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1、新編人教版精品教學(xué)資料
章末綜合測(cè)評(píng)(四) 圓與方程
(時(shí)間120分鐘,滿分150分)
一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)
1.在空間直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A(-3,4,0)與點(diǎn)B(2,-1,6)的距離是( )
A.2 B.2
C.9 D.
【解析】 由空間直角坐標(biāo)系中兩點(diǎn)間距離公式得:
|AB|==.
【答案】 D
2.當(dāng)圓x2+y2+2x+ky+k2=0的面積最大時(shí),圓心坐標(biāo)是( )
A.(0,-1) B.(-1,0)
C.(1,-1) D.(-1,1)
【解析】 圓的標(biāo)準(zhǔn)方程得:(x+1
2、)2+2=1-,當(dāng)半徑的平方1-取最大值為1時(shí),圓的面積最大.∴k=0,即圓心為(-1,0).
【答案】 B
3.圓O1:x2+y2-4x-6y+12=0與圓O2:x2+y2-8x-6y+16=0的位置關(guān)系是( )
A.相交 B.相離
C.內(nèi)含 D.內(nèi)切
【解析】 把圓O1:x2+y2-4x-6y+12=0與圓O2:x2+y2-8x-6y+16=0分別化為標(biāo)準(zhǔn)式為(x-2)2+(y-3)2=1和(x-4)2+(y-3)2=9,兩圓心間的距離d==2=|r1-r2|,所以?xún)蓤A的位置關(guān)系為內(nèi)切,故選D.
【答案】 D
4.(2016·葫蘆島高一檢測(cè))過(guò)點(diǎn)(2,1)的直線中,被圓x2
3、+y2-2x+4y=0截得的最長(zhǎng)弦所在的直線方程為( )
A.3x-y-5=0 B.3x+y-7=0
C.x+3y-5=0 D.x-3y+1=0
【解析】 依題意知所求直線通過(guò)圓心(1,-2),由直線的兩點(diǎn)式方程,得=,即3x-y-5=0,故選A.
【答案】 A
5.已知點(diǎn)M(a,b)在圓O:x2+y2=1外,則直線ax+by=1與圓O的位置關(guān)系是( )
A.相切 B.相交
C.相離 D.不確定
【解析】 由題意知點(diǎn)在圓外,則a2+b2>1,圓心到直線的距離d=<1,故直線與圓相交.
【答案】 B
6.若P(2,-1)為圓C:(x-1)2+y2=25的弦AB的中點(diǎn),則直
4、線AB的方程是( )
A.2x-y-5=0 B.2x+y-3=0
C.x+y-1=0 D.x-y-3=0
【解析】 圓心C(1,0),kPC==-1,
則kAB=1,AB的方程為y+1=x-2,
即x-y-3=0,故選D.
【答案】 D
7.圓心在x軸上,半徑為1,且過(guò)點(diǎn)(2,1)的圓的方程是( )
A.(x-2)2+y2=1
B.(x+2)2+y2=1
C.(x-1)2+(y-3)2=1
D.x2+(y-2)2=1
【解析】 設(shè)圓心坐標(biāo)為(a,0),則由題意可知(a-2)2+(1-0)2=1,解得a=2.故所求圓的方程是(x-2)2+y2=1.
【答案】 A
5、8.(2016·泰安高一檢測(cè))圓x2+y2-4x-4y-10=0上的點(diǎn)到直線x+y-14=0的最大距離與最小距離的差是( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào):09960151】
A.36 B.18
C.6 D.5
【解析】 圓x2+y2-4x-4y-10=0的圓心為(2,2),半徑為3,圓心到直線x+y-14=0的距離為=5>3,圓上的點(diǎn)到直線的最大距離與最小距離的差是2R=6.
【答案】 C
9.過(guò)點(diǎn)P(-2,4)作圓O:(x-2)2+(y-1)2=25的切線l,直線m:ax-3y=0與直線l平行,則直線l與m的距離為( )
A.4 B.2
C. D.
【解析】 P為圓上一點(diǎn),則有kO
6、P·kl=-1,而kOP==-,
∴kl=.∴a=4,∴m:4x-3y=0,l:4x-3y+20=0.∴l(xiāng)與m的距離為=4.
【答案】 A
10.一個(gè)幾何體的三視圖如圖1所示,正視圖和側(cè)視圖都是等邊三角形,該幾何體的四個(gè)頂點(diǎn)在空間直角坐標(biāo)系Oxyz中的坐標(biāo)分別是(0,0,0),(2,0,0),(2,2,0),(0,2,0),則第五個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)可能是( )
圖1
A.(1,1,1) B.(1,1,)
C.(1,1,) D.(2,2,)
【解析】 由三視圖知,該幾何體為正四棱錐,正四棱錐的頂點(diǎn)在底面的射影是底面正方形的中心,高為,則第五個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,1,).故選C.
7、
【答案】 C
11.已知圓C1:(x+2)2+(y-2)2=2,圓C2與圓C1關(guān)于直線x-y-1=0對(duì)稱(chēng),則圓C2的方程為( )
A.(x+3)2+(y-3)2=2
B.(x-1)2+(y+1)2=2
C.(x-2)2+(y+2)2=2
D.(x-3)2+(y+3)2=2
【解析】 設(shè)點(diǎn)(-2,2)關(guān)于直線x-y-1=0的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為Q(m,n),則解得m=3,n=-3,所以圓C2的圓心坐標(biāo)為(3,-3),所以圓C2的方程為(x-3)2+(y+3)2=2,故選D.
【答案】 D
12.(2016·臺(tái)州高二檢測(cè))已知圓O:x2+y2-4=0,圓C:x2+y2+2x-15=0,若圓
8、O的切線l交圓C于A,B兩點(diǎn),則△OAB面積的取值范圍是( )
圖2
A.[2,2] B.[2,8]
C.[2,2] D.[2,8]
【解析】 S△OAB=|AB|·2=|AB|,
設(shè)C到AB的距離為d,
則|AB|=2,又d∈[1,3],
7≤42-d2≤15,
所以S△OAB=|AB|∈[2,2].
【答案】 A
二、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分,將答案填在題中的橫線上)
13.已知A(1,2,3),B(5,6,-7),則線段AB中點(diǎn)D的坐標(biāo)為_(kāi)_______.
【解析】 設(shè)D(x,y,z),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式可得x==3,y==4,z==-2,所
9、以D(3,4,-2).
【答案】 (3,4,-2)
14.以原點(diǎn)O為圓心且截直線3x+4y+15=0所得弦長(zhǎng)為8的圓的方程是________.
【解析】 原點(diǎn)O到直線的距離d==3,設(shè)圓的半徑為r,∴r2=32+42=25,∴圓的方程是x2+y2=25.
【答案】 x2+y2=25
15.(2015·重慶高考)若點(diǎn)P(1,2)在以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心的圓上,則該圓在點(diǎn)P處的切線方程為_(kāi)_______.
【解析】 ∵以原點(diǎn)O為圓心的圓過(guò)點(diǎn)P(1,2),
∴圓的方程為x2+y2=5.
∵kOP=2,∴切線的斜率k=-.
由點(diǎn)斜式可得切線方程為y-2=-(x-1),
即x+2y-5=0
10、.
【答案】 x+2y-5=0
16.若x,y∈R,且x=,則的取值范圍是________.
【解析】
x=?x2+y2=1(x≥0),此方程表示半圓,如圖,設(shè)P(x,y)是半圓上的點(diǎn),則表示過(guò)點(diǎn)P(x,y),Q(-1,-2)兩點(diǎn)直線的斜率.設(shè)切線QA的斜率為k,則它的方程為y+2=k(x+1).從而由=1,解得k=.又kBQ=3,∴所求范圍是.
【答案】
三、解答題(本大題共6小題,共70分.解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明,證明過(guò)程或演算步驟)
17.(本小題滿分10分)求經(jīng)過(guò)兩點(diǎn)A(-1,4),B(3,2)且圓心在y軸上的圓的方程.
【解】 法一:∵圓心在y軸上,
設(shè)圓的標(biāo)準(zhǔn)
11、方程是x2+(y-b)2=r2.
∵該圓經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn),
∴∴
所以圓的方程是x2+(y-1)2=10.
法二:線段AB的中點(diǎn)為(1,3),
kAB==-,
∴弦AB的垂直平分線方程為y-3=2(x-1),
即y=2x+1.
由得(0,1)為所求圓的圓心.
由兩點(diǎn)間距離公式得圓半徑r為
=,
∴所求圓的方程為x2+(y-1)2=10.
18.(本小題滿分12分)如圖3所示,BC=4,原點(diǎn)O是BC的中點(diǎn),點(diǎn)A的坐標(biāo)是,點(diǎn)D在平面yOz上,且∠BDC=90°,∠DCB=30°,求AD的長(zhǎng)度.
圖3
【解】 由題意得B(0,-2,0),C(0,2,0),設(shè)D(0,y,
12、z),在Rt△BDC中,∠DCB=30°,
∴|BD|=2,|CD|=2,∴z=,2-y=3,
∴y=-1,∴D(0,-1,).
又∵A,
∴|AD|==.
19.(本小題滿分12分)已知圓C:(x-1)2+(y-2)2=25,直線l:(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0(m∈R).
(1)證明:不論m為何值時(shí),直線和圓恒相交于兩點(diǎn);
(2)求直線l被圓C截得的弦長(zhǎng)最小時(shí)的方程.
【解】 (1)證明:由(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0,
得(2x+y-7)m+x+y-4=0.
解得
∴直線l恒過(guò)定點(diǎn)A(3,1).又∵(3-1)2+(1-2)2=5<25,
13、
∴(3,1)在圓C的內(nèi)部,故直線l與圓C恒有兩個(gè)公共點(diǎn).
(2)當(dāng)直線l被圓C截得的弦長(zhǎng)最小時(shí),有l(wèi)⊥AC,由kAC=-,得l的方程為y-1=2(x-3),即2x-y-5=0.
20.(本小題滿分12分)點(diǎn)A(0,2)是圓x2+y2=16內(nèi)的定點(diǎn),B,C是這個(gè)圓上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),若BA⊥CA,求BC中點(diǎn)M的軌跡方程,并說(shuō)明它的軌跡是什么曲線.
【解】 設(shè)點(diǎn)M(x,y),因?yàn)镸是弦BC的中點(diǎn),故OM⊥BC.
又∵∠BAC=90°,∴|MA|=|BC|=|MB|.
∵|MB|2=|OB|2-|OM|2,
∴|OB|2=|MO|2+|MA|2,即42=(x2+y2)+[(x-0)2+(y-
14、2)2],化簡(jiǎn)為x2+y2-2y-6=0,
即x2+(y-1)2=7.
∴所求軌跡為以(0,1)為圓心,以為半徑的圓.
21.(本小題滿分12分)如圖4所示,平行四邊形ABCD的對(duì)角線AC與BD交于E點(diǎn),定點(diǎn)A,C的坐標(biāo)分別是A(-2,3),C(2,1).
圖4
(1)求以線段AC為直徑的圓E的方程;
(2)若B點(diǎn)的坐標(biāo)為(-2,-2),求直線BC截圓E所得的弦長(zhǎng).
【解】 (1)AC的中點(diǎn)E(0,2)即為圓心,
半徑r=|AC|==,
所以圓E的方程為x2+(y-2)2=5.
(2)直線BC的斜率k==,
其方程為y-1=(x-2),即3x-4y-2=0.
點(diǎn)E到
15、直線BC的距離為d==2,所以BC截圓E所得的弦長(zhǎng)為2=2.
22.(本小題滿分12分)如圖5,已知圓C:x2+y2+10x+10y=0,點(diǎn)A(0,6).
(1)求圓心在直線y=x上,經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,且與圓C相外切的圓N的方程;
(2)若過(guò)點(diǎn)A的直線m與圓C交于P,Q兩點(diǎn),且圓弧PQ恰為圓C周長(zhǎng)的,求直線m的方程. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):09960152】
圖5
【解】 (1)由x2+y2+10x+10y=0,
化為標(biāo)準(zhǔn)方程:(x+5)2+(y+5)2=50.
所以圓C的圓心坐標(biāo)為C(-5,-5),
又圓N的圓心在直線y=x上,
所以當(dāng)兩圓外切
16、時(shí),切點(diǎn)為O,設(shè)圓N的圓心坐標(biāo)為(a,a),
則有=,
解得a=3,
所以圓N的圓心坐標(biāo)為(3,3),半徑r=3,
故圓N的方程為(x-3)2+(y-3)2=18.
(2)因?yàn)閳A弧PQ恰為圓C周長(zhǎng)的,所以CP⊥CQ.
所以點(diǎn)C到直線m的距離為5.
當(dāng)直線m的斜率不存在時(shí),點(diǎn)C到y(tǒng)軸的距離為5,直線m即為y軸,所以此時(shí)直線m的方程為x=0.
當(dāng)直線m的斜率存在時(shí),設(shè)直線m的方程為y=kx+6,
即kx-y+6=0.
所以=5,解得k=.
所以此時(shí)直線m的方程為x-y+6=0,
即48x-55y+330=0,
故所求直線m的方程為x=0或48x-55y+330=0.