《(統(tǒng)考版)高考數(shù)學(xué)二輪專題復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)14 直線與圓 理(含解析)-人教版高三全冊(cè)數(shù)學(xué)試題》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(統(tǒng)考版)高考數(shù)學(xué)二輪專題復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)14 直線與圓 理(含解析)-人教版高三全冊(cè)數(shù)學(xué)試題(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、課時(shí)作業(yè)14 直線與圓
[A·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)]
1.若直線l1:ax-y+1=0與直線l2:2x-2y-1=0的傾斜角相等,則實(shí)數(shù)a=( )
A.-1 B.1
C.-2 D.2
2.已知半徑為1的圓經(jīng)過(guò)點(diǎn)(3,4),則其圓心到原點(diǎn)的距離的最小值為( )
A.4 B.5
C.6 D.7
3.若直線mx+2ny-4=0(m,n∈R,n≠m)始終平分圓x2+y2-4x-2y-4=0,則mn的取值范圍是( )
A.(0,1) B.(-1,0)
C.(-∞,1) D.(-∞,-1)
4.已知圓M:x2+y2-2ay=0(a>0)截直線x+y=0所得線段的長(zhǎng)度是2,則圓
2、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
5.在平面直角坐標(biāo)系中,O為坐標(biāo)原點(diǎn),A(8,0),以O(shè)A為直徑的圓與直線y=2x在第一象限的交點(diǎn)為B,則直線AB的方程為( )
A.x+2y-8=0 B.x-2y-8=0
C.2x+y-16=0 D.2x-y-16=0
6.[2020·貴陽(yáng)市適應(yīng)性考試]已知圓C的圓心是拋物線x2=4y的焦點(diǎn),直線4x-3y-2=0與圓C相交于A,B兩點(diǎn),且|AB|=6,則圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為_(kāi)_______.
7.已知直線l過(guò)直線l1:x-2y+3=0與直線l2:2x+3
3、y-8=0的交點(diǎn).且點(diǎn)P(0,4)到直線l的距離為2,則直線l的方程為_(kāi)_______.
8.已知直線l:ax-3y+12=0與圓M:x2+y2-4y=0相交于A,B兩點(diǎn),且∠AMB=,則實(shí)數(shù)a=________.
9.已知圓(x-1)2+y2=25,直線ax-y+5=0與圓相交于不同的兩點(diǎn)A,B.
(1)求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(2)若弦AB的垂直平分線l過(guò)點(diǎn)P(-2,4),求實(shí)數(shù)a的值.
10.已知點(diǎn)P(2,2),圓C:x2+y2-8y=0,過(guò)點(diǎn)P的動(dòng)直線l與圓C交于A,B兩點(diǎn),線段AB的中點(diǎn)為M,O為坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)求M的軌跡方程;
(2)當(dāng)|OP|=|
4、OM|時(shí),求l的方程及△POM的面積.
[B·素養(yǎng)提升]
1.[2020·全國(guó)卷Ⅰ]已知⊙M:x2+y2-2x-2y-2=0,直線l:2x+y+2=0,P為l上的動(dòng)點(diǎn).過(guò)點(diǎn)P作⊙M的切線PA,PB,切點(diǎn)為A,B,當(dāng)|PM|·|AB|最小時(shí),直線AB的方程為( )
A.2x-y-1=0 B.2x+y-1=0
C.2x-y+1=0 D.2x+y+1=0
2.已知點(diǎn)P在圓x2+y2=1上,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(-2,0),O為原點(diǎn),則·的最大值為_(kāi)______,|+|的最大值為_(kāi)_______.
3.已知圓C的圓心在直線x-2y=0上.且經(jīng)過(guò)點(diǎn)M(0,-1),N(1,6
5、).
(1)求圓C的方程;
(2)已知點(diǎn)A(1,1),B(7,4),若P為圓C上的一動(dòng)點(diǎn),求|PA|2+|PB|2的取值范圍.
4.如圖,已知圓O的圓心在坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)M(,1)是圓O上的一點(diǎn).
(1)求圓O的方程;
(2)若過(guò)點(diǎn)P(0,1)的動(dòng)直線l與圓O相交于A,B兩點(diǎn).在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi),是否存在與點(diǎn)P不同的定點(diǎn)Q,使得=恒成立?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
課時(shí)作業(yè)14 直線與圓
[A·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)]
1.解析:由題意可得兩直線平行,∴-2×a-(-1)×2=0,∴a=1.故選B.
答案:B
6、2.解析:設(shè)該圓的圓心為(a,b),則圓的方程為(x-a)2+(y-b)2=1,∵該圓過(guò)點(diǎn)(3,4),∴(3-a)2+(4-b)2=1,此式子表示點(diǎn)(a,b)在以(3,4)為圓心,1為半徑的圓上,則點(diǎn)(a,b)到原點(diǎn)的最小值為-1=4,故選A.
答案:A
3.解析:x2+y2-4x-2y-4=0可化為(x-2)2+(y-1)2=9,∵直線mx+2ny-4=0(m,n∈R,m≠n)始終平分圓x2+y2-4x-2y-4=0,∴圓心(2,1)在直線mx+2ny-4=0上,得m+n=2,n=2-m,∴mn=m(2-m)=-m2+2m=-(m-1)2+1,∵m≠n,∴m≠1,∴mn<1.故選C.
7、答案:C
4.解析:由題意知,圓M:x2+(y-a)2=a2(a>0).圓心(0,a)到直線x+y=0的距離d=,所以2=2,解得a=2.所以圓M,圓N的圓心距|MN|=,又兩圓半徑之差為1,半徑之和為3,故兩圓相交.
答案:B
5.
解析:解法一 如圖,由題意知OB⊥AB,因?yàn)橹本€OB的方程為y=2x,所以直線AB的斜率為-.因?yàn)锳(8,0),所以直線AB的方程為y-0=-(x-8),即x+2y-8=0.故選A.
解法二 依題意知,以O(shè)A為直徑的圓的方程為(x-4)2+y2=16,由解得或(舍去),即B.又A(8,0),所以kAB==-,于是直線AB的方程為y-0=-(x-8)
8、,即x+2y-8=0.故選A.
答案:A
6.解析:因?yàn)閽佄锞€x2=4y的焦點(diǎn)為(0,1),所以圓C的圓心為(0,1).圓C的圓心到直線4x-3y-2=0的距離為=1,又|AB|=6,所以圓C的半徑r==,所以圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2+(y-1)2=10.
答案:x2+(y-1)2=10
7.解析:由得所以直線l1與l2的交點(diǎn)為(1,2).顯然直線x=1不滿足P(0,4)到直線l的距離為2.設(shè)直線l的方程為y-2=k(x-1),即kx-y+2-k=0,因?yàn)镻(0,4)到直線l的距離為2,所以=2,所以k=0或k=.所以直線l的方程為y=2或4x-3y+2=0.
答案:y=2或4x-3y+
9、2=0
8.
解析:直線l的方程可變形為y=ax+4,所以直線l過(guò)定點(diǎn)(0,4),且該點(diǎn)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?yàn)椤螦MB=,所以△AMB是等邊三角形,且邊長(zhǎng)為2,高為,即圓心M到直線l的距離為,所以=.解得a=±.
答案:±
9.解析:(1)把直線ax-y+5=0代入圓的方程,
消去y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(diǎn),
故Δ=4(5a-1)2-4(a2+1)>0,
即12a2-5a>0,解得a>或a<0,
所以實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-∞,0)∪
10、.
(2)由于直線l為弦AB的垂直平分線,且直線AB的斜率為a,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,由于l垂直平分弦AB,
故圓心M(1,0)必在l上,所以1+0+2-4a=0,
解得a=,由于∈,所以a=.
10.解析:(1)圓C的方程可化為x2+(y-4)2=16,
所以圓心為C(0,4),半徑為4.
設(shè)M(x,y),則=(x,y-4),=(2-x,2-y).由題設(shè)知·=0,故x(2-x)+(y-4)(2-y)=0,
即(x-1)2+(y-3)2=2.
由于點(diǎn)P在圓C的內(nèi)部,所以M的軌跡方程是
(x-1)2+(y-
11、3)2=2.
(2)由(1)可知M的軌跡是以點(diǎn)N(1,3)為圓心,為半徑的圓.
由于|OP|=|OM|,故O在線段PM的垂直平分線上,
又P在圓N上,從而ON⊥PM.
因?yàn)镺N的斜率為3,所以l的斜率為-,故l的方程為y=-x+,即x+3y-8=0.
又|OM|=|OP|=2,O到l的距離為,|PM|=,所以S△POM=××=,故△POM的面積為.
[B·素養(yǎng)提升]
1.解析:如圖,由題可知,AB⊥PM,
|PM|·|AB|=2S四邊形APBM=2(S△PAM+S△PBM)=2(|PA|+|PB|),
∵|PA|=|PB|,
∴|PM|·|AB|=4|PA|=4=4,
12、
當(dāng)|PM|最小時(shí),|PM|·|AB|最小,易知|PM|min==,
此時(shí)|PA|=1,AB∥l,設(shè)直線AB的方程為y=-2x+b(b≠-2),
圓心M到直線AB的距離為d=,
|AB|==,
∴d2+2=|MA|2,
即+=4,解得b=-1或b=7(舍).
綜上,直線AB的方程為y=-2x-1,即2x+y+1=0.故選D.
答案:D
2.解析:設(shè)P(x,y),則x2+y2=1,
所以·=(2,0)·(x+2,y)=2(x+2),因?yàn)辄c(diǎn)P在圓x2+y2=1上,所以-1≤x≤1,所以·∈[2,6].
所以·的最大值為6.
因?yàn)椋?-2,0)+(x,y)=(x-2,y),
13、
所以|+|===,又-1≤x≤1.故1≤5-4x≤9,所以1≤|+|≤3,而|+|max=3.
答案:6 3
3.解析:設(shè)圓心C(a,b)則a-2b=0.
則a=2b,
由|MC|=|NC|得
=,解得b=2,a=4.
∴圓C的半徑r=5,
圓C的方程為:(x-4)2+(y-2)2=25.
(2)設(shè)P(x,y),則(x-4)2+(y-2)2=25.
即x2+y2=5+8x+4y
則|PA|2+|PB|2 =(x-1)2+(y-1)2+(x-7)2+(y-4)2=2x2+2y2-16x-10y+67=10+16x+8y-16x-10y+67=77-2y,
∵-3≤y≤7,
14、∴63≤77-2y≤83.
故|PA|2+|PB|2的取值范圍是[63,83].
4.解析:(1)點(diǎn)M(,1)是圓O上的一點(diǎn),可得圓O的半徑為=2,
則圓O的方程為x2+y2=4;
(2)若直線l的斜率為0,可得直線方程為y=1,A(,1),B(-,1),由|PA|=|PB|.可得|QA|=|QB|,即Q在y軸上,設(shè)Q(0,m),
若過(guò)點(diǎn)P(0,1)的動(dòng)直線l的斜率不存在,設(shè)直線方程為x=0,
則A(0,2),B(0,-2),由=可得
=,解得m=1或4.由Q與P不重合,可得Q(0,4),下證斜率存在且不為0的直線與圓的交點(diǎn),也滿足=成立.
若直線的斜率存在且不為0,可設(shè)直線方程為y=kx+1.
聯(lián)立圓x2+y2=4,可得(1+k2)x2+2kx-3=0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
可得x1+x2=-,x1x2=-,
由kQA+kQB=+=+=2k-3=2k-3·=2k-3·=0,
可得QA和QB關(guān)于y軸對(duì)稱,即=成立.