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1、專題升級訓練13 直線與圓
(時間:60分鐘 滿分:100分)
一、選擇題(本大題共6小題,每小題6分,共36分)
1.已知點P(3,2)與點Q(1,4)關(guān)于直線l對稱,則直線l的方程為( ).
A.x-y+1=0 B.x-y=0
C.x+y+1=0 D.x+y=0
2.若直線3x+y+a=0過圓x2+y2-4y=0的圓心,則a的值為( ).
A.-1 B.1 C.2 D.-2
3.“a=3”是“直線ax+2y+2a=0和直線3x+(a-1)y-a+7=0平行”的( ).
A.充分而不必要條件
B.必要而不充
2、分條件
C.充要條件
D.既不充分也不必要條件
4.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( ).
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
5.(2012·四川涼山州二模,10)若直線y=kx(k≠0)與圓x2+y2=1相交于A,B兩點,且點C(3,0).若點M(a,b)滿足++=0,則a+b=( ).
A. B. C.2 D.1
6.若直線y=kx+1與圓x2+y2+
3、kx+my-4=0交于M,N兩點,且M,N關(guān)于直線x-y=0對稱,動點P(a,b)在不等式組表示的平面區(qū)域內(nèi)部及邊界上運動,則W=的取值范圍是( ).
A.[2,+∞)
B.(-∞,-2]
C.[-2,2]
D.(-∞,-2]∪[2,+∞)
二、填空題(本大題共3小題,每小題6分,共18分)
7.(2012·江蘇南京二模,7)已知圓C經(jīng)過直線2x-y+2=0與坐標軸的兩個交點,又經(jīng)過拋物線y2=8x的焦點,則圓C的方程為__________.
8.(2012·江蘇鎮(zhèn)江5月模擬,11)已知曲線C:x2+y2=9(x≥0,y≥0)與直線x+y=4相交于點A(x1,y1),B(x2,
4、y2),則x1y2+x2y1的值為__________.
9.設(shè)圓C位于拋物線y2=2x與直線x=3所圍成的封閉區(qū)域(包含邊界)內(nèi),則圓C的半徑能取到的最大值為__________.
三、解答題(本大題共3小題,共46分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、證明過程或演算步驟)
10.(本小題滿分15分)在平面直角坐標系xOy中,曲線y=x2-6x+1與坐標軸的交點都在圓C上.
(1)求圓C的方程;
(2)若圓C與直線x-y+a=0交于A,B兩點,且OA⊥OB,求a的值.
11.(本小題滿分15分)已知兩圓C1:x2+y2+4x-4y-5=0,C2:x2+y2-8x+4y+7=0.
(1)
5、證明此兩圓相切;
(2)求過點P(2,3),且與兩圓相切于點T(1,0)的圓的方程.
12.(本小題滿分16分)已知直線l:y=x+m,m∈R.
(1)若以點M(2,0)為圓心的圓與直線l相切于點P,且點P在y軸上,求該圓的方程.
(2)若直線l關(guān)于x軸對稱的直線為l′,問直線l′與拋物線C:x2=4y是否相切?說明理由.
參考答案
一、選擇題
1.A 解析:由題意知直線l與直線PQ垂直,
所以kl=-=-=1.
又直線l經(jīng)過PQ的中點(2,3),所以直線l的方程為y-3=x-2,即x-y+1=0.
2.D 解析:求出圓心的坐標,將圓心坐標代入直線方程即可.
3.A
6、
4.B 解析:圓心C1(-1,1)關(guān)于直線x-y-1=0的對稱點為C2(2,-2),故選B.
5.D 解析:將y=kx代入x2+y2=1并整理有(k2+1)x2-1=0,
∴x1+x2=0.
∵++=0,∴M為△ABC的重心.
∴a=,b=,
故a+b===1.
6.D 解析:圓方程可化為
2+2=(k2+m2+16).
由已知
解得k=-1,m=-1,
∴不等式組為
表示的平面區(qū)域如圖.
∴W=表示動點P(a,b)與定點Q(1,2)連線的斜率.
于是可知,W≤kAQ,或W≥kOQ,即W≤-2,或W≥2.故選D.
二、填空題
7.x2+y2-x-y-2=0
7、解析:直線與坐標軸的兩交點分別為A(-1,0),B(0,2),拋物線焦點坐標為F(2,0).
再運用待定系數(shù)法即可求出圓C的方程.
8.9 解析:將y=4-x代入x2+y2=9中并整理有2x2-8x+7=0,解得x1=2+,x2=2-,
從而得A,B,
故x1y2+x2y1=9.
9.-1 解析:如圖所示,若圓C的半徑取到最大值,需圓與拋物線及直線x=3同時相切,
設(shè)圓心的坐標為(a,0)(a<3),則圓的方程為(x-a)2+y2=(3-a)2,與拋物線方程y2=2x聯(lián)立得x2+(2-2a)x+6a-9=0,由判別式Δ=(2-2a)2-4(6a-9)=0,得a=4-,故此時半徑
8、為3-(4-)=-1.
三、解答題
10.解:(1)曲線y=x2-6x+1與y軸的交點為(0,1),與x軸的交點為(3+2,0),(3-2,0).
故可設(shè)C的圓心為(3,t),則有32+(t-1)2=(2)2+t2,解得t=1.
則圓C的半徑為=3.
所以圓C的方程為(x-3)2+(y-1)2=9.
(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),其坐標滿足方程組
消去y,得到方程2x2+(2a-8)x+a2-2a+1=0.
由已知可得,判別式Δ=56-16a-4a2>0.
從而x1+x2=4-a,x1x2=.①
由于OA⊥OB,可得x1x2+y1y2=0.
又y1=x1+a
9、,y2=x2+a,所以2x1x2+a(x1+x2)+a2=0.②
由①②得a=-1,滿足Δ>0,故a=-1.
11.(1)證明:兩圓的方程可分別化為
C1:(x+2)2+(y-2)2=13,C1(-2,2),r1=;
C2:(x-4)2+(y+2)2=13,C2(4,-2),r2=.
∴圓心距|C1C2|=2=r1+r2,即兩圓外切.
(2)解:設(shè)所求圓的方程為C3:(x-a)2+(y-b)2=r.
∵T(1,0)在C1,C2,C3上,
∴圓心(a,b)在直線lC1C2:y=-(x-1)上,
∴b=-(a-1).①
又由|C3P|=|C3T|,得(a-2)2+(b-3)2=
10、(a-1)2+b2.②
由方程①②,解得a=-4,b=,
∴r=(a-1)2+b2=,
故所求圓的方程為(x+4)2+2=.
12.解法一:(1)依題意,點P的坐標為(0,m).
因為MP⊥l,所以×1=-1.
解得m=2,即點P的坐標為(0,2).
從而圓的半徑
r=|MP|==2.
故所求圓的方程為(x-2)2+y2=8.
(2)因為直線l的方程為y=x+m,
所以直線l′的方程為y=-x-m.
由得x2+4x+4m=0.
Δ=42-4×4m=16(1-m).
①當m=1,即Δ=0時,直線l′與拋物線C相切;
②當m≠1,即Δ≠0時,直線l′與拋物線C不相切.
綜上,當m=1時,直線l′與拋物線C相切;當m≠1時,直線l′與拋物線C不相切.
解法二:(1)設(shè)所求圓的半徑為r,則圓的方程可設(shè)為(x-2)2+y2=r2.
依題意,所求圓與直線l:x-y+m=0相切于點P(0,m),
則解得
所以所求圓的方程為(x-2)2+y2=8.
(2)同解法一.