|,
∴Q(x0,2y0).
∴|OQ|==2,
∴Q點(diǎn)在以O(shè)為圓心,2為半徑的圓上,即Q點(diǎn)在以AB為直徑的圓O上.
又A(-2,0),
∴直線AQ的方程為y=(x+2).
令x=2,得D.
又B(2,0),N為DB的中點(diǎn),
∴N.
∴=(x0,2y0),=.
∴=x0(x0-2)+2y0
=x0(x0-2)+
=x0(x0-2)+
=x0(x0-2)+x0(2-x0)=0.
∴⊥.
∴直線QN與以AB為直徑的圓O相切.
12.[2015福建高考]已知橢圓E:+=1(a>b>0)過(guò)點(diǎn)(0,),且離心率e=.
(1)求橢圓E的方程;
(2)設(shè)直線l:x=my-1(m∈R)交橢圓E于A,B兩點(diǎn),判斷點(diǎn)G與以線段AB為直徑的圓的位置關(guān)系,并說(shuō)明理由.
解 (1)由已知得,
解得
所以橢圓E的方程為+=1.
(2)設(shè)點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中點(diǎn)為H(x0,y0).
由
得(m2+2)y2-2my-3=0,
所以y1+y2=,y1y2=-,
從而y0=.
所以|GH|2=2+y=(my0+)2+y=(m2+1)y+my0+.
====(1+m2)(y-y1y2),
故|GH|2-=my0+(1+m2)y1y2+=-+=>0,
所以|GH|>.
故點(diǎn)G在以AB為直徑的圓外.
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