《2023屆大一輪復習 第49講 直線與圓的位置關系(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2023屆大一輪復習 第49講 直線與圓的位置關系(含解析)(8頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
1、2023屆大一輪復習 第49講 直線與圓的位置關系
一、選擇題(共11小題)
1. 直線 3x?y+m=0 與圓 x2+y2?2x?2=0 相切,則實數 m 等于 ??
A. 3 或 ?3 B. ?3 或 33 C. ?33 或 3 D. ?33 或 33
2. 已知圓的方程為 x2+y2?2x+6y+8=0,那么下列直線中經過圓心的直線方程為 ??
A. 2x?y+1=0 B. 2x+y+1=0 C. 2x?y?1=0 D. 2x+y?1=0
3. 已知直線 l 過點 ?2,0,當直線 l 與圓 x2+y2=2x 有兩個交點時,其斜率 k 的取值范圍是
2、 ??
A. ?22,22 B. ?2,2
C. ?24,24 D. ?18,18
4. 若直線 1+ax+y+1=0 與圓 x2+y2?2x=0 相切,則 a 的值為 ??
A. 1,?1 B. 2,?2 C. 1 D. ?1
5. 已知圓 C 的半徑為 2,圓心在 x 軸的正半軸上,直線 3x+4y+4=0 與圓 C 相切,則圓 C 的方程為 ??
A. x2+y2?2x?3=0 B. x2+y2+4x=0
C. x2+y2+2x?3=0 D. x2+y2?4x=0
6. 已知圓 x?22+y+12=16 的一條直徑通過直線 x?2y+3=
3、0 被圓所截弦的中點,則該直徑所在的直線方程為 ??
A. 3x+y?5=0 B. x?2y=0 C. x?2y+4=0 D. 2x+y?3=0
7. 設實數 x,y 滿足 x+22+y2=3,那么 yx 的取值范圍是 ??
A. ?33,33 B. ?∞,?33∪33,+∞
C. ?3,3 D. ?∞,?3∪3,+∞
8. 過點 P1,1 的直線,將圓形區(qū)域 x,yx2+y2≤4 分為兩部分,使得這兩部分的面積之差最大,則該直線的方程為 ??
A. x+y?2=0 B. y?1=0 C. x?y=0 D. x+3y?4=0
9. 正弦曲線 y=s
4、inx 上切線的斜率等于 12 的點為 ??
A. π3,32
B. ?π3,?32 或 π3,32
C. 2kπ+π3,32k∈Z
D. 2kπ+π3,32 或 2kπ?π3,?32k∈Z
10. 圓 x2+y2+2x+4y?3=0 上到直線 x+y+1=0 的距離為 2 的點共有 ??
A. 1 個 B. 2 個 C. 3 個 D. 4 個
11. 直線 x?2y?3=0 與圓 C:x?22+y+32=9 交于 E,F 兩點,則 △ECF 的面積為 ??
A. 32 B. 25 C. 355 D. 34
二、多選題(共2小題)
1
5、2. 已知圓 C:x?32+y?32=72,若直線 x+y?m=0 垂直于圓 C 的一條直徑,且經過這條直徑的一個三等分點,則 m= ??
A. 2 B. 4 C. 6 D. 10
13. 已知直線 x?2y+a=0 與圓 O:x2+y2=2 相交于 A,B 兩點(O 為坐標原點),且 △AOB 為等腰直角三角形,則實數 a 的值為 ??
A. 6 B. 5 C. ?6 D. ?5
三、填空題(共11小題)
14. 直線 x+3y+1=0 被圓 C:x2+y2?2x?3=0 截得的弦長為 ?.
15. 若直線 3x+4y
6、=b 與圓 x2+y2?2x?2y+1=0 相切,則實數 b= ?.
16. 直線 l 與圓 x2+y2+2x?4y+1=0 相交于兩點 A,B ,弦 AB 的中點為 (0,1) ,則直線 l 的方程為 ?.
17. 在直角坐標系 xOy 中,以 O 為圓心的圓被直線 x?3y=4 截得的弦長為 43 ,則圓 O 的方程為 ?.
18. 已知圓 C:x?12+y?32=9 的圓心 C 在直線 l 上,且 l 與直線 x+y?2=0 平行,則 l 的方程是
7、 ?.
19. 已知圓 C:x2+y2+2x+ay?3=0 ( a 為實數)上任意一點關于直線 l:x?y+2=0 的對稱點都在圓 C 上,則 a= ?.
20. 已知圓 C 的圓心在 x 軸的正半軸上,點 M0,5 在圓 C 上,且圓心到直線 2x?y=0 的距離為 455,則圓 C 的方程為 ?.
21. 過點 P?1,4 作圓 x2+y2?4x?6y+12=0 的切線,則切線長為 ?
22. 在平面直角坐標系 xOy 中,圓 C 的方程為 x2+y2?8x+15
8、=0,若直線 y=kx?2 上至少存在一點,使得以該點為圓心,1 為半徑的圓與圓 C 有公共點,則 k 的最大值為 ?.
23. 若圓 O:x2+y2=16,點 P 在直線 x=8 上,過 P 點引圓 O 的兩條切線 PA,PB,切點為 A,B,則 △OAB 面積 S 的取值范圍是 ?.
24. 圓 x2+y2?4x=0 在點 P1,3 處的切線方程為 ?.
四、解答題(共6小題)
25. 求圓心為 C2,?1,且截直線 y=x?1 所得弦的弦長為 22 的圓的方程.
9、
26. 已知圓 O:x2+y2=r2(O 為原點)與 x 軸不重合的動直線 l 過定點 Dm,0m>r>0.且與圓 O 交于 P,Q 兩點(允許 P,Q 重合),點 S 為點 P 關于 x 軸的對稱點.
(1)若 m=2,r=1,P,Q 重合,求直線 SQ 與 x 軸的交點坐標;
(2)求 △OSQ 面積的最大值.
27. 回答問題:
(1)若圓 C 的方程是 x2+y2=r2,求證:過圓 C 上一點 Mx0,y0 的切線方程為 x0x+y0y=r2.
(2)若圓 C 的方程是 x?a2+y?b2=r2,則過圓 C 上一點 Mx0,y0 的切線方程為
10、 ?,并證明你的結論.
28. (1)點 Pa,b 在圓 C:x2+y2=r2r>0 上,求過點 P 的圓的切線方程;
(2)若點 Pa,b 在圓 C:x2+y2=r2r>0 內,判斷直線 ax+by=r2 與圓 C 的位置關系.
29. 已知圓 C:x?12+y+22=10,求滿足下列條件的圓的切線方程.
(1)與直線 l1:x+y?4=0 平行;
(2)與直線 l2:x?2y+4=0 垂直;
(3)過切點 A4,?1.
30. 已知圓 C:x2+y2=r2r>0,若直線 l1:x?y+2=0 與圓 C 相交于 A,B 兩點,且 AB=22.
(
11、1)求圓 C 的方程.
(2)請從條件①、條件②這兩個條件中選擇一個作為點 P 的坐標,求過點 P 與圓 C 相切的直線 l2 的方程.
① 2,?3;
② 1,3.
答案
1. C
【解析】圓的標準方程為 x?12+y2=3,圓心 1,0 到直線的距離 d=3+m3+1=3 時,直線與圓相切,解得 m=3 或 ?33.
2. B
3. C
【解析】設 l 的直線方程為 y=kx+2,將直線方程與圓方程聯立 y=kx+2,x2+y2=2x. 消 y 得 k2+1x2+4k2?2x+4k2=0,直線與圓有兩個交點,即 Δ>0,所以 k 的取值范圍為 ?24,2
12、4.
4. D
5. D
【解析】設圓 C 的圓心坐標為 a,0,則 d=∣3a+4×0+4∣32+42=2,a=2 或 a=?143(舍),于是圓心為 2,0,所以圓的方程為 x?22+y2=22.
6. D
【解析】直徑所在直線與 x?2y+3=0 垂直且過圓心,方程為 y??1=?2x?2.
7. C
【解析】如圖所示,
方程 x+22+y2=3 表示:
以 ?2,0 為圓心,3 為半徑的圓,
代數式 yx=y?0x?0 的幾何意義是:
圓上的點與 0,0 連線的斜率,
由圖象可得,當直線 y=kx 與圓相切時,yx 分別取到最大值和最小值,
由 3
13、=?2kk2+1 得,k=±3,
所以 yx 的取值范圍是 ?3,3.
8. A
【解析】要使直線將圓形區(qū)域分成兩部分的面積之差最大,通過觀察圖形,顯然只需該直線與直線 OP 垂直即可.
9. D
【解析】設斜率等于 12 的切線與曲線的切點為 Px0,y0.
因為 y?x=x0=cosx0=12,
所以 x0=2kπ+π3 或 x0=2kπ?π3k∈Z,
所以 y0=32 或 y0=?32.
10. C
11. B
12. A, D
【解析】圓 C:x?32+y?32=72 的圓心 C 的坐標為 3,3,半徑 r=62,因為直線 x+y?m=0
14、垂直于圓 C 的一條直徑,且經過這條直徑的一個三等分點,
所以圓心到直線的距離為 22,
則有 d=∣6?m∣1+1=22,解得 m=2或10,故選A、D.
13. B, D
【解析】因為直線 x?2y+a=0 與圓 O:x2+y2=2 相交于 A,B 兩點(O 為坐標原點),且 △AOB 為等腰直角三角形,所以 O 到直線 AB 的距離為 1,由點到直線的距離公式可得 ∣a∣12+?22=1,所以 a=±5.
14. 23
【解析】圓 C 的標準方程為 x?12+y2=4,則圓心 1,0 到直線 x+3y+1=0 的距離 d=1,則直線 x+3y+1=0 被圓 C 截
15、得的弦長為 24?1=23.
15. 2 或 12
【解析】因為直線 3x+4y=b 與圓心 1,1,半徑為 1 的圓相切,所以 ∣3+4?b∣32+42=1?b=2或12.
16. x?y+1=0
17. x2+y2=16
18. x+y?4=0
【解析】設直線為 x+y+m=0,代入點 1,3 得 m=?4.
19. ?2
【解析】由題意知圓心 ?1,?a2 在直線 l 上,即 ?1+a2+2=0 ,解得 a=?2 .
20. x?22+y2=9
【解析】設 Ca,0,a>0,則 ∣2a∣5=455,
解得 a=2,
所以 r=22+5=3,
故圓 C
16、 的方程為 x?22+y2=9.
21. 3
22. 43
【解析】圓 C 的方程可化為 x?42+y2=1,
所以圓心為 4,0,半徑為 1.
由題意知直線 y=kx?2 上至少存在一點 Ax0,kx0?2,使得以該點為圓心,1 為半徑的圓與圓 C 有交點,
所以存在 x0∈R,使得 ACmin≤1+1=2.
又 ACmin 為點 C 到直線 y=kx?2 的距離,
則 ∣4k?2∣1+k2≤2,解得 0≤k≤43,
所以 k 的最大值為 43.
23. S△OAB∈0,43
24. x?3y+2=0
【解析】先由半徑與切線的垂直關系求得切線斜率為 33,則過
17、 1,3 切線方程為 x?3y+2=0.
25. 設圓的方程為 x?22+y+12=r2r>0.
由題設知,圓心到直線 y=x?1 的距離為 d=2??1?112+12=2.
又直線 y=x?1 被圓截得的弦長為 22,
所以 22=2?r2?d2,即 22=2?r2?2.解得 r=2.
所以所求圓的方程為 x?22+y+12=4.
26. (1) 設直線 l:y=kx?2,則 d=1=∣2k∣1+k2,k=±33,直線 l:y=±33x?2,
聯立 x2+y2=1,y=±33x?2 解得:x=12,
即直線 SQ 與 x 軸的交點坐標是 12,0.
??????(
18、2) 設直線 l:x=ty+m,
聯立 x=ty+m,x2+y2=r2 得 1+t2y2+2tmy+m2?r2=0,
設 Px1,y1,Qx2,y2,Sx1,?y1,
則 y1+y2=?2tm1+t2,y1y2=m2?r21+t2,
直線 lSQ:y+y1=y2+y1x2?x1x?x1,
令 y=0 得 x=y1x2+y2x1y1+y2=2ty1y2+my1+y2y1+y2=r2m,
即直線 SQ 過定點 r2m,0,
所以 S△OSQ=12?r2m?y1+y2=r2∣t∣+1∣t∣,
由 Δ≥0,∣t∣≥m2?r2r.
(1)m2?r2r>1,即 m>2r 時,當 ∣t∣=
19、m2?r2r 時,Smax=r3m2?r2m2,
(2)0
20、r2,故所求的切線方程為 ax+by=r2.
??????(2) 由已知,得 a2+b2r2r2=r.
所以此直線與圓 C 相離.
29. (1) 設切線方程為 x+y+b=0,則 1?2+b2=10,
所以 b=1±25,
所以切線方程為 x+y+1±25=0.
??????(2) 設切線方程為 2x+y+m=0,則 2?2+m5=10,
所以 m=±52,
所以切線方程為 2x+y±52=0.
??????(3) 因為 kAC=?2+11?4=13,
所以過切點 A4,?1 的切線斜
21、率為 ?3,
所以過切點 A4,?1 的切線方程為 y+1=?3x?4,即 3x+y?11=0.
30. (1) 設圓心 C0,0 到直線 l1 的距離為 d,
則 r2?d2=AB22,即 d2=r2?2,
因為 d=21+1=2,所以 r2=4,
所以圓 C 的方程為 x2+y2=4.
??????(2) ①當直線 l2 斜率不存在時,l2 方程為 x=2,恰好與圓 C 相切,
當直線 l2 斜率存在時,
設 l2 方程為 y+3=kx?2,即 kx?y?2k?3=0,
則圓心 C 到 l2 的距離為 r=?2k?3k2+1=2,
即 2k+32=4k2+4,即 12k+9=4,所以 k=?512,
所以直線 l2 的方程為 512x+y+136=0,
綜上所述,直線 l2 的方程為 5x+12y+26=0 或 x=2.
②因為 1+3=4,
所以點 D1,3 在圓 C 上,即點 D 為切點,則 kCD=31=3,
因為 CD⊥l2,所以 kl2=?33,
所以直線 l2 的方程為 y?3=?33x?1,即 x+3y?4=0.
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