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課時作業(yè)(二十二) 圓的標準方程
A組 基礎鞏固
1.以兩點A(-3,-1)和B(5,5)為直徑端點的圓的方程是( )
A.(x-1)2+(y-2)2=10
B.(x-1)2+(y-2)2=100
C.(x-1)2+(y-2)2=5
D.(x-1)2+(y-2)2=25
解析:圓心坐標為(1,2),半徑r==5,故所求圓的方程為(x-1)2+(y-2)2=25.
答案:D
2.方程y=表示的曲線是( )
A.一條射線 B.一個圓
C.兩條射線 D.半個圓
解析:y=可化為x2
2、+y2=9(y≥0),故表示的曲線為圓x2+y2=9位于x軸及其上方的半個圓.
答案:D
3.△ABC的三個頂點的坐標分別為A(1,0),B(3,0),C(3,4),則△ABC的外接圓方程是( )
A.(x-2)2+(y-2)2=20
B.(x-2)2+(y-2)2=10
C.(x-2)2+(y-2)2=5
D.(x-2)2+(y-2)2=
解析:易知△ABC是直角三角形,∠B=90°,所以圓心是斜邊AC的中點(2,2),半徑是斜邊長的一半,即r=,所以外接圓的方程為(x-2)2+(y-2)2=5.
答案:C
4.圓心為C(-1,2),且一條直徑的兩個端點落在兩坐標軸上的圓
3、的方程是( )
A.(x-1)2+(y+2)2=5
B.(x-1)2+(y+2)2=20
C.(x+1)2+(y-2)2=5
D.(x+1)2+(y-2)2=20
解析:本題考查確定圓的方法.因為直徑的兩個端點在兩坐標軸上,所以該圓一定過原點,所以半徑r==,又圓心為C(-1,2),故圓的方程為(x+1)2+(y-2)2=5,故選C.
答案:C
5.設P是圓(x-3)2+(y+1)2=4上的動點,Q是直線x=-3上的動點,則|PQ|的最小值為( )
A.6 B.4
C.3 D.2
解析:本題考查圓的性質(zhì).由題意,知|PQ|的最小值即為圓心到直線x=-3的距離減去半徑
4、長,即|PQ|的最小值為6-2=4,故選B.
答案:B
6.若直線y=ax+b經(jīng)過第一、二、四象限,則圓(x+a)2+(y+b)2=1的圓心位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
解析:本題考查圓的圓心坐標的位置判斷.因為直線y=ax+b經(jīng)過第一、二、四象限,所以a<0,b>0,即-a>0,-b<0,所以圓心(-a,-b)在第四象限,故選D.
答案:D
7.圓(x+2)2+(y+3)2=1關于原點對稱的圓的方程是__________.
解析:本題考查圓的性質(zhì).圓(x+2)2+(y+3)2=1的圓心坐標為(-2,-3),半徑為1,則關于原點對稱的
5、圓的圓心坐標為(2,3),半徑不變,所以所求圓的方程為(x-2)2+(y-3)2=1.
答案:(x-2)2+(y-3)2=1
8.點(5+1,)在圓(x-1)2+y2=26的內(nèi)部,則a的取值范圍是__________.
解析:由于點在圓的內(nèi)部,所以(5+1-1)2+()2<26,即26a<26,又a≥0,解得0≤a<1.
答案:0≤a<1
9.圓x2+y2=4上的點到點A(3,4)的距離的最大值和最小值分別為________.
解析:∵32+42=25>4,∴點A(3,4)在圓外.已知圓的半徑r=2,|OA|==5.結合圖形可知,圓上的點到點A(3,4)的距離的最大值為|OA|+r
6、=7,最小值|OA|-r=3.
答案:7和3
10.已知圓心在x軸上的圓C與y軸交于兩點A(1,0),B(5,0).
(1)求此圓的標準方程;
(2)設P(x,y)為圓C上任意一點,求點P(x,y)到直線x-y+1=0的距離的最大值和最小值.
解析:(1)由題意,結合圖(1)可知圓心(3,0),r=2,所以圓C的標準方程為(x-3)2+y2=4.
(2)如圖(2)所示,過點C作CD垂直于直線x-y+1=0,垂足為D.
由點到直線的距離公式可得|CD|==2.
又P(x,y)是圓C上的任意一點,而圓C的半徑為2.結合圖形易知點P到直線x-y+1=0的距離的最大值為2+2,最小值為
7、2-2.
圖(1) 圖(2)
B組 能力提升
11.已知圓C:x2+y2+ax+2y+a2=0和定點A(1,2),要使過點A的圓C的切線有且僅有兩條,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A.(-,) B.(-,)
C.(-∞,+∞) D.(0,+∞)
解析:本題主要考查點與圓的位置關系.通過配方可得圓C的標準方程為(x+)2+(y+1)2=.由題意知點A(1,2)在圓外,得(1+2)+(2+1)2>>0,解得-<a<,即實數(shù)a的取值范圍是(-,).故選A.
答案:A
12.已知圓M的圓心坐標為(3,4),且A(-1,1),B(1,0),C(-2,3)三點一個在圓M內(nèi),
8、一個在圓M上,一個在圓M外,則圓M的方程為__________.
解析:本題考查點與圓的位置關系.∵|MA|==5,|MB|==2,|MC|==,∴|MB|<|MA|<|MC|,∴點B在圓M內(nèi),點A在圓M上,點C在圓M外,∴圓的半徑r=|MA|=5,∴圓M的方程為(x-3)2+(y-4)2=25.
答案:(x-3)2+(y-4)2=25
13.已知圓C:(x-5)2+(y-7)2=4,一束光線從點A(-1,1)經(jīng)x軸反射到圓周上,求光線的最短路程,并求此時的反射光線和入射光線的方程.
解析:如圖,作點A(-1,1)關于x軸的對稱點A′(-1,-1),連接A′C,交x軸于點B,連接A
9、B.由平面幾何的知識可知,光線從點A經(jīng)x軸反射到圓周上的最短路程等于|A′C|-r.圓C:(x-5)2+(y-7)2=4的圓心為(5,7),半徑為2.|A′C|==10,
∴該最短距離為10-2=8.
由直線方程的兩點式得,反射光線A′C的方程為=,
即4x-3y+1=0.同理,作C點關于x軸的對稱點C′(5,-7),連接AC′,AC′即為入射光線,其方程為=,即4x+3y+1=0.
14.平面直角坐標系中有A(0,1),B(2,1),C(3,4),D(-1,2)四點,這四點能否在同一個圓上,為什么?
解析:設過A(0,1),B(2,1),C(3,4)的圓的方程為(x-a)2+(y-b)2=r2.
將A,B,C三點的坐標分別代入有
解得
∴圓的方程為(x-1)2+(y-3)2=5.
將D(-1,2)的坐標代入上式圓的方程左邊,
(-1-1)2+(2-3)2=4+1=5,
即D點坐標適合此圓的方程.
故A,B,C,D四點在同一圓上.
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