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1、
第八章 第3節(jié) 圓的方程
[基礎訓練組]
1.(導學號14578062)(2018漳州市模擬)圓(x-1)2+(y-2)2=1關于直線y=x對稱的圓的方程為( )
A.(x-2)2+(y-1)2=1
B.(x+1)2+(y-2)2=1
C.(x+2)2+(y-1)2=1
D.(x-1)2+(y+2)2=1
解析:A [已知圓的圓心C(1,2)關于直線y=x對稱的點為C′(2,1),∴圓(x-1)2+(y-2)2=1關于直線y=x對稱的圓的方程為(x-2)2+(y-1)2=1,故選A.]
2.(導學號14578063)方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1
2、=0表示圓,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A.(-∞,-2)∪ B.
C.(-2,0) D.
解析:D [方程為2+(y+a)2=1-a-表示圓,
則1-a->0,解得-2<a<.]
3.(導學號14578064)(2018吉林長春市質量監(jiān)測二)設m,n∈R,若直線(m+1)x+(n+1)y-2=0與圓(x-1)2+(y-1)2=1相切,則m+n的取值范圍是( )
A.(-∞,2-2]∪[2+2,+∞)
B.(-∞,-2]∪[2,+∞)
C.[2-2,2+2]
D.(-∞,-2]∪[2,+∞)
解析:A [由直線與圓相切可知|m+n|=,整理得mn=m+n+1,由
3、mn≤2可知m+n+1≤(m+n)2,解得m+n∈(-∞,2-2]∪[2+2,+∞). 故選A.]
4.(導學號14578065)(2018淄博市調研)點P(4,-2)與圓x2+y2=4上任一點連線的中點的軌跡方程是( )
A.(x-2)2+(y+1)2=1
B.(x-2)2+(y+1)2=4
C.(x+4)2+(y-2)2=4
D.(x+2)2+(y-1)2=1
解析:A [設圓上任一點為Q(x0,y0),PQ的中點為M(x,y),
則解得
因為點Q在圓x2+y2=4上,所以x+y=4,
即(2x-4)2+(2y+2)2=4,化簡得(x-2)2+(y+1)2=1.]
4、5.(導學號14578066)(2015高考全國Ⅱ卷)已知三點A(1,0),B(0,),C(2,),則△ABC外接圓的圓心到原點的距離為( )
A. B.
C. D.
解析:B [由點B(0,),C(2,),得線段BC的垂直平分線方程為x=1,①
由點A(1,0),B(0,),得線段AB的垂直平分線方程為y-=,②
聯(lián)立①②,解得△ABC外接圓的圓心坐標為,
其到原點的距離為=.故選B.]
6.(導學號14578067)若圓C經(jīng)過坐標原點和點(4,0),且與直線y=1相切,則圓C的方程是 ________ .
解析:設圓心C坐標為(2,b)(b<0),則|b|+1=
5、.解得b=-,半徑r=|b|+1=,故圓C的方程為(x-2)2+2=.
答案:(x-2)2+2=
7.(導學號14578068)(2018廣州市模擬)已知圓C:x2+y2+kx+2y=-k2,當圓C的面積取最大值時,圓心C的坐標為 ________ .
解析:圓C的方程可化為2+(y+1)2=-k2+1,
所以,當k=0時,圓C的面積最大.
答案:(0,-1)
8.(導學號14578069)已知圓x2+y2+2x-4y+a=0關于直線y=2x+b成軸對稱,則a-b的取值范圍是 ________ .
解析:∵圓的方程可化為(x+1)2+(y-2)2=5-a,
∴其圓心為(-
6、1,2),且5-a>0,
即a<5.
又圓關于直線y=2x+b成軸對稱,
∴2=-2+b,∴b=4.∴a-b=a-4<1.
答案:(-∞,1)
9.(導學號14578070)已知三條直線l1:x-2y=0,l2:y+1=0,l3:2x+y-1=0兩兩相交,先畫出圖形,再求過這三個交點的圓的方程.
解:l2平行于x軸,l1與l3互相垂直.三交點A,B,C連線構成直角三角形,經(jīng)過A,B,C三點的圓就是以AB為直徑的圓.
解方程組得所以點A的坐標是(-2,-1).
解方程組得所以點B的坐標是(1,-1).
線段AB的中點坐標是,
又|AB|==3.
故所求圓的標準方程是2+
7、(y+1)2=.
10.(導學號14578071)在△ABC中,已知|BC|=2,且=m,求點A的軌跡方程,并說明軌跡是什么圖形.
解:如圖,以直線BC為x軸、線段BC的中點為原點,建立直角坐標系,則有B(-1,0),C(1,0).
設點A的坐標為(x,y),
由=m,得=m,
整理得(m2-1)x2+(m2-1)y2-2(m2+1)x+(m2-1)=0.①
當m2=1時,m=1,方程是x=0,軌跡是y軸.
當m2≠1時,對①式配方,得2+y2=.
所以點A的軌跡是以為圓心,為半徑的圓(除去圓與BC的交點).
[能力提升組]
11.(導學號14578072)若直線ax+
8、2by-2=0(a>0,b>0)始終平分圓x2+y2-4x-2y-8=0的周長,則+的最小值為( )
A.1 B.5
C.4 D.3+2
解析:D [由題意知圓心C(2,1)在直線ax+2by-2=0上,
∴2a+2b-2=0,整理得a+b=1,
∴+=(a+b)=3++≥3+2 =3+2,
當且僅當=,即b=2-,a=-1時,等號成立.
∴+的最小值為3+2.
12.(導學號14578073)已知平面區(qū)域恰好被面積最小的圓C:(x-a)2+(y-b)2=r2及其內部所覆蓋,則圓C的方程為( )
A.(x-2)2+(y-1)2=5
B.A(x+2)2+(y-1)
9、2=5
C.(x-2)2+(y+1)2=5
D.(x+2)2+(y+1)2=5
解析:A [由題意知,此平面區(qū)域表示的是以O(0,0),P(4,0),Q(0,2)所構成的三角形及其內部如圖,所以能覆蓋它且面積最小的圓是其外接圓.
∵△OPQ為直角三角形,
∴圓心為斜邊PQ的中點(2,1),半徑r==,
因此圓C的方程為(x-2)2+(y-1)2=5.]
13.(導學號14578074)已知圓C:(x-3)2+(y-4)2=1,設點P是圓C上的動點.記d=|PB|2+|PA|2,其中A(0,1),B(0,-1),則d的最大值為 ________ .
解析:設P(x0,y0),
10、d=|PB|2+|PA|2=x+(y0+1)2+x+(y0-1)2=2(x+y)+2.x+y為圓上任一點到原點距離的平方,∴(x+y)max=(5+1)2=36,∴dmax=74.
答案:74
14.(導學號14578075)(2016高考江蘇卷)如圖,在平面直角坐標系xOy中,已知以M為圓心的圓M:x2+y2-12x-14y+60=0及其上一點A(2,4).
(1)設圓N與x軸相切,與圓M外切,且圓心N在直線x=6上,求圓N的標準方程;
(2)設平行于OA的直線l與圓M相交于B,C兩點,且|BC|=|OA|,求直線l的方程;
(3)設點T(t,0)滿足:存在圓M上的兩點P和Q,
11、使得+=,求實數(shù)t的取值范圍.
解:(1)圓M的方程化為標準形式為(x-6)2+(y-7)2=25,圓心M(6,7),半徑r=5.
由題意,設圓N的方程為(x-6)2+(y-b)2=b2(b>0),
且=b+5.
解得b=1,∴圓N的標準方程為(x-6)2+(y-1)2=1.
(2)∵kOA=2,∴可設直線l的方程為y=2x+m,
即2x-y+m=0.又|BC|=|OA|==2.
由題意,圓M的圓心M(6,7)到直線l的距離為d===2,
即=2,解得m=5或m=-15.
∴直線l的方程為2x-y+5=0或2x-y-15=0.
(3)由+=,則四邊形AQPT為平行四邊形,
又∵P,Q為圓M上的兩點,∴|PQ|≤2r=10.
∴|TA|=|PQ|≤10,即≤10,
解得2-2≤t≤2+2.
故所求t的范圍為[2-2,2+2.
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