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1、2022年高考數(shù)學(xué) 中等生百日捷進(jìn)提升系列 專題09 直線和圓的方程(含解析)
【背一背重點(diǎn)知識】
1.兩直線平行與垂直
(1)兩條直線平行
對于兩條不重合的直線,其斜率分別為,則有,特別地,當(dāng)直線的斜率都不存在時,與的關(guān)系為平行.
(2)兩條直線垂直
①如果兩條直線的斜率存在,設(shè)為,則.
②如果中有一條直線的斜率不存在,另一條直線的斜率為0時,與的關(guān)系為垂直.
2.兩直線的交點(diǎn)
直線和的公共點(diǎn)的坐標(biāo)與方程組的解一一對應(yīng).
相交方程組有一個解,交點(diǎn)坐標(biāo)就是方程組的解;
平行方程組無解;
重合方程組有無數(shù)解.
3.距離公式
(1)兩點(diǎn)間的距離公式
平面上任意兩點(diǎn)間的
2、距離公式為.
特別地,原點(diǎn)O(0,0)與任一點(diǎn)P(x,y)的距離.
(2)點(diǎn)到直線的距離公式
平面上任意一點(diǎn)到直線(A,B不同時為0)的距離為.
(3)兩條平行線間的距離公式
一般地,兩條平行直線,(其中A,B不同時為0,且)間的距離.
【講一講提高技能】
1. 必備技能:
1.解決兩直線的位置關(guān)系問題要根據(jù)已知直線方程的形式靈活選用相應(yīng)的條件,顯然該題中直接利用一般式方程對應(yīng)的條件更為簡潔.另外利用直線的斜率和截距討論時,不要忘記斜率不存在時的討論.
2.可將方程化成斜截式,利用斜率和截距進(jìn)行分析;也可直接利用一般式套用兩直線垂直與平行的條件求解.一般式方程化成斜截式方程時
3、,要注意直線的斜率是否存在(即的系數(shù)是否為0).
3.求兩條平行線間的距離有兩種思路:
(1)利用“化歸”法將兩條平行線的距離轉(zhuǎn)化為一條直線上任意一點(diǎn)到另一條直線的距離.
(2)直接應(yīng)用兩平行直線之間的距離公式.
4.涉及兩直線的交點(diǎn)問題,往往需借助于圖形,應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想,探索解題思路,這也是解析幾何中分析問題、解決問題的重要特征.
例1若直線與直線互相垂直,那么的值等于 .
分析:兩直線垂直的充要條件,列出關(guān)系式,解出即可.
【答案】
例2已知點(diǎn)A(1,3),B(3,1),C(-1,0),則三角形ABC的面積為 .
分析:由兩點(diǎn)間距離公式求出的長
4、,并寫出直線的方程,由點(diǎn)到直線距離求出高,從而可得三角形的面積.
【答案】
【解析】設(shè)邊上的高為,則..邊上的高就是點(diǎn)到的距離.邊所在直線方程為:即.設(shè)點(diǎn)到的距離為,則,因此,.
【練一練提升能力】
1. 如果直線同時平行于直線,則的值為( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
2. 設(shè)入射光線沿直線 y=2x+1 射向直線 y=x, 則被y=x 反射后,反射光線所在的直線方程是( )
A.x+2y+3=0 B.x-2y+1=0
C.3x-2y+1=0 D.x
5、-2y-1=0
【答案】D
【解析】
試題分析:入射光線和反射光線關(guān)于直線y=x對稱,所以設(shè)入射光線上的任意兩個點(diǎn)(0,1),(1,3)其關(guān)于直線y=x對稱的兩個點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(1,0),(3,1)且這兩個點(diǎn)在反射光線上,由兩點(diǎn)式可求出反射光線所在的直線方程為 x-2y-1=0.
直線與圓的位置關(guān)系
【背一背重點(diǎn)知識】
1.直線與圓的位置關(guān)系
位置關(guān)系有三種:相離、相切、相交.
判斷直線與圓的位置關(guān)系常見的有兩種方法:
(1)代數(shù)法:
判別式.
(2)幾何法:利用圓心到直線的距離和圓半徑的大小關(guān)系:相交弦長=,相切,相離.
【講一講提高技能】
必備技能:
6、
1.如下圖所示,涉及直線與圓相交及弦長的題,都在中,利用勾股定理,得半徑弦長及弦心距之間的關(guān)系式.
2.弦長的計算:方法一、設(shè)圓的半徑為,圓心到直線的距離為,則弦長.
方法二、設(shè)直線的斜率為,直線與圓的交點(diǎn)坐標(biāo)為,則弦長.
例1 直線與圓的位置關(guān)系是( )
A.相交 B.相切 C.相離 D.無法確定
【答案】B
【解析】
例2圓截直線所得弦長為( )
A、 B、 C、1 D、5
分析:可利用圓的半徑,弦心距,弦的一半滿足勾股定理,利用點(diǎn)到直線距離求出弦心距,從而可解
7、.
【答案】A
【解析】將配方得:,所以圓心到直線的距離為,弦長為,選A.
【練一練提升能力】
1. 已知圓C:(),有直線:,當(dāng)直線被圓C截得弦長為時,等于( )
A. B.2- C. D.
【答案】A
2. 由直線上的點(diǎn)向圓引切線,則切線長的最小值為__________.
【答案】
【解析】
試題分析:圓心,半徑,圓心到直線的距離為,由直線上的點(diǎn)向圓作的切中,切線長的表達(dá)式為,因此,要使切線長最短,應(yīng)有最小,即直線上的點(diǎn)到圓心的距離最小,即垂直于直線時,,所以切線長的最小值為.
8、
(一) 選擇題(12*5=60分)
1. 已知直線,則“”是“”的( )
A.充分不必要條件 B.必要不充分條件
C.充分必要條件 D.既不充分也不必要條件
【答案】A
2. 如圖所示,已知A(4,0),B(0,4),從點(diǎn)P(2,0)射出的光線經(jīng)直線AB反射后再射到直線OB上,最后經(jīng)直線OB反射后又回到P點(diǎn),則光線所經(jīng)過的路程是( )
A.2 B.6 C.3 D.2
【答案】A
【解析】由題意知點(diǎn)P關(guān)于直線AB的對稱點(diǎn)為D(4,2),關(guān)于y軸的對稱點(diǎn)為C(-2,0),
9、則光線所經(jīng)過的路程為|CD|=2.故選A.
3. 已知圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,直線的方程為,若直線和圓有公共點(diǎn),
則實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
4. 直線與圓有公共點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
試題分析:根據(jù)數(shù)形結(jié)合,直線過點(diǎn),如圖,
當(dāng)直線與圓有交點(diǎn)時,所有的直線夾在兩條切線之間,軸上方的切線設(shè)為,下方的設(shè)為,設(shè)的傾斜角為,那么,,所有,顯然,所有實(shí)數(shù)的取值范圍是,故選A.
5. 已知點(diǎn),,,若線段和有
10、相同的垂直平分線,則點(diǎn)的坐標(biāo)是( )
(A) (B) (C) (D)
【答案】A
6. 在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于直線對稱,則直線的方程為
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
試題分析:,所以,中點(diǎn)坐標(biāo)是,直線方程是,整理為,故選C.
7. 圓上的點(diǎn)到直線的距離最大為( ?。?
A. B. C. D.
【答案】C
8. 已知直線過圓的圓心,且與直線垂直,則的方程是 ( )
A. B.
C. D.
【答案
11、】D
【解析】由已知得,圓心為,所求直線的斜率為,由直線方程的斜截式得,,即,故選D.
9. 已知直線恒過定點(diǎn)A,點(diǎn)A也在直線上,其中均為正數(shù),則的最小值為( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】D
【解析】
試題分析:變形為,所以過定點(diǎn),代入直線得
,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,取得最小值8
10. 已知圓和兩點(diǎn),,若圓上存在點(diǎn),使得,則的最大值為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由題意知,點(diǎn)P在以原點(diǎn)(0,0)為圓心,以m為半徑的圓上,又因?yàn)辄c(diǎn)P在已知圓上,
12、所以只要兩圓有交點(diǎn)即可,所以,故選B.
11. 設(shè)點(diǎn),若在圓上存在點(diǎn),使得,則的取值范圍是( )
(A) (B) (C) (D)
【答案】A
12. 過點(diǎn)A(11,2)作圓的弦,其中弦長為整數(shù)的共有( )
A.16條 B.17條 C.32條 D.34條
【答案】C
【解析】
試題分析:將化為,即該圓的圓心坐標(biāo)為,半徑為,且,且經(jīng)過點(diǎn)的弦的最大長度為(當(dāng)弦過圓心時),最小弦長為(當(dāng)弦與直線垂直時),所以其中弦長為整數(shù)的可能是10(一條),(各兩條,共30條),26(一條),一共32條;故選C.
(二) 選擇題(4
13、*5=20分)
13. 若直線與曲線恰有一個公共點(diǎn),則k的取值范圍是 .
【答案】
【解析】
14. 已知直線與圓心為的圓相交于兩點(diǎn),且,則實(shí)數(shù)的值為_________.
【答案】0或6
【解析】圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:,所以圓的圓心在,半徑
又直線與圓交于兩點(diǎn),且,所以圓心到直線的距離,所以,,整理得:解得:或
所以答案應(yīng)填:0或6.
15. 已知是曲線的兩條互相平行的切線,則與的距離的最大值為_____.
【答案】
【解析】因?yàn)?,故,即,從而得,故切線方程為,與,即與,由平行線間距離公式可得,,故.
16. 已知圓,直線.圓C上任意一點(diǎn)A到直線的距離小于2的概率為_____.
【答案】
【解析】