《(京津魯瓊專用)2020版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第二部分 專題五 解析幾何 第1講 直線與圓練典型習(xí)題 提數(shù)學(xué)素養(yǎng)(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(京津魯瓊專用)2020版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第二部分 專題五 解析幾何 第1講 直線與圓練典型習(xí)題 提數(shù)學(xué)素養(yǎng)(含解析)(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第1講 直線與圓
一、選擇題
1.已知直線l1過點(-2,0)且傾斜角為30°,直線l2過點(2,0)且與直線l1垂直,則直線l1與直線l2的交點坐標(biāo)為( )
A.(3,) B.(2,)
C.(1,) D.
解析:選C.直線l1的斜率k1=tan 30°=,因為直線l2與直線l1垂直,所以直線l2的斜率k2=-=-,所以直線l1的方程為y=(x+2),直線l2的方程為y=-(x-2),聯(lián)立解得即直線l1與直線l2的交點坐標(biāo)為(1,).
2.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的標(biāo)準(zhǔn)方程為( )
A.(x-1)2+(y-
2、)2=2
B.(x-1)2+(y-2)2=2
C.(x+1)2+(y+)2=4
D.(x-1)2+(y-)2=4
解析:選A.由題意得,圓C的半徑為=,圓心坐標(biāo)為(1,),所以圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-1)2+(y-)2=2,故選A.
3.已知圓M:x2+y2-2ay=0(a>0)截直線x+y=0所得線段的長度是2,則圓M與圓N:(x-1)2+(y-1)2=1的位置關(guān)系是( )
A.內(nèi)切 B.相交
C.外切 D.相離
解析:選B.圓M:x2+y2-2ay=0(a>0)可化為x2+(y-a)2=a2,由題意,M(0,a)到直線x+y=0的距離d=,所以a2=+2,解得a=2.所以圓
3、M:x2+(y-2)2=4,所以兩圓的圓心距為,半徑和為3,半徑差為1,故兩圓相交.
4.(多選)直線x-y+m=0與圓x2+y2-2x-1=0有兩個不同的交點的一個充分不必要條件是( )
A.0
4、+y-1=0與過定點Q的直線m:x-ay+3=0相交于點M,則|MP|2+|MQ|2=( )
A. B.
C.5 D.10
解析:選D.由題意知P(0,1),Q(-3,0),因為過定點P的直線ax+y-1=0與過定點Q的直線x-ay+3=0垂直,所以MP⊥MQ,所以|MP|2+|MQ|2=|PQ|2=9+1=10,故選D.
6.(一題多解)(2019·濰坊模擬)在平面直角坐標(biāo)系中,O為坐標(biāo)原點,直線x-ky+1=0與圓C:x2+y2=4相交于A,B兩點,=+,若點M在圓C上,則實數(shù)k的值為( )
A.-2 B.-1
C.0 D.1
解析:選C.法一:設(shè)A(x1,y1),B(x
5、2,y2),由得(k2+1)y2-2ky-3=0,則Δ=4k2+12(k2+1)>0,y1+y2=,x1+x2=k(y1+y2)-2=-,因為=+,故M,又點M在圓C上,故+=4,解得k=0.
法二:由直線與圓相交于A,B兩點,=+,且點M在圓C上,得圓心C(0,0)到直線x-ky+1=0的距離為半徑的一半,為1,即d==1,解得k=0.
二、填空題
7.過點(,0)引直線l與曲線y=相交于A,B兩點,O為坐標(biāo)原點,當(dāng)△AOB的面積取最大值時,直線l的斜率等于________.
解析:令P(,0),如圖,易知|OA|=|OB|=1,
所以S△AOB=|OA|·|OB|·sin∠AOB
6、
=sin∠AOB≤,
當(dāng)∠AOB=90°時,△AOB的面積取得最大值,此時過點O作OH⊥AB于點H,則|OH|=,
于是sin∠OPH===,易知∠OPH為銳角,所以∠OPH=30°,
則直線AB的傾斜角為150°,故直線AB的斜率為tan 150°=-.
答案:-
8.已知圓O:x2+y2=4到直線l:x+y=a的距離等于1的點至少有2個,則實數(shù)a的取值范圍為________.
解析:由圓的方程可知圓心為(0,0),半徑為2.因為圓O到直線l的距離等于1的點至少有2個,所以圓心到直線l的距離d
7、(2019·高考浙江卷)已知圓C的圓心坐標(biāo)是(0,m),半徑長是r.若直線2x-y+3=0與圓C相切于點A(-2,-1),則m=________,r=________.
解析:法一:設(shè)過點A(-2,-1)且與直線2x-y+3=0垂直的直線方程為l:x+2y+t=0,所以-2-2+t=0,所以t=4,所以l:x+2y+4=0.令x=0,得m=-2,則r==.
法二:因為直線2x-y+3=0與以點(0,m)為圓心的圓相切,且切點為A(-2,-1),所以×2=-1,所以m=-2,r==.
答案:-2
三、解答題
10.已知點M(-1,0),N(1,0),曲線E上任意一點到點M的距離均是到
8、點N的距離的倍.
(1)求曲線E的方程;
(2)已知m≠0,設(shè)直線l1:x-my-1=0交曲線E于A,C兩點,直線l2:mx+y-m=0交曲線E于B,D兩點.當(dāng)CD的斜率為-1時,求直線CD的方程.
解:(1)設(shè)曲線E上任意一點的坐標(biāo)為(x,y),
由題意得=·,
整理得x2+y2-4x+1=0,即(x-2)2+y2=3為所求.
(2)由題意知l1⊥l2,且兩條直線均恒過點N(1,0).設(shè)曲線E的圓心為E,則E(2,0),設(shè)線段CD的中點為P,連接EP,ED,NP,則直線EP:y=x-2.
設(shè)直線CD:y=-x+t,
由解得點P,
由圓的幾何性質(zhì),知|NP|=|CD|=,
9、而|NP|2=+,|ED|2=3,
|EP|2=,
所以+=3-,整理得t2-3t=0,解得t=0或t=3,
所以直線CD的方程為y=-x或y=-x+3.
11.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,曲線y=x2+mx-2與x軸交于A,B兩點,點C的坐標(biāo)為(0,1),當(dāng)m變化時,解答下列問題:
(1)能否出現(xiàn)AC⊥BC的情況?說明理由;
(2)證明過A,B,C三點的圓在y軸上截得的弦長為定值.
解:(1)不能出現(xiàn)AC⊥BC的情況,理由如下:
設(shè)A(x1,0),B(x2,0),則x1,x2滿足x2+mx-2=0,所以x1x2=-2.
又C的坐標(biāo)為(0,1),故AC的斜率與BC的斜率之積為·
10、=-,所以不能出現(xiàn)AC⊥BC的情況.
(2)證明:BC的中點坐標(biāo)為(,),可得BC的中垂線方程為y-=x2(x-).
由(1)可得x1+x2=-m,所以AB的中垂線方程為x=-.
聯(lián)立又x+mx2-2=0,
可得
所以過A,B,C三點的圓的圓心坐標(biāo)為(-,-),半徑r=.
故圓在y軸上截得的弦長為2=3,即過A,B,C三點的圓在y軸上截得的弦長為定值.
12.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點A(0,3),直線l:y=2x-4,設(shè)圓C的半徑為1,圓心在直線l上.
(1)若圓心C也在直線y=x-1上,過點A作圓C的切線,求切線的方程;
(2)若圓C上存在點M,使|MA|=2|MO|,
11、求圓心C的橫坐標(biāo)a的取值范圍.
解:(1)因為圓心在直線l:y=2x-4上,也在直線y=x-1上,所以解方程組得圓心C(3,2),
又因為圓C的半徑為1,
所以圓C的方程為(x-3)2+(y-2)2=1,
又因為點A(0,3),顯然過點A,圓C的切線的斜率存在,設(shè)所求的切線方程為y=kx+3,即kx-y+3=0,
所以=1,解得k=0或k=-,
所以所求切線方程為y=3或y=-x+3,
即y-3=0或3x+4y-12=0.
(2)因為圓C的圓心在直線l:y=2x-4上,
所以設(shè)圓心C為(a,2a-4),
又因為圓C的半徑為1,
則圓C的方程為(x-a)2+(y-2a+4)2=1.
設(shè)M(x,y),又因為|MA|=2|MO|,則有
=2,
整理得x2+(y+1)2=4,其表示圓心為(0,-1),半徑為2的圓,設(shè)為圓D,
所以點M既在圓C上,又在圓D上,即圓C與圓D有交點,所以2-1≤≤2+1,
解得0≤a≤,
所以圓心C的橫坐標(biāo)a的取值范圍為.
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