同步優(yōu)化探究理數(shù)北師大版練習(xí)：第八章 第四節(jié)　直線(xiàn)與圓、圓與圓的位置關(guān)系 Word版含解析

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1、課時(shí)作業(yè) A組——基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練 1．圓心為(4,0)且與直線(xiàn)x－y＝0相切的圓的方程為(　　) A．(x－4)2＋y2＝1　　 B．(x－4)2＋y2＝12 C．(x－4)2＋y2＝6 D．(x＋4)2＋y2＝9 解析：由題意，知圓的半徑為圓心到直線(xiàn)x－y＝0的距離，即r＝＝2，結(jié)合圓心坐標(biāo)可知，圓的方程為(x－4)2＋y2＝12，故選B. 答案：B 2．(2018石家莊質(zhì)檢)若a，b是正數(shù)，直線(xiàn)2ax＋by－2＝0被圓x2＋y2＝4截得的弦長(zhǎng)為2，則t＝a取得最大值時(shí)a的值為(　　) A.　　　B.　　　C.　　　D. 解析：因?yàn)閳A心到直線(xiàn)的距離d＝，則直線(xiàn)被圓截得的弦長(zhǎng)L

2、＝2＝2 ＝2，所以4a2＋b2＝4.t＝a＝(2a)≤[(2a)2＋()2]＝[8a2＋1＋2(4－4a2)]＝，當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立，此時(shí)a＝，故選D. 答案：D 3．(2018惠州模擬)已知圓O：x2＋y2＝4上到直線(xiàn)l：x＋y＝a的距離等于1的點(diǎn)恰有3個(gè)，則實(shí)數(shù)a的值為(　　) A．2 B. C．－或 D．－2或2 解析：因?yàn)閳A上到直線(xiàn)l的距離等于1的點(diǎn)恰好有3個(gè)，所以圓心到直線(xiàn)l的距離d＝1，即d＝＝1，解得a＝.故選C. 答案：C 4．在平面直角坐標(biāo)系xOy中，直線(xiàn)x＋2y－3＝0被圓(x－2)2＋(y＋1)2＝4截得的弦長(zhǎng)為 ．

3、解析：已知圓的圓心為(2，－1)，半徑r＝2. 圓心到直線(xiàn)的距離d＝＝， 所以弦長(zhǎng)為2＝2 ＝. 答案： 5．已知m>0，n>0，若直線(xiàn)(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 ． 解析：因?yàn)閙>0，n>0，直線(xiàn)(m＋1)x＋(n＋1)y－2＝0與圓(x－1)2＋(y－1)2＝1相切，所以圓心C(1,1)到直線(xiàn)的距離d＝＝1，即|m＋n|＝，兩邊平方并整理得，m＋n＋1＝mn≤()2，即(m＋n)2－4(m＋n)－4≥0，解得m＋n≥2＋2，所以m＋n的取值范圍為[2＋2，＋∞)． 答案：[2＋2，

4、＋∞) 6．兩圓x2＋y2＋2ax＋a2－4＝0和x2＋y2－4by－1＋4b2＝0恰有三條公切線(xiàn)，若a∈R，b∈R且ab≠0，則＋的最小值為 ． 解析：兩圓x2＋y2＋2ax＋a2－4＝0和x2＋y2－4by－1＋4b2＝0配方得，(x＋a)2＋y2＝4，x2＋(y－2b)2＝1，依題意得兩圓相外切，故＝1＋2＝3，即a2＋4b2＝9，＋＝(＋)(＋)＝＋＋＋≥＋2 ＝1，當(dāng)且僅當(dāng)＝，即a2＝2b2時(shí)等號(hào)成立，故＋的最小值為1. 答案：1 7．已知矩形ABCD的對(duì)角線(xiàn)交于點(diǎn)P(2,0)，邊AB所在的直線(xiàn)方程為x＋y－2＝0，點(diǎn)(－1,1)在邊AD所在的直

5、線(xiàn)上． (1)求矩形ABCD的外接圓方程； (2)已知直線(xiàn)l：(1－2k)x＋(1＋k)y－5＋4k＝0(k∈R)，求證：直線(xiàn)l與矩形ABCD的外接圓相交，并求最短弦長(zhǎng)． 解析：(1)依題意得AB⊥AD，∵kAB＝－1， ∴kAD＝1， ∴直線(xiàn)AD的方程為y－1＝x＋1，即y＝x＋2. 解得即A(0,2)． 矩形ABCD的外接圓是以P(2,0)為圓心， |AP|＝2為半徑的圓，方程為(x－2)2＋y2＝8. (2)直線(xiàn)l的方程可整理為(x＋y－5)＋k(y－2x＋4)＝0，k∈R， ∴解得 ∴直線(xiàn)l過(guò)定點(diǎn)M(3,2)． 又∵點(diǎn)M(3,2)在圓內(nèi)，∴直線(xiàn)l與圓相交． ∵

6、圓心P與定點(diǎn)M的距離d＝， 最短弦長(zhǎng)為2＝2. 8．已知圓C1：x2＋y2－2mx＋4y＋m2－5＝0，圓C2：x2＋y2＋2x－2my＋m2－3＝0，m為何值時(shí)， (1)圓C1與圓C2外切； (2)圓C1與圓C2內(nèi)含． 解析：對(duì)于圓C1與圓C2的方程，經(jīng)配方后得 C1：(x－m)2＋(y＋2)2＝9； C2：(x＋1)2＋(y－m)2＝4. (1)如果圓C1與圓C2外切，則有 ＝3＋2， (m＋1)2＋(－2－m)2＝25， m2＋3m－10＝0，解得m＝－5或m＝2. 所以當(dāng)m＝－5或m＝2時(shí)，圓C1與圓C2外切． (2)如果圓C1與圓C2內(nèi)含，則有 <3－2.

7、 (m＋1)2＋(－2－m)2<1， m2＋3m＋2<0， 解得－2

8、的方程是(　　) A．x2＋y24x－2y＋1＝0 B．x2＋y24x－2y－1＝0 C．x2＋y24x－2y＋4＝0 D．x2＋y24x－2y－4＝0 解析：拋物線(xiàn)x2＝4y的準(zhǔn)線(xiàn)為y＝－1，設(shè)圓心M的坐標(biāo)為(x0，y0)(y0>0)，則|x0|＝y(tǒng)0＋1，又x＝4y0，所以聯(lián)立解得因此圓M的方程為(x2)2＋(y－1)2＝22，展開(kāi)整理得x2＋y24x－2y＋1＝0，故選A. 答案：A 3．已知圓M：x2＋y2－2ay＝0(a>0)截直線(xiàn)x＋y＝0所得線(xiàn)段的長(zhǎng)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

9、 D．相離 解析：由題知圓M：x2＋(y－a)2＝a2，圓心(0，a)到直線(xiàn)x＋y＝0的距離d＝，所以2 ＝2，解得a＝2.圓M，圓N的圓心距|MN|＝，兩圓半徑之差為1，故兩圓相交． 答案：B 4．直線(xiàn)ax＋by＋1＝0與圓x2＋y2＝1相切，則a＋b＋ab的最大值為(　　) A．1 B．－1 C.＋ D.＋1 解析：∵直線(xiàn)ax＋by＋1＝0與圓x2＋y2＝1相切， ∴圓心O(0,0)到直線(xiàn)ax＋by＋1＝0的距離等于半徑，即＝1?a2＋b2＝1，易知a＋b＋ab的最大值一定在a>0，b>0時(shí)取得，∴a＋b＋ab＝＋ab＝＋ab.令＝t，則ab＝. ∵ab≤＝(當(dāng)且僅

10、當(dāng)a＝b＝時(shí)取“＝”)且ab>0，∴1

11、而得2b2－a2＝1.又點(diǎn)C(a，b)到直線(xiàn)x－2y＝0的距離d＝，所以5d2＝(a－2b)2＝a2＋4b2－4ab≥a2＋4b2－2(a2＋b2)＝2b2－a2＝1，當(dāng)且僅當(dāng)，即a2＝b2＝1時(shí)等號(hào)成立，此時(shí)d取得最小值，此時(shí)r2＝2，圓C的面積為2π. 答案：2π 6．已知方程x2＋y2－2x－4y＋m＝0. (1)若此方程表示圓，求實(shí)數(shù)m的取值范圍； (2)若(1)中的圓與直線(xiàn)x＋2y－4＝0相交于M，N兩點(diǎn)，且OM⊥ON(O為坐標(biāo)原點(diǎn))，求m的值； (3)在(2)的條件下，求以MN為直徑的圓的方程． 解析：(1)由D2＋E2－4F>0得(－2)2＋(－4)2－4m>0，解得

12、m<5. (2)設(shè)M(x1，y1)，N(x2，y2)，由x＋2y－4＝0得x＝4－2y；將x＝4－2y代入x2＋y2－2x－4y＋m＝0得5y2－16y＋8＋m＝0，∴y1＋y2＝，y1y2＝. ∵OM⊥ON，∴＝－1， 即x1x2＋y1y2＝0. ∵x1x2＝(4－2y1)(4－2y2)＝16－8(y1＋y2)＋4y1y2， ∴x1x2＋y1y2＝16－8(y1＋y2)＋5y1y2＝0， 即(8＋m)－8＋16＝0，解得m＝. (3)設(shè)圓心C的坐標(biāo)為(a，b)，則a＝(x1＋x2)＝，b＝(y1＋y2)＝，半徑r＝|OC|＝， ∴所求圓的方程為2＋2＝. 7．已知圓M：(x

13、＋1)2＋y2＝1，圓N：(x－1)2＋y2＝9，動(dòng)圓P與圓M外切并且與圓N內(nèi)切，圓心P的軌跡為曲線(xiàn)C. (1)求C的方程； (2)l是與圓P，圓M都相切的一條直線(xiàn)，l與曲線(xiàn)C交于A，B兩點(diǎn)，當(dāng)圓P的半徑最長(zhǎng)時(shí)，求|AB|. 解析：由已知得圓M的圓心為M(－1,0)，半徑r1＝1；圓N的圓心為N(1,0)，半徑r2＝3. 設(shè)圓P的圓心為P(x，y)，半徑為R. (1)因?yàn)閳AP與圓M外切并且與圓N內(nèi)切， 所以|PM|＋|PN|＝(R＋r1)＋(r2－R)＝r1＋r2＝4. 由橢圓的定義可知，曲線(xiàn)C是以M，N為左，右焦點(diǎn)，長(zhǎng)半軸長(zhǎng)為2，短半軸長(zhǎng)為的橢圓(左頂點(diǎn)除外)，其方程為＋＝1(

14、x≠－2)． (2)對(duì)于曲線(xiàn)C上任意一點(diǎn)P(x，y)，由于|PM|－|PN|＝2R－2≤2，所以R≤2，當(dāng)且僅當(dāng)圓P的圓心為(2,0)時(shí)，R＝2.所以當(dāng)圓P的半徑最長(zhǎng)時(shí)，其方程為(x－2)2＋y2＝4. 若l的傾斜角為90，則l與y軸重合，可得|AB|＝2. 若l的傾斜角不為90，由r1≠R知l不平行于x軸，設(shè)l與x軸的交點(diǎn)為Q，則＝，可求得Q(－4,0)，所以可設(shè)l：y＝k(x＋4)，由l與圓M相切得＝1，解得k＝. 當(dāng)k＝時(shí)，將y＝x＋代入＋＝1，并整理得7x2＋8x－8＝0， 解得x1,2＝. 所以|AB|＝|x2－x1|＝. 當(dāng)k＝－時(shí)，由圖形的對(duì)稱(chēng)性可知|AB|＝. 綜上，|AB|＝2或|AB|＝.