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考點(diǎn)規(guī)范練44 直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系
一、基礎(chǔ)鞏固
1.已知圓:(x-1)2+y2=2,則過該圓上的點(diǎn)(2,1)作圓的切線方程為( )
A.x+y-3=0 B.2x+y-5=0
C.x=2 D.x-y-1=0
答案A
解析由題意可得圓心坐標(biāo)為(1,0),根據(jù)斜率公式可得圓心(1,0)與(2,1)連線的斜率為1-02-1=1,故過該圓上的點(diǎn)(2,1)的切線斜率為-1,∴過該圓上的點(diǎn)(2,1)的切線方程為y-1=-(x-2),即x+y-3=0.
2.已知圓M:x2+y2-2ay=0(a>0)截直線x+y=0所得線段的長度是22,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 D.相離
答案B
解析圓M的方程可化為x2+(y-a)2=a2,故其圓心為M(0,a),半徑R=a.
所以圓心到直線x+y=0的距離d=|0+a|12+12=22a.
所以直線x+y=0被圓M所截弦長為
2R2-d2=2a2-22a2=2a,
由題意可得2a=22,故a=2.
圓N的圓心N(1,1),半徑r=1.
而|MN|=(1-0)2+(1-2)2=2,
顯然R-r<|MN|
0)相交于A,B兩點(diǎn),且∠AOB=120(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),則r= .
答案2
解析如圖,由題意知,圓心O到直線3x-4y+5=0的距離|OC|=532+(-4)2=1,故圓的半徑r=1cos60=2.
8.已知圓C:x2+(y-1)2=5,直線l:mx-y+1-m=0.
(1)求證:對m∈R,直線l與圓C總有兩個(gè)不同的交點(diǎn);
(2)設(shè)直線l與圓C交于A,B兩點(diǎn),若|AB|=17,求直線l的傾斜角.
(1)證明將已知直線l化為y-1=m(x-1);
故直線l恒過定點(diǎn)P(1,1).
因?yàn)?2+(1-1)2=1<5,所以點(diǎn)P(1,1)在已知圓C內(nèi),從而直線l與圓C總有兩個(gè)不同的交點(diǎn).
(2)解圓的半徑r=5,
圓心C到直線l的距離為d=r2-|AB|22=32.
由點(diǎn)到直線的距離公式得|-m|m2+(-1)2=32,解得m=3,故直線的斜率為3,從而直線l的傾斜角為π3或2π3.
9.已知過原點(diǎn)的動直線l與圓C1:x2+y2-6x+5=0相交于不同的兩點(diǎn)A,B.
(1)求圓C1的圓心坐標(biāo);
(2)求線段AB的中點(diǎn)M的軌跡C的方程;
(3)是否存在實(shí)數(shù)k,使得直線L:y=k(x-4)與曲線C只有一個(gè)交點(diǎn)?若存在,求出k的取值范圍;若不存在,說明理由.
解(1)因?yàn)閳AC1:x2+y2-6x+5=0可化為(x-3)2+y2=4,所以圓C1的圓心坐標(biāo)為(3,0).
(2)由題意可知直線l的斜率存在,設(shè)直線l的方程為y=mx,M(x0,y0).
由x2+y2-6x+5=0,y=mx,得(1+m2)x2-6x+5=0,
則Δ=36-20(1+m2)>0,
解得-2550)上的一個(gè)動點(diǎn),PA,PB是圓C:x2+y2-2y=0的兩條切線,A,B是切點(diǎn),若四邊形PACB的面積的最小值為2,則實(shí)數(shù)k的值為 .
答案2
解析根據(jù)題意畫出圖形如下圖所示.
由題意得圓C:x2+y2-2y=0的圓心C(0,1),半徑為r=1,
由圓的性質(zhì)可得S四邊形PACB=2S△PBC,四邊形PACB的面積的最小值為2,∴S△PBC的最小值S=1=12rd(d是切線長),
∴dmin=2,此時(shí)|CP|min=5.
∵圓心到直線的距離就是PC的最小值,∴51+k2=5,
又k>0,∴k=2.
13.已知圓C:x2+y2+2x-4y+3=0.若圓C的切線在x軸和y軸上的截距的絕對值相等,求此切線的方程.
解因?yàn)榍芯€在兩坐標(biāo)軸上的截距的絕對值相等,
所以切線的斜率為1或切線過原點(diǎn).
①當(dāng)k=1時(shí),設(shè)切線方程為y=-x+b或y=x+c,分別代入圓C的方程得2x2-2(b-3)x+(b2-4b+3)=0或2x2+2(c-1)x+(c2-4c+3)=0.
由于相切,則方程有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根,
即b=3或b=-1,c=5或c=1.
故所求切線方程為
x+y-3=0,x+y+1=0,x-y+5=0,x-y+1=0.
②當(dāng)切線過原點(diǎn)時(shí),設(shè)切線方程為y=kx,即kx-y=0.
由|-k-2|k2+1=2,得k=26.
所以此時(shí)切線方程為y=(26)x.
綜上①②可得切線方程為x+y-3=0,x+y+1=0,x-y+5=0,x-y+1=0,(2-6)x-y=0或(2+6)x-y=0.
14.
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)滿足:存在圓M上的兩點(diǎn)P和Q,使得TA+TP=TQ,求實(shí)數(shù)t的取值范圍.
解因?yàn)閳AM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.
(1)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00),若曲線x2+y2-23x-2y+3=0上存在點(diǎn)P,使得∠APB=90,則正實(shí)數(shù)a的取值范圍為( )
A.(0,3] B.[1,3]
C.[2,3] D.[1,2]
答案B
解析把圓的方程x2+y2-23x-2y+3=0化為(x-3)2+(y-1)2=1,
以AB為直徑的圓的方程為x2+y2=a2,若曲線x2+y2-23x-2y+3=0上存在點(diǎn)P,
使得∠APB=90,則兩圓有交點(diǎn),
所以|a-1|≤2≤a+1,解得1≤a≤3.
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