《(課標(biāo)通用版)2020版高考數(shù)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第九章 平面解析幾何 第4講 直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系檢測(cè) 文》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(課標(biāo)通用版)2020版高考數(shù)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第九章 平面解析幾何 第4講 直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系檢測(cè) 文(5頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第4講 直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系
[基礎(chǔ)題組練]
1.(2019·陜西榆林二校聯(lián)考)圓x2+y2+4x-2y+a=0截直線x+y-3=0所得弦長為2,則實(shí)數(shù)a等于( )
A.2 B.-2
C.4 D.-4
解析:選D.由題知,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x+2)2+(y-1)2=5-a,所以圓心為(-2,1),半徑為,又圓心到直線的距離為=2,所以2=2,解得a=-4.
2.已知圓C:x2+y2-2x-2my+m2-3=0關(guān)于直線l:x-y+1=0對(duì)稱,則直線x=-1與圓C的位置關(guān)系是( )
A.相切 B.相交
C.相離 D.不能確定
解析:選A.由已知得C:(x-1)2
2、+(y-m)2=4,即圓心C(1,m),半徑r=2,因?yàn)閳AC關(guān)于直線l:x-y+1=0對(duì)稱,所以圓心(1,m)在直線l:x-y+1=0上,所以m=2.由圓心C(1,2)到直線x=-1的距離d=1+1=2=r知,直線x=-1與圓C相切.故選A.
3.已知圓O1的方程為x2+y2=4,圓O2的方程為(x-a)2+y2=1,如果這兩個(gè)圓有且只有一個(gè)公共點(diǎn),那么a的所有取值構(gòu)成的集合是( )
A.{1,-1} B.{3,-3}
C.{1,-1,3,-3} D.{5,-5,3,-3}
解析:選C.因?yàn)閮蓤A有且只有一個(gè)公共點(diǎn),所以兩個(gè)圓內(nèi)切或外切,內(nèi)切時(shí),|a|=1,外切時(shí),|a|=3,所以實(shí)數(shù)
3、a的取值集合是{1,-1,3,-3}.
4.已知圓C:(x-1)2+y2=r2(r>0),設(shè)條件p:0
4、以圓心坐標(biāo)為(1,0),半徑r=4,易知弦AB的垂直平分線l過圓心,且與直線AB垂直,而kAB=-,所以kl=2.由點(diǎn)斜式方程可得直線l的方程為y-0=2(x-1),即y=2x-2.
答案:y=2x-2
6.在平面直角坐標(biāo)系中,A,B分別是x軸和y軸上的動(dòng)點(diǎn),若以AB為直徑的圓C與直線2x+y-4=0相切,則圓C面積的最小值為________.
解析:因?yàn)椤螦OB=90°,所以點(diǎn)O在圓C上.設(shè)直線2x+y-4=0與圓C相切于點(diǎn)D,則點(diǎn)C與點(diǎn)O間的距離等于它到直線2x+y-4=0的距離,所以點(diǎn)C在以O(shè)為焦點(diǎn),以直線2x+y-4=0為準(zhǔn)線的拋物線上,所以當(dāng)且僅當(dāng)O,C,D共線時(shí),圓的直徑最小
5、為|OD|.又|OD|==,所以圓C的最小半徑為,所以圓C面積的最小值為π=π.
答案:π
7.已知圓C:(x-1)2+(y+2)2=10,求滿足下列條件的圓的切線方程.
(1)過切點(diǎn)A(4,-1);
(2)與直線l2:x-2y+4=0垂直.
解:(1)因?yàn)閗AC==,所以過切點(diǎn)A(4,-1)的切線斜率為-3,所以過切點(diǎn)A(4,-1)的切線方程為y+1=-3(x-4),即3x+y-11=0.
(2)設(shè)切線方程為2x+y+m=0,則=,所以m=±5,所以切線方程為2x+y±5=0.
8.已知圓C經(jīng)過點(diǎn)A(2,-1),和直線x+y=1相切,且圓心在直線y=-2x上.
(1)求圓C的
6、方程;
(2)已知直線l經(jīng)過原點(diǎn),并且被圓C截得的弦長為2,求直線l的方程.
解:(1)設(shè)圓心的坐標(biāo)為C(a,-2a),
則=.化簡,
得a2-2a+1=0,解得a=1.
所以C(1,-2),半徑|AC|==.
所以圓C的方程為(x-1)2+(y+2)2=2.
(2)①當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),直線l的方程為x=0,此時(shí)直線l被圓C截得的弦長為2,滿足條件.
②當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)直線l的方程為y=kx,由題意得=1,
解得k=-,
所以直線l的方程為y=-x.
綜上所述,直線l的方程為x=0或3x+4y=0.
[綜合題組練]
1.(2019·貴州黔東南聯(lián)考)在△A
7、BC中,若asin A+bsin B-csin C=0,則圓C:x2+y2=1與直線l:ax+by+c=0的位置關(guān)系是( )
A.相切 B.相交
C.相離 D.不確定
解析:選A.因?yàn)閍sin A+bsin B-csin C=0,所以a2+b2-c2=0,故圓心C(0,0)到直線l:ax+by+c=0的距離d==1,故圓C:x2+y2=1與直線l:ax+by+c=0相切.
2.已知直線3x+4y-15=0與圓O:x2+y2=25交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)C在圓O上,且
S△ABC=8,則滿足條件的點(diǎn)C的個(gè)數(shù)為( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:選C.圓心O到已知直線的距離
8、為d==3,因此|AB|=2=8,設(shè)點(diǎn)C到直線AB的距離為h,則S△ABC=×8×h=8,h=2,由于d+h=3+2=5=r(圓的半徑),因此與直線AB距離為2的兩條直線中的一條與圓相切,一條與圓相交,故符合條件的點(diǎn)C有三個(gè).
3.過點(diǎn)M(1,2)的直線l與圓C:(x-3)2+(y-4)2=25交于A,B兩點(diǎn),C為圓心,當(dāng)∠ACB最小時(shí),直線l的方程是________.
解析:設(shè)圓心C到直線l的距離為d,則有cos=,要使∠ACB最小,則d要取到最大值,此時(shí)直線l與直線CM垂直.而kCM==1,故直線l的方程為y-2=-1×(x-1),即x+y-3=0.
答案:x+y-3=0
4.(2
9、019·黑龍江大慶診斷考試)過動(dòng)點(diǎn)P作圓:(x-3)2+(y-4)2=1的切線PQ,其中Q為切點(diǎn),若|PQ|=|PO|(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),則|PQ|的最小值是________.
解析:由題可知圓(x-3)2+(y-4)2=1的圓心N(3,4).設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(m,n),則|PN|2=|PQ|2+|NQ|2=|PQ|2+1,又|PQ|=|PO|,所以|PN|2=|PO|2+1,即(m-3)2+(n-4)2=m2+n2+1,化簡得3m+4n=12,即點(diǎn)P在直線3x+4y=12上,則|PQ|的最小值為點(diǎn)O到直線3x+4y=12的距離,點(diǎn)O到直線3x+4y=12的距離d=,故|PQ|的最小值是.
答
10、案:
5.已知點(diǎn)P(2,2),圓C:x2+y2-8y=0,過點(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=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
11、)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|=2=,
所以△POM的面積為.
6.(綜合型)(2019·湖南東部六校聯(lián)考)已知直線l:4x+3y+10=0,半徑為2的圓C與l相切,圓心C在x軸上且在直線l的右上方.
(1)求圓C的方程;
(2)過點(diǎn)M(1,0)的直線與圓C交于A,B兩點(diǎn)(A在x軸上方),問在x軸正半軸上是否存在定點(diǎn)N,使得x軸平分∠ANB?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)N的坐標(biāo);若不存在,
12、請(qǐng)說明理由.
解:(1)設(shè)圓心C(a,0)(a>-),則=2?a=0或a=-5(舍).
所以圓C:x2+y2=4.
(2)當(dāng)直線AB⊥x軸時(shí),x軸平分∠ANB,此時(shí)N點(diǎn)的橫坐標(biāo)恒大于0即可.
當(dāng)直線AB的斜率存在時(shí),設(shè)直線AB的方程為y=k(x-1),N(t,0),A(x1,y1),B(x2,y2),
由得,(k2+1)x2-2k2x+k2-4=0,
所以x1+x2=,x1x2=.若x軸平分∠ANB,則kAN=-kBN?+=0?+=0?2x1x2-(t+1)(x1+x2)+2t=0?-+2t=0?t=4,
所以當(dāng)點(diǎn)N為(4,0)時(shí),能使得∠ANM=∠BNM總成立.
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