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1、2022年高考數(shù)學大二輪復習 專題六 解析幾何 6.1 直線與圓練習
1.若直線l1:x+ay+6=0與l2:(a-2)x+3x+2a=0平行,則l1與l2之間的距離為( )
A. B.4
C. D.2
解析: 由l1∥l2,得=≠,解得a=-1,
所以l1與l2的方程分別為l1:x-y+6=0,
l2:x-y+=0,
所以l1與l2之間的距離d==.
答案: C
2.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: 由已知得,圓心C(1,b)在直線
2、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.
答案: B
3.光線從點A(-3,4)發(fā)出,經(jīng)過x軸反射,再經(jīng)過y軸反射,最后經(jīng)過點B(-2,6),則經(jīng)y軸反射的光線的方程為( )
A.2x+y-2=0 B.2x-y+2=0
C.2x+y+2=0 D.2x-y-2=0
解析: ∵點A(-3,4)關于x軸的對稱點A1(-3,-4)在經(jīng)過x軸反射的光線上,同樣點A1(-3,-4)關于y軸的對稱點A2(3,-4)在經(jīng)過y軸反射的光線上,∴kA2B==-2.故所求直線的方程為y-6=
3、-2(x+2),即2x+y-2=0,故選A.
答案: A
4.已知圓M:x2+y2-2ay=0(a>0)截直線x+y=0所得線段的長度是2,則圓M與圓N:(x-1)2+(y-1)2=1的位置關系是( )
A.內(nèi)切 B.相交
C.外切 D.相離
解析: 圓M:x2+y2-2ay=0(a>0)可化為:x2+(y-a)2=a2,由題意,d=,所以有,a2=+2,解得a=2.所以圓M:x2+(y-2)2=22,圓心距為,半徑和為3,半徑差為1,所以二者相交.
答案: B
5.(2018·全國卷Ⅲ)直線x+y+2=0分別與x軸,y軸交于A,B兩點,點P在圓(x-2)2+y2=2上,則
4、△ABP面積的取值范圍是( )
A.[2,6] B.[4,8]
C.[,3] D.[2,3]
解析: 設圓(x-2)2+y2=2的圓心為C,半徑為r,點P到直線x+y+2=0的距離為d,則圓心C(2,0),r=,所以圓心C到直線x+y+2=0的距離為2,可得dmax=2+r=3,dmin=2-r=.由已知條件可得AB=2,所以△ABP面積的最大值為AB·dmax=6,△ABP面積的最小值為AB·dmin=2.
綜上,△ABP面積的取值范圍是[2,6].故選A.
答案: A
6.(2018·全國卷Ⅰ)直線y=x+1與圓x2+y2+2y-3=0交于A,B兩點,則|AB|=____
5、____.
解析: 由x2+y2+2y-3=0,得x2+(y+1)2=4.
∴圓心C(0,-1),半徑r=2.
圓心C(0,-1)到直線x-y+1=0的距離d==,
∴|AB|=2=2=2.
答案: 2
7.已知直線l1過點(-2,0)且傾斜角為30°,直線l2過點(2,0)且與直線l1垂直,則直線l1與直線l2的交點坐標為________.
解析: 直線l1的斜率k1=tan 30°=,因為直線l2與直線l1垂直,所以直線l2的斜率k2=-=-,所以直線l1的方程為y=(x+2),直線l2的方程為y=-(x-2),聯(lián)立直線l1與l2,得得即直線l1與直線l2的交點坐標為(1,)
6、.
答案: (1,)
8.過點C(3,4)作圓x2+y2=5的兩條切線,切點分別為A,B,則點C到直線AB的距離為________.
解析: 以OC為直徑的圓的方程為2+(y-2)2=2,AB為圓C與圓O:x2+y2=5的公共弦,所以AB的方程為x2+y2-=5-,化為3x+4y-5=0,C到AB的距離為d==4.
答案: 4
9.已知兩直線l1:ax-by+4=0,l2:(a-1)x+y+b=0.求分別滿足下列條件的a,b的值.
(1)直線l1過點(-3,-1),并且直線l1與l2垂直;
(2)直線l1與直線l2平行,并且坐標原點到l1,l2的距離相等.
解析: (1)∵l1
7、⊥l2,
∴a(a-1)+(-b)·1=0,即a2-a-b=0.①
又點(-3,-1)在l1上,
∴-3a+b+4=0.②
由①②得,a=2,b=2.
(2)由題意知當a=0或b=0時不成立.
∵l1∥l2,∴=1-a,∴b=,
故l1和l2的方程可分別表示為
(a-1)x+y+=0,(a-1)x+y+=0,
又原點到l1與l2的距離相等,
∴4=,
∴a=2或a=,
∴a=2,b=-2或a=,b=2.
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
8、軌跡方程.
解析: (1)如圖所示,
|AB|=4,
將圓C方程化為標準方程為(x+2)2+(y-6)2=16,
所以圓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:=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.
(
9、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,
化簡得所求軌跡方程為x2+y2+2x-11y+30=0.
B級
1.(2018·貴陽市適應性考試(一))已知直線l:ax-3y+12=0與圓M:x2+y2-4y=0相交于A,B兩點,且∠AMB=,則實數(shù)a=________.
解析: 直線l的方程可變形為y=ax+4,所以直線l過定點(0,4),且該點在圓M上.圓的方程可變形為x2+(y-2)2=4,所以圓心為M(0,2),半徑為2.如圖,因為∠AMB=,所以△AMB是等邊三角形,且邊長為2,高為,即圓心M到
10、直線l的距離為,所以=,解得a=±.
答案: ±
2.(2018·貴陽市摸底考試)過點M(2,2)的直線l與坐標軸的正方向分別相交于A,B兩點,O為坐標原點,若△OAB的面積為8,則△OAB外接圓的標準方程是________________.
解析: 法一:設直線l的方程為+=1(a>0,b>0),由直線l過點M(2,2),得+=1.又S△OAB=ab=8,所以a=4,b=4,不妨設A(4,0),B(0,4),△OAB外接圓的方程為x2+y2+Dx+Ey+F=0,則將O,A,B的坐標分別代入得解得所以△OAB外接圓的方程為x2+y2-4x-4y=0,標準方程為(x-2)2+(y-2)2=
11、8.
法二:設直線l的方程為+=1(a>0,b>0),由直線l過點M(2,2),得+=1.又S△OAB=ab=8,所以a=4,b=4,所以△OAB是等腰直角三角形,且M是斜邊AB的中點,則△OAB外接圓的圓心是點M(2,2),半徑|OM|=2,所以△OAB外接圓的標準方程是(x-2)2+(y-2)2=8.
答案: (x-2)2+(y-2)2=8
3.已知圓C過點P(1,1),且與圓M:(x+2)2+(y+2)2=r2(r>0)關于直線x+y+2=0對稱.
(1)求圓C的方程;
(2)設Q為圓C上的一個動點,求·的最小值.
解析: (1)設圓心C(a,b),則
解得
則圓C的方程
12、為x2+y2=r2,
將點P的坐標代入得r2=2,
故圓C的方程為x2+y2=2.
(2)設Q(x,y),則x2+y2=2,
且·=(x-1,y-1)·(x+2,y+2)=x2+y2+x+y-4=x+y-2,
令x=cos θ,y=sin θ,
則·=x+y-2=(sin θ+cos θ)-2
=2sin-2.
所以·的最小值為-4.
4.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
13、分弦AB?若存在,求出實數(shù)a的值;若不存在,請說明理由.
解析: (1)設圓心為M(m,0)(m∈Z).
∵圓與直線4x+3y-29=0相切,且圓的半徑為5,
∴=5,即|4m-29|=25.
∵m為整數(shù),∴m=1.
∴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>.
∴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-.
∴直線l的方程為y=-(x+2)+4,即x+ay+2-4a=0.
∴直線l垂直平分弦AB,∴圓心M(1,0)必在直線l上.
∴1+0+2-4a=0,解得a=.
∵∈,
∴存在實數(shù)a=,使得過點P的直線l垂直平分弦AB.