2019屆高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第二部分 突破熱點(diǎn) 分層教學(xué) 專(zhuān)項(xiàng)二 專(zhuān)題五 1 第1講 直線與圓學(xué)案
《2019屆高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第二部分 突破熱點(diǎn) 分層教學(xué) 專(zhuān)項(xiàng)二 專(zhuān)題五 1 第1講 直線與圓學(xué)案》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019屆高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第二部分 突破熱點(diǎn) 分層教學(xué) 專(zhuān)項(xiàng)二 專(zhuān)題五 1 第1講 直線與圓學(xué)案(15頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第1講 直線與圓 年份 卷別 考查內(nèi)容及考題位置 命題分析 2018 卷Ⅱ 圓的方程、直線與圓的位置關(guān)系·T19(2) 1.近兩年圓的方程成為高考全國(guó)課標(biāo)卷命題的熱點(diǎn),需重點(diǎn)關(guān)注.此類(lèi)試題難度中等偏下,多以選擇題或填空題形式考查. 2.直線與圓的方程偶爾單獨(dú)命題,單獨(dú)命題時(shí)有一定的深度,有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)在壓軸題的位置,難度較大,對(duì)直線與圓的方程(特別是直線)的考查主要體現(xiàn)在圓錐曲線的綜合問(wèn)題上. 卷Ⅲ 直線與圓的位置關(guān)系·T6 2017 卷Ⅰ 圓的性質(zhì)、點(diǎn)到直線的距離、雙曲線的幾何性質(zhì)·T15 卷Ⅱ 圓的弦長(zhǎng)問(wèn)題、雙曲線的幾何性質(zhì)·T9 卷Ⅲ 直線與圓的位置
2、關(guān)系、點(diǎn)到直線的距離、橢圓的離心率·T10 直線與圓的方程、直線與拋物線的位置關(guān)系·T20 2016 卷Ⅱ 圓的方程、點(diǎn)到直線的距離應(yīng)用·T4 卷Ⅲ 直線與圓的位置關(guān)系·T16 直線的方程(基礎(chǔ)型) 兩條直線平行與垂直的判定 若兩條不重合的直線l1,l2的斜率k1,k2存在,則l1∥l2?k1=k2,l1⊥l2?k1k2=-1.若給出的直線方程中存在字母系數(shù),則要考慮斜率是否存在. 2個(gè)距離公式 (1)兩平行直線l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0間的距離d=. (2)點(diǎn)(x0,y0)到直線l:Ax+By+C=0的距離
3、公式d=. [考法全練] 1.若平面內(nèi)三點(diǎn)A(1,-a),B(2,a2),C(3,a3)共線,則a=( ) A.1±或0 B.或0 C. D.或0 解析:選A.因?yàn)槠矫鎯?nèi)三點(diǎn)A(1,-a),B(2,a2),C(3,a3)共線,所以kAB=kAC,即=,即a(a2-2a-1)=0,解得a=0或a=1±.故選A. 2.若直線mx+2y+m=0與直線3mx+(m-1)y+7=0平行,則m的值為( ) A.7 B.0或7 C.0 D.4 解析:選B.因?yàn)橹本€mx+2y+m=0與直線3mx+(m-1)y+7=0平行,所以m(m-1)=3m×2,所以m=0或7,經(jīng)檢驗(yàn),都符合題意.故
4、選B. 3.兩條平行線l1,l2分別過(guò)點(diǎn)P(-1,2),Q(2,-3),它們分別繞P,Q旋轉(zhuǎn),但始終保持平行,則l1,l2之間距離的取值范圍是( ) A.(5,+∞) B.(0,5] C.(,+∞) D.(0,] 解析:選D.當(dāng)直線PQ與平行線l1,l2垂直時(shí),|PQ|為平行線l1,l2間的距離的最大值,為=,所以l1,l2之間距離的取值范圍是(0,].故選D. 4.已知點(diǎn)A(1,2),B(2,11),若直線y=x+1(m≠0)與線段AB相交,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是( ) A.[-2,0)∪[3,+∞) B.(-∞,-1]∪(0,6] C.[-2,-1]∪[3,6] D.[-2
5、,0)∪(0,6] 解析:選C.由題意得,兩點(diǎn)A(1,2),B(2,11)分布在直線y=x+1(m≠0)的兩側(cè)(或其中一點(diǎn)在直線上),所以≤0,解得-2≤m≤-1或3≤m≤6,故選C. 5.(一題多解)已知直線l:x-y-1=0,l1:2x-y-2=0.若直線l2與l1關(guān)于直線l對(duì)稱(chēng),則直線l2的方程是________. 解析:法一:l1與l2關(guān)于l對(duì)稱(chēng),則l1上任意一點(diǎn)關(guān)于l的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)都在l2上,故l與l1的交點(diǎn)(1,0)在l2上. 又易知(0,-2)為l1上的一點(diǎn),設(shè)其關(guān)于l的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為(x,y),則 ,解得 即(1,0),(-1,-1)為l2上兩點(diǎn),故可得l2的方程為x-2y-1
6、=0. 法二:設(shè)l2上任一點(diǎn)為(x,y),其關(guān)于l的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為(x1,y1),則由對(duì)稱(chēng)性可知 解得 因?yàn)?x1,y1)在l1上, 所以2(y+1)-(x-1)-2=0,即l2的方程為x-2y-1=0. 答案:x-2y-1=0 圓的方程(綜合型) 圓的3種方程 (1)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:(x-a)2+(y-b)2=r2. (2)圓的一般方程:x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0). (3)圓的直徑式方程:(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0(圓的直徑的兩端點(diǎn)是A(x1,y1),B(x2,y2)). [典型例題]
7、在平面直角坐標(biāo)系xOy中,曲線Γ:y=x2-mx+2m(m∈R)與x軸交于不同的兩點(diǎn)A,B,曲線Γ與y軸交于點(diǎn)C. (1)是否存在以AB為直徑的圓過(guò)點(diǎn)C?若存在,求出該圓的方程;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由. (2)求證:過(guò)A,B,C三點(diǎn)的圓過(guò)定點(diǎn). 【解】 由曲線Γ:y=x2-mx+2m(m∈R),令y=0,得x2-mx+2m=0. 設(shè)A(x1,0),B(x2,0),則可得Δ=m2-8m>0,x1+x2=m,x1x2=2m. 令x=0,得y=2m,即C(0,2m). (1)若存在以AB為直徑的圓過(guò)點(diǎn)C,則·=0,得x1x2+4m2=0, 即2m+4m2=0,所以m=0或m=-. 由Δ
8、>0得m<0或m>8,所以m=-, 此時(shí)C(0,-1),AB的中點(diǎn)M即圓心,半徑r=|CM|=, 故所求圓的方程為+y2=. (2)證明:設(shè)過(guò)A,B兩點(diǎn)的圓的方程為x2+y2-mx+Ey+2m=0, 將點(diǎn)C(0,2m)代入可得E=-1-2m, 所以過(guò)A,B,C三點(diǎn)的圓的方程為x2+y2-mx-(1+2m)y+2m=0, 整理得x2+y2-y-m(x+2y-2)=0. 令可得或 故過(guò)A,B,C三點(diǎn)的圓過(guò)定點(diǎn)(0,1)和. 求圓的方程的兩種方法 (1)直接法:利用圓的性質(zhì)、直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系,數(shù)形結(jié)合直接求出圓心坐標(biāo)、半徑,進(jìn)而求出圓的方程. (2)待定系數(shù)法:先
9、設(shè)出圓的方程,再由條件構(gòu)建系數(shù)滿(mǎn)足的方程(組)求得各系數(shù),進(jìn)而求出圓的方程. [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 1.圓(x-1)2+(y-2)2=1關(guān)于直線y=x對(duì)稱(chēng)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:選A.由題意知圓心的坐標(biāo)為(1,2).易知(1,2)關(guān)于直線y=x對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)為(2,1),所以圓(x-1)2+(y-2)2=1關(guān)于直線y=x對(duì)稱(chēng)的圓的方程為(x-2)2+(y-1)2=1,故選A. 2.已知△ABC三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為A(1,0),B(0,),C
10、(2,),則△ABC外接圓的圓心到原點(diǎn)的距離為( ) A. B. C. D. 解析:選B.設(shè)外接圓圓心為P.因?yàn)椤鰽BC外接圓的圓心在線段BC的垂直平分線上,即直線x=1上,可設(shè)圓心P(1,p),由PA=PB得|p|=,解得p=,所以圓心坐標(biāo)為P,所以圓心到原點(diǎn)的距離|OP|===.故選B. 3.經(jīng)過(guò)原點(diǎn)且與直線x+y-2=0相切于點(diǎn)(2,0)的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是( ) A.(x-1)2+(y+1)2=2 B.(x+1)2+(y-1)2=2 C.(x-1)2+(y+1)2=4 D.(x+1)2+(y-1)2=4 解析:選A.設(shè)圓心的坐標(biāo)為(a,b),則a2+b2=r2①,(a
11、-2)2+b2=r2②,=1③,聯(lián)立①②③解得a=1,b=-1,r2=2.故所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是(x-1)2+(y+1)2=2.故選A. 直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系(綜合型) 直線與圓的位置關(guān)系的判定 (1)幾何法:把圓心到直線的距離d和半徑r的大小加以比較:d<r?相交;d=r?相切;d>r?相離. (2)代數(shù)法:將圓的方程和直線的方程聯(lián)立起來(lái)組成方程組,利用判別式Δ來(lái)討論位置關(guān)系:Δ>0?相交;Δ=0?相切;Δ<0?相離. 圓與圓的位置關(guān)系的判定 (1)d>r1+r2?兩圓外離. (2)d=r1+r2?兩圓外切. (3)|r1-r2|<d<r1+
12、r2?兩圓相交. (4)d=|r1-r2|(r1≠r2)?兩圓內(nèi)切. (5)0≤d<|r1-r2|(r1≠r2)?兩圓內(nèi)含. [典型例題] 命題角度一 圓的切線問(wèn)題 (2018·永州模擬)自圓C:(x-3)2+(y+4)2=4外一點(diǎn)P(x,y)引該圓的一條切線,切點(diǎn)為Q,PQ的長(zhǎng)度等于點(diǎn)P到原點(diǎn)O的距離,則點(diǎn)P的軌跡方程為( ) A.8x-6y-21=0 B.8x+6y-21=0 C.6x+8y-21=0 D.6x-8y-21=0 【解析】 由題意得,圓心C的坐標(biāo)為(3,-4),半徑r=2,如圖. 因?yàn)閨PQ|=|PO|,且PQ⊥CQ, 所以|PO|2+r2=|P
13、C|2, 所以x2+y2+4=(x-3)2+(y+4)2, 即6x-8y-21=0,所以點(diǎn)P的軌跡方程為6x-8y-21=0,故選D. 【答案】 D 過(guò)一點(diǎn)求圓的切線方程的方法 (1)過(guò)圓上一點(diǎn)(x0,y0)的圓的切線的方程的求法 若切線斜率存在,則先求切點(diǎn)與圓心連線所在直線的斜率k(k≠0),由垂直關(guān)系知切線斜率為-,由點(diǎn)斜式方程可求切線方程.若切線斜率不存在,則可由圖形寫(xiě)出切線方程x=x0. (2)過(guò)圓外一點(diǎn)(x0,y0)的圓的切線的方程的求法 當(dāng)切線斜率存在時(shí),設(shè)切線斜率為k,切線方程為y-y0=k(x-x0),即kx-y+y0-kx0=0.由圓心到直線的距離
14、等于半徑,即可得出切線方程.當(dāng)切線斜率不存在時(shí)要加以驗(yàn)證. 命題角度二 直線與圓相交問(wèn)題 在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知圓C與y軸相切,且過(guò)點(diǎn)M(1,),N(1,-). (1)求圓C的方程; (2)已知直線l與圓C交于A,B兩點(diǎn),且直線OA與直線OB的斜率之積為-2.求證:直線l恒過(guò)定點(diǎn),并求出定點(diǎn)的坐標(biāo). 【解】 (1)因?yàn)閳AC過(guò)點(diǎn)M(1,),N(1,-), 所以圓心C在線段MN的垂直平分線上,即在x軸上, 故設(shè)圓心為C(a,0),易知a>0, 又圓C與y軸相切, 所以圓C的半徑r=a, 所以圓C的方程為(x-a)2+y2=a2. 因?yàn)辄c(diǎn)M(1,)在圓C上, 所以(
15、1-a)2+()2=a2,解得a=2. 所以圓C的方程為(x-2)2+y2=4. (2)記直線OA的斜率為k(k≠0), 則其方程為y=kx. 聯(lián)立,得消去y,得(k2+1)x2-4x=0, 解得x1=0,x2=. 所以A. 由k·kOB=-2,得kOB=-,直線OB的方程為y=-x, 在點(diǎn)A的坐標(biāo)中用-代換k,得B. 當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),=,得k2=2,此時(shí)直線l的方程為x=. 當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),≠,即k2≠2. 則直線l的斜率為= ==. 故直線l的方程為y-=. 即y=,所以直線l過(guò)定點(diǎn). 綜上,直線l恒過(guò)定點(diǎn),定點(diǎn)坐標(biāo)為. 直線與圓相交問(wèn)題的
16、求法 (1)弦長(zhǎng)的求解方法 ①根據(jù)半徑,弦心距,弦長(zhǎng)構(gòu)成的直角三角形,構(gòu)成三者間的關(guān)系R2=d2+(其中l(wèi)為弦長(zhǎng),R為圓的半徑,d為圓心到直線的距離). ②根據(jù)公式l=|x1-x2|求解(其中l(wèi)為弦長(zhǎng),x1,x2為直線與圓相交所得交點(diǎn)的橫坐標(biāo),k為直線的斜率). ③求出交點(diǎn)坐標(biāo),用兩點(diǎn)間距離公式求解. (2)定點(diǎn)、定值問(wèn)題的求解步驟 ①設(shè):設(shè)出直線方程,并代入圓的方程整理成關(guān)于x(或y)的一元二次方程. ②列:用參數(shù)表示出需要證明的直線或者幾何式子. ③解:判斷直線是否過(guò)定點(diǎn)或?qū)Ρ硎境龅拇鷶?shù)式進(jìn)行化簡(jiǎn)求解. [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 1.(2018·黃山模擬)已知圓O:x2+y2=
17、1,點(diǎn)P為直線+=1上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P向圓O引兩條切線PA,PB,A,B為切點(diǎn),則直線AB經(jīng)過(guò)定點(diǎn)( ) A. B. C. D. 解析:選B.因?yàn)辄c(diǎn)P是直線+=1上的一動(dòng)點(diǎn),所以設(shè)P(4-2m,m).因?yàn)镻A,PB是圓x2+y2=1的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,所以O(shè)A⊥PA,OB⊥PB,所以點(diǎn)A,B在以O(shè)P為直徑的圓C上,即弦AB是圓O和圓C的公共弦.所以圓心C的坐標(biāo)是,且半徑的平方r2=, 所以圓C的方程為(x-2+m)2+=,① 又x2+y2=1,② 所以②-①得,(2m-4)x-my+1=0, 即公共弦AB所在的直線方程為(2x-y)m+(-4x+1)=0,所以由得所以直
18、線AB過(guò)定點(diǎn).故選B. 2.已知圓C經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(0,2),B(2,0),圓C的圓心在圓x2+y2=2的內(nèi)部,且直線3x+4y+5=0被圓C所截得的弦長(zhǎng)為2.點(diǎn)P為圓C上異于A,B的任意一點(diǎn),直線PA與x軸交于點(diǎn)M,直線PB與y軸交于點(diǎn)N. (1)求圓C的方程; (2)若直線y=x+1與圓C交于A1,A2兩點(diǎn),求·; (3)求證:|AN|·|BM|為定值. 解:(1)易知圓心C在線段AB的中垂線y=x上, 故可設(shè)C(a,a),圓C的半徑為r. 因?yàn)橹本€3x+4y+5=0被圓C所截得的弦長(zhǎng)為2,且r=, 所以C(a,a)到直線3x+4y+5=0的距離d===, 所以a=0或a=17
19、0. 又圓C的圓心在圓x2+y2=2的內(nèi)部, 所以a=0,圓C的方程為x2+y2=4. (2)將y=x+1代入x2+y2=4得2x2+2x-3=0. 設(shè)A1(x1,y1),A2(x2,y2), 則x1+x2=-1,x1x2=-. 所以·=(x1-2)(x2-2)+y1y2=x1x2-2(x1+x2)+4+(x1+1)(x2+1)=2x1x2-(x1+x2)+5=-3+1+5=3. (3)證明:當(dāng)直線PA的斜率不存在時(shí),|AN|·|BM|=8. 當(dāng)直線PA與直線PB的斜率都存在時(shí),設(shè)P(x0,y0), 直線PA的方程為y=x+2,令y=0得M. 直線PB的方程為y=(x-2)
20、,令x=0得N. 所以|AN|·|BM|= =4+4 =4+4× =4+4× =4+4×=8, 故|AN|·|BM|為定值8. 一、選擇題 1.(2018·高考全國(guó)卷Ⅲ)直線x+y+2=0分別與x軸,y軸交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P在圓(x-2)2+y2=2上,則△ABP面積的取值范圍是( ) A.[2,6] B.[4,8] C.[,3] D.[2,3] 解析:選A.圓心(2,0)到直線的距離d==2,所以點(diǎn)P到直線的距離d1∈[,3].根據(jù)直線的方程可知A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為A(-2,0),B(0,-2),所以|AB|=2,所以△ABP的面積S=|AB|d1=d1.
21、因?yàn)閐1∈[,3],所以S∈[2,6],即△ABP面積的取值范圍是[2,6]. 2.圓C與x軸相切于T(1,0),與y軸正半軸交于A、B兩點(diǎn),且|AB|=2,則圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為( ) A.(x-1)2+(y-)2=2 B.(x-1)2+(y-2)2=2 C.(x+1)2+(y+)2=4 D.(x-1)2+(y-)2=4 解析:選A.由題意得,圓C的半徑為=,圓心坐標(biāo)為(1,),所以圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-1)2+(y-)2=2,故選A. 3.半徑為2的圓C的圓心在第四象限,且與直線x=0和x+y=2均相切,則該圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為( ) A.(x-1)2+(y+2)2=4 B.(
22、x-2)2+(y+2)2=2 C.(x-2)2+(y+2)2=4 D.(x-2)2+(y+2)2=4 解析:選C.設(shè)圓心坐標(biāo)為(2,-a)(a>0),則圓心到直線x+y=2的距離d==2,所以a=2,所以該圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-2)2+(y+2)2=4,故選C. 4.(2018·湖南湘東五校聯(lián)考)圓(x-3)2+(y-3)2=9上到直線3x+4y-11=0的距離等于2的點(diǎn)有( ) A.1個(gè) B.2個(gè) C.3個(gè) D.4個(gè) 解析:選B.圓(x-3)2+(y-3)2=9的圓心為(3,3),半徑為3,圓心到直線3x+4y-11=0的距離d==2,所以圓上到直線3x+4y-11=0的距離為
23、2的點(diǎn)有2個(gè).故選B. 5.在平面直角坐標(biāo)系內(nèi),過(guò)定點(diǎn)P的直線l:ax+y-1=0與過(guò)定點(diǎn)Q的直線m:x-ay+3=0相交于點(diǎn)M,則|MP|2+|MQ|2=( ) A. B. C.5 D.10 解析:選D.由題意知P(0,1),Q(-3,0),因?yàn)檫^(guò)定點(diǎn)P的直線ax+y-1=0與過(guò)定點(diǎn)Q的直線x-ay+3=0垂直,所以MP⊥MQ,所以|MP|2+|MQ|2=|PQ|2=9+1=10,故選D. 6.(2018·鄭州模擬)已知△ABC的三個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為A(-2,3),B(-2,-1),C(6,-1),以原點(diǎn)為圓心的圓與此三角形有唯一的公共點(diǎn),則該圓的方程為( ) A.x2+y2=
24、1 B.x2+y2=37 C.x2+y2=4 D.x2+y2=1或x2+y2=37 解析:選D.如圖,易知AC所在直線的方程為x+2y-4=0.點(diǎn)O到直線x+2y-4=0的距離d==>1,OA==,OB==,OC==,所以以原點(diǎn)為圓心的圓若與三角形ABC有唯一的公共點(diǎn),則公共點(diǎn)為(0,-1)或(6,-1),所以圓的半徑為1或,則該圓的方程為x2+y2=1或x2+y2=37.故選D. 二、填空題 7.(2018·南寧模擬)過(guò)點(diǎn)(,0)引直線l與曲線y=相交于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),當(dāng)△AOB的面積取最大值時(shí),直線l的斜率等于________. 解析:令P(,0),如圖,易知|OA
25、|=|OB|=1, 所以S△AOB=|OA|·|OB|·sin∠AOB =sin∠AOB≤, 當(dāng)∠AOB=90°時(shí),△AOB的面積取得最大值,此時(shí)過(guò)點(diǎn)O作OH⊥AB于點(diǎn)H,則|OH|=, 于是sin∠OPH===,易知∠OPH為銳角,所以∠OPH=30°, 則直線AB的傾斜角為150°,故直線AB的斜率為tan 150°=-. 答案:- 8.已知?jiǎng)又本€l0:ax+by+c-2=0(a>0,c>0)恒過(guò)點(diǎn)P(1,m),且Q(4,0)到動(dòng)直線l0的最大距離為3,則+的最小值為_(kāi)_______. 解析:動(dòng)直線l0:ax+by+c-2=0(a>0,c>0)恒過(guò)點(diǎn)P(1,m),所以a+b
26、m+c-2=0. 又Q(4,0)到動(dòng)直線l0的最大距離為3, 所以 =3,解得m=0. 所以a+c=2. 又a>0,c>0,所以+=(a+c)=≥=,當(dāng)且僅當(dāng)c=2a=時(shí)取等號(hào). 答案: 9.(2018·桂林、百色、梧州、崇左、北海五市聯(lián)考)設(shè)圓C滿(mǎn)足:①截y軸所得弦長(zhǎng)為2;②被x軸分成兩段圓弧,其弧長(zhǎng)的比為3∶1;③圓心到直線l:x-2y=0的距離為d.當(dāng)d最小時(shí),圓C的面積為_(kāi)_______. 解析:設(shè)圓C的圓心為C(a,b),半徑為r,則點(diǎn)C到x軸,y軸的距離分別為|b|,|a|.由題設(shè)知圓C截x軸所得劣弧所對(duì)的圓心角為90°,知圓C截x軸所得的弦長(zhǎng)為r,故r2=2b2,又
27、圓C截y軸所得的弦長(zhǎng)為2,所以r2=a2+1,從而得2b2-a2=1.又點(diǎn)C(a,b)到直線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 三、解答題 10.已知點(diǎn)P(2,2),圓C:x2+y2-8y=0,過(guò)點(diǎn)P的動(dòng)直線l與圓C交于A,B兩點(diǎn),線段AB的中點(diǎn)為M,O為坐標(biāo)原點(diǎn). (1)求M的軌跡方程; (2)當(dāng)|OP|=|OM|時(shí),求l的方程及△POM的面積. 解:(1)圓C的方程可化為x2+(y-4)2=
28、16,所以圓心為C(0,4),半徑為4. 設(shè)M(x,y),則=(x,y-4),=(2-x,2-y). 由題設(shè)知·=0, 故x(2-x)+(y-4)(2-y)=0, 即(x-1)2+(y-3)2=2. 由于點(diǎn)P在圓C的內(nèi)部, 所以M的軌跡方程是(x-1)2+(y-3)2=2. (2)由(1)可知M的軌跡是以點(diǎn)N(1,3)為圓心,為半徑的圓. 由于|OP|=|OM|,故O在線段PM的垂直平分線上. 又P在圓N上,從而ON⊥PM. 因?yàn)镺N的斜率為3,所以l的斜率為-, 故l的方程為y=-x+. 又|OM|=|OP|=2,O到l的距離為,|PM|=,所以△POM的面積為.
29、11.(2018·高考全國(guó)卷Ⅱ)設(shè)拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn)為F,過(guò)F且斜率為k(k>0)的直線l與C交于A,B兩點(diǎn),|AB|=8. (1)求l的方程; (2)求過(guò)點(diǎn)A,B且與C的準(zhǔn)線相切的圓的方程. 解:(1)由題意得F(1,0),l的方程為y=k(x-1)(k>0). 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2). 由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0. Δ=16k2+16>0,故x1+x2=. 所以|AB|=|AF|+|BF|=(x1+1)+(x2+1)=. 由題設(shè)知=8,解得k=-1(舍去),k=1.因此l的方程為y=x-1. (2)由(1)得AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為(3,2),
30、所以AB的垂直平分線方程為y-2=-(x-3),即y=-x+5.設(shè)所求圓的圓心坐標(biāo)為(x0,y0),則 解得或 因此所求圓的方程為(x-3)2+(y-2)2=16或(x-11)2+(y+6)2=144. 12.如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知以M為圓心的圓M:x2+y2-12x-14y+60=0及其上一點(diǎn)A(2,4). (1)設(shè)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(biāo)準(zhǔn)方程; (2)設(shè)平行于OA的直線l與圓M相交于B,C兩點(diǎn),且BC=OA,求直線l的方程; (3)設(shè)點(diǎn)T(t,0)滿(mǎn)足:存在圓M上的兩點(diǎn)P和Q,使得+=,求實(shí)數(shù)t的取值范圍. 解:(1)
31、圓M的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-6)2+(y-7)2=25,所以圓心M(6,7),半徑為5.
由圓心N在直線x=6上,可設(shè)N(6,y0).因?yàn)閳AN與x軸相切,與圓M外切,所以0
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