《(新課標)2020版高考數(shù)學二輪復習 專題五 解析幾何 第1講 直線與圓練習 文 新人教A版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《(新課標)2020版高考數(shù)學二輪復習 專題五 解析幾何 第1講 直線與圓練習 文 新人教A版(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第1講 直線與圓
一、選擇題
1.若直線ax+2y+1=0與直線x+y-2=0互相垂直,則a的值等于( )
A.1 B.-
C.- D.-2
解析:選D.直線ax+2y+1=0的斜率k1=-,直線x+y-2=0的斜率k2=-1,因為兩直線相互垂直,所以k1·k2=-1,即(-)·(-1)=-1,所以a=-2.
2.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,則該圓的標準方程為( )
A.(x-1)2+(y+2)2=4
B.(x-2)2+(y+2)2=2
C.(x-2)2+(y+2)2=4
D.(x-2)2+(y+2)2=
2、4
解析:選C.設圓心坐標為(2,-a)(a>0),則圓心到直線x+y=2的距離d==2,所以a=2,所以該圓的標準方程為(x-2)2+(y+2)2=4,故選C.
3.已知直線l:y=x+1平分圓C:(x-1)2+(y-b)2=4的周長,則直線x=3與圓C的位置關系是( )
A.相交 B.相切
C.相離 D.不能確定
解析:選B.由已知得,圓心C(1,b)在直線l:y=x+1上,所以b=1+1=2,即圓心C(1,2),半徑為r=2.由圓心C(1,2)到直線x=3的距離d=3-1=2=r知,此時直線與圓相切.
4.(2019·重慶市七校聯(lián)合考試)兩圓x2+y2+4x-4y=
3、0和x2+y2+2x-8=0相交于M,N兩點,則線段MN的長為( )
A. B.4
C. D.
解析:選D.兩圓方程相減,得直線MN的方程為x-2y+4=0,圓x2+y2+2x-8=0的標準方程為(x+1)2+y2=9,所以圓x2+y2+2x-8=0的圓心為(-1,0),半徑為3,圓心(-1,0)到直線MN的距離d=,所以線段MN的長為2=.故選D.
5.(一題多解)在平面直角坐標系xOy中,設直線x+y-m=0與圓O:x2+y2=8交于不同的兩點A,B,若圓上存在點C,使得△ABC為等邊三角形,則實數(shù)m的值為( )
A.±1 B.±2
C.±2 D.±2
解
4、析:選B.通解:由題意知,點C和圓心O在直線AB的同側,且圓心O在線段AB的垂直平分線上,設線段AB的中點為D,圓O的半徑r=2,則|CD|=|OD|+r=|AB|.因為|OD|=,|AB|=2,所以+2=×2,解得m=±2.
優(yōu)解:設圓O的半徑為r,則r=2,由圓周角∠ACB=60°,得圓心角∠AOB=120°,則圓心O到直線x+y-m=0的距離d=r=,所以=,解得m=±2.
6.已知P(x,y)是直線kx+y+4=0(k>0)上一動點,PA,PB是圓C:x2+y2-2y=0的兩條切線,A,B分別是切點,若四邊形PACB的面積的最小值是2,則k的值為( )
A.1 B.
C.
5、 D.2
解析:選D.由題意知,圓C的圓心為C(0,1),半徑r=1,四邊形PACB的面積S=2S△PBC,若四邊形PACB的面積的最小值是2,則S△PBC的最小值為1.而S△PBC=r|PB|=|PB|=1,則|PB|的最小值為2,此時|PC|取得最小值,而|PC|的最小值為圓心到直線的距離,所以==,即k2=4,由k>0,解得k=2.
二、填空題
7.已知直線l:x+my-3=0與圓C:x2+y2=4相切,則m=________.
解析:因為圓C:x2+y2=4的圓心為(0,0),半徑為2,直線l:x+my-3=0與圓C:x2+y2=4相切,所以2=,解得m=±.
答案:±
6、
8.(2019·廣州市調(diào)研測試)若點P(1,1)為圓C:x2+y2-6x=0的弦MN的中點,則弦MN所在直線的方程為______.
解析:由圓的方程易知圓心C的坐標為(3,0),又P(1,1),所以kPC==-.易知MN⊥PC,所以kMN·kPC=-1,所以kMN=2.由弦MN所在的直線經(jīng)過點P(1,1),得所求直線的方程為y-1=2(x-1),即2x-y-1=0.
答案:2x-y-1=0
9.已知圓C:(x-2)2+y2=4,直線l1:y=x,l2:y=kx-1.若直線l1,l2被圓C所截得的弦的長度之比為1∶2,則k的值為______.
解析:依題意知,圓C:(x-2)2+y2=
7、4的圓心為C(2,0),半徑為2.圓心C到直線l1:y=x的距離為=,所以直線l1被圓C所截得的弦長為2×=2.圓心C到直線l2:y=kx-1的距離d=,所以直線l2被圓C所截得的弦長為2,由題意知2∶(2)=1∶2,解得d=0,故直線l2過圓心C.所以2k-1=0,解得k=.
答案:
三、解答題
10.已知點P(0,5)及圓C:x2+y2+4x-12y+24=0.
(1)若直線l過點P且被圓C截得的線段長為4,求l的方程;
(2)求過P點的圓C的弦的中點的軌跡方程.
解:(1)如圖所示,
|AB|=4,
將圓C方程化為標準方程即(x+2)2+(y-6)2=16,
所以圓
8、C的圓心坐標為(-2,6),半徑r=4,
設D是線段AB的中點,則CD⊥AB,所以|AD|=2,|AC|=4,C點坐標為(-2,6).
在Rt△ACD中,可得|CD|=2.
若直線l的斜率存在,設為k,
則直線l的方程為y-5=kx,
即kx-y+5=0.
由點C到直線AB的距離公式為=2,得k=.
故直線l的方程為3x-4y+20=0.
直線l的斜率不存在時,也滿足題意,此時方程為x=0.
所以所求直線l的方程為x=0或3x-4y+20=0.
(2)設過P點的圓C的弦的中點為D(x,y),
則CD⊥PD,即·=0,
所以(x+2,y-6)·(x,y-5)=0,
化簡
9、得所求軌跡方程為x2+y2+2x-11y+30=0.
11.(2018·高考全國卷Ⅱ)設拋物線C:y2=4x的焦點為F,過F且斜率為k(k>0)的直線l與C交于A,B兩點,|AB|=8.
(1)求l的方程;
(2)求過點A,B且與C的準線相切的圓的方程.
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)=.
由題設知=8,解得k=-1(舍去),k=1.
因此l的方程為
10、y=x-1.
(2)由(1)得AB的中點坐標為(3,2),所以AB的垂直平分線方程為y-2=-(x-3),即y=-x+5.
設所求圓的圓心坐標為(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.已知半徑為5的圓的圓心在x軸上,圓心的橫坐標是整數(shù),且與直線4x+3y-29=0相切.
(1)設直線ax-y+5=0與圓相交于A,B兩點,求實數(shù)a的取值范圍;
(2)在(1)的條件下,是否存在實數(shù)a,使得過點P(-2,4)的直線l垂直平分弦AB?若存在,求出實數(shù)a的值;若不存在,請說明理由.
解:(1)設圓心
11、為M(m,0)(m∈Z).
因為圓與直線4x+3y-29=0相切,且圓的半徑為5,
所以=5,即|4m-29|=25.
因為m為整數(shù),所以m=1.
所以圓的方程是(x-1)2+y2=25.
將ax-y+5=0變形為y=ax+5,
并將其代入圓的方程,消去y并整理,得(a2+1)x2+2(5a-1)x+1=0.
由于直線ax-y+5=0交圓于A,B兩點,
故Δ=4(5a-1)2-4(a2+1)>0,即12a2-5a>0,
解得a<0或a>.
所以實數(shù)a的取值范圍是(-∞,0)∪.
(2)設符合條件的實數(shù)a存在.
由(1)得a≠0,則直線l的斜率為-.
所以直線l的方程為y=-(x+2)+4,即x+ay+2-4a=0.
因為直線l垂直平分弦AB,
所以圓心M(1,0)必在直線l上.
所以1+0+2-4a=0,
解得a=.
因為∈,
所以存在實數(shù)a=,使得過點P(-2,4)的直線l垂直平分弦AB.
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