第九章 解析幾何 第一節(jié) 直線和圓
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1、第九章 解析幾何 第一節(jié) 直線和圓 第九章 解析幾何 第一節(jié) 直線和圓 第一部分 五年高考薈萃 2009年高考題 一、選擇題 1.(遼寧理,4)已知圓C與直線x-y=0 及x-y-4=0都相切,圓心在直線x+y=0上,則圓C的方程為 A. B. C. D. 【解析】圓心在x+y=0上,排除C、D,再結合圖象,或者驗證A、B中圓心到兩直線的距離等于半徑即可. 【答案】B 2.(重慶理,1)直線與圓的位置關系為( ) A.相切 B.相交但直線不過圓心 C.直線過圓心 D.相離 【解析
2、】圓心為到直線,即的距離,而,選B。 【答案】B 3.(重慶文,1)圓心在軸上,半徑為1,且過點(1,2)的圓的方程為( ) A. B. C. D. 解法1(直接法):設圓心坐標為,則由題意知,解得,故圓的方程為。 解法2(數(shù)形結合法):由作圖根據(jù)點到圓心的距離為1易知圓心為(0,2),故圓的方程為 解法3(驗證法):將點(1,2)代入四個選擇支,排除B,D,又由于圓心在軸上,排除C。 【答案】A 4.(上海文,17)點P(4,-2)與圓上任一點連續(xù)的中點軌跡方程是 ?。? ) A. B. C.
3、D. 【解析】設圓上任一點為Q(s,t),PQ的中點為A(x,y),則,解得:,代入圓方程,得(2x-4)2+(2y+2)2=4,整理,得: 【答案】A 5. (上海文,15)已知直線平行,則k得值是( ) A. 1或3 B.1或5 C.3或5 D.1或2 【解析】當k=3時,兩直線平行,當k≠3時,由兩直線平行,斜率相等,得:=k-3,解得:k=5,故選C。 【答案】C 6. (上海文,18)過圓的圓心,作直線分 別交x、y正半軸于點A、B,被圓分成四部分(如圖), 若這四部分圖形面積滿足則直線AB有(
4、 ) (A) 0條 (B) 1條 (C) 2條 (D) 3條 【解析】由已知,得:,第II,IV部分的面 積是定值,所以,為定值,即為定值,當直線 AB繞著圓心C移動時,只可能有一個位置符合題意,即直線 AB只有一條,故選B。 【答案】B 7.(陜西理,4)過原點且傾斜角為的直線被圓所截得的弦長為 A. B.2 C. D.2 【答案】D 二、填空題 8. (廣東文,13)以點(2,)為圓心且與直線相切的圓的方程是 . 【解析】將直線化為,圓的半徑, 所以圓的方程
5、為 【答案】 9.(天津理,13)設直線的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),直線的方程為y=3x+4則與的距離為_______ 【解析】由題直線的普通方程為,故它與與的距離為。 【答案】 10. (天津文,14)若圓與圓的公共弦長為,則a=________. 【解析】由已知,兩個圓的方程作差可以得到相交弦的直線方程為 , 利用圓心(0,0)到直線的距離d為,解得a=1. 【答案】1 11.(全國Ⅰ文16)若直線被兩平行線所截得的線段的長為,則的傾斜角可以是 ① ② ③ ④ ⑤ 其中正確答案的序號是
6、 .(寫出所有正確答案的序號) 【解析】解:兩平行線間的距離為,由圖知直線與的夾角為,的傾斜角為,所以直線的傾斜角等于或。 【答案】①⑤ 12.(全國Ⅱ理16)已知為圓:的兩條相互垂直的弦,垂足為,則四邊形的面積的最大值為 。 【解析】設圓心到的距離分別為,則. 四邊形的面積 【答案】5 13.(全國Ⅱ文15)已知圓O:和點A(1,2),則過A且與圓O相切的直線與兩坐標軸圍成的三角形的面積等于 【解析】由題意可直接求出切線方程為y-2=(x-1),即x+2y-5=0,從而求出在兩坐標軸上的截距分別是5和,所以所求面積為。
7、 【答案】 14.(湖北文14)過原點O作圓x2+y2-6x-8y+20=0的兩條切線,設切點分別為P、Q, 則線段PQ的長為 。 【解析】可得圓方程是又由圓的切線性質及在三角形中運用正弦定理得. 【答案】4 15.(江西理16).設直線系,對于下列四個命題: .中所有直線均經過一個定點 .存在定點不在中的任一條直線上 .對于任意整數(shù),存在正邊形,其所有邊均在中的直線上 .中的直線所能圍成的正三角形面積都相等 其中真命題的代號是 (寫出所有真命題的代號). 【解析】因為所以點到中每條直線的距
8、離 即為圓:的全體切線組成的集合,從而中存在兩條平行直線, 所以A錯誤; 又因為點不存在任何直線上,所以B正確; 對任意,存在正邊形使其內切圓為圓,故正確; 中邊能組成兩個大小不同的正三角形和,故D錯誤, 故命題中正確的序號是 B,C. 【答案】 三、解答題 16.(2009江蘇卷18)(本小題滿分16分) 在平面直角坐標系中,已知圓和圓. (1)若直線過點,且被圓截得的弦長為,求直線的方程; (2)設P為平面上的點,滿足:存在過點P的無窮多對互相垂直的直線和,它們分別與圓和圓相交,且直線被圓截得的弦長與直線被圓截得的弦長相等,試求所有滿足條
9、件的點P的坐標。 解 (1)設直線的方程為:,即 由垂徑定理,得:圓心到直線的距離, 結合點到直線距離公式,得: 化簡得: 求直線的方程為:或,即或 (2) 設點P坐標為,直線、的方程分別為: ,即: 因為直線被圓截得的弦長與直線被圓截得的弦長相等,兩圓半徑相等。 由垂徑定理,得::圓心到直線與直線的距離相等。 故有:, 化簡得: 關于的方程有無窮多解,有: 解之得:點P坐標為或。 2005—2008年高考題 一、選擇題 1.(2008年全國Ⅱ理11)等腰三角形兩腰所在直線的方程分別為與x-7y-4=0,
10、 原點在等腰三角形的底邊上,則底邊所在直線的斜率為 ( ). A.3 B.2 C. D. 答案 A 解析 ,,設底邊為 由題意,到所成的角等于到所成的角于是有 再將A、B、C、D代入驗證得正確答案 是A。 2.(2008年全國Ⅱ文3)原點到直線的距離為 ( ) A.1 B. C.2 D. 答案 D 解析 。 3.(2008四川4)將直線繞原點逆時針旋轉,再向右平移1個單位長度,所得到的直線為 (
11、 ) A. B. C. D. 答案 A 4.(2008上海15)如圖,在平面直角坐標系中,是一個與x軸的正半軸、y軸的正半軸分別相切于點C、D的定圓所圍成的區(qū)域(含邊界),A、B、C、D是該圓的四等分點.若點、點滿足且,則稱P優(yōu)于.如果中的點滿足:不存在中的其它點優(yōu)于Q,那么所有這樣的點Q組成的集合是劣弧 ( ?。? A. B. C. D. 答案 D 5.(2007重慶文)若直線 與圓相交于P、Q兩點,且∠POQ=120°(其中O為原點),則k的值為 ( ) A.-或
12、 B. C.-或 D. 答案 A 6.(2007天津文)“”是“直線平行于直線”的 ( ) A.充分而不必要條件 B.必要而不充分條件 C.充分必要條件 D.既不充分也不必要條件 答案 C 7.(2006年江蘇)圓的切線方程中有一個是 ( ) A.x-y=0 B.x+y=0 C.x=0 D.y=0 答案 C 8. (2005湖南文)設直線的方程是,從1,2,3,4,5這五個數(shù)中每次取兩個不同的數(shù)作為A、 B的值,則所得不同直線的條數(shù)是 (
13、 ) A.20 B.19 C.18 D.16 答案 C 9. (2005全國Ⅰ文)設直線過點,且與圓相切,則的斜率是 工 ( ) A. B. C. D. 答案 C 10.(2005遼寧)若直線按向量平移后與圓相切,則c的值為 ( ) A.8或-2 B.6或-4 C.4或-6 D.2或-8 答案 A 11.(2005北京文)“m=”是“
14、直線(m+2)x+3my+1=0與直線(m-2)x+(m+2)y-3=0相互垂直”的 ( ) A.充分必要條件 B.充分而不必要條件 C.必要而不充分條件 D.既不充分也不必要條件 答案 B 二、填空題 12. (2008天津文15,)已知圓C的圓心與點關于直線y=x+1對稱,直線3x+4y-11=0 與圓C相交于兩點,且,則圓C的方程為_______. 答案 13.(2008四川文14)已知直線與圓,則上各點到的距離
15、的最小值為_______. 答案 14.(2008廣東理11)經過圓的圓心,且與直線垂直的直線 程是 . 答案 15.(2007上海文)如圖,是直線上的兩點,且.兩個半徑相等的動圓分別與相切于點,是這兩個圓的公共點,則圓弧,與線段圍成圖形面積的取值范圍是 . 答案 16.(2007湖南理)圓心為且與直線相切的圓的方程是 . 答案 (x-1)2+(y-1)2=2 17. ( 2006重慶理)已知變量x,y滿足約束條件1≤x+y≤4,-2≤x-y≤2.若目標函數(shù)z=ax+y
16、(其中a>0)僅在點(3,1)處取得最大值,則a的取值范圍為___. 答案 a>1 18.(2005江西)設實數(shù)x,y滿足 . 答案 第二部分 三年聯(lián)考匯編 2009年聯(lián)考題 一、選擇題 1.(西南師大附中高2009級第三次月考)“a= 3”是“直線與直線平行”的( )條件 A.充要 B.充分而不必要 C.必要而不充分 D.既不充分也不必要 答案 C 2.(重慶市大足中學2009年高考數(shù)學模擬試題)直線x+y+1=0與圓的位置關系是 ( ) A.相交
17、 B.相離 C.相切 D.不能確定 答案 C 3.(西南師大附中高2009級第三次月考)兩圓的位置關系 是 ( ) A.內切 B.外切 C.相離 D.內含 答案 B 4. (西南師大附中高2009級第三次月考)已知點P(x,y)是直線kx+y+4 = 0(k > 0)上一動點,PA、PB是圓C:的兩條切線,A、B是切點,若四邊形PACB的最小面積是2,則k的值為 ( ) A.3 B. C. D.2 答案 D 5. (福建省南安一中、安溪一中、養(yǎng)正中學2009屆高三期中聯(lián)考)
18、已知實系數(shù)方程x2+ax+2b=0, 的一個根大于0且小于1,另一根大于1且小于2,則的取值范圍是 ( ?。? A.(,1) B.(,1) C.(-,) D.(0,) 答案 A 6.(廣東省華南師范附屬中學2009屆高三上學期第三次綜合測試)點到直線的距離不大于3,則的取值范圍是 ( ) A. B. C. D.或 答案 C 7. (四川省成都市2009屆高三入學摸底測試)已知圓的方程為,設圓中過點的最長弦與最短弦分別為、,則直線與的斜率之和為( )
19、A. B. C. D. 答案 B 8.(湖南省長郡中學2009屆高三第二次月考)直線和圓 的關系是 ( ) A.相離 B.相切或相交 C.相交 D.相切 答案 C 9. (福建省寧德市2009屆高三上學期第四次月考)過點的直線將圓(x-2)2+y2=9分成 兩段弧,當其中的劣弧最短時,直線的方程是 ( ) A. B. C. D. 答案 D 二、填空題 10.(廣東省華南師范附屬中學2009屆高三上學期第三次
20、綜合測試)從圓(x-1)2+(y-1)2=1外一 點向這個圓引切線,則切線長為 . 答案 2 11.(江蘇省贛榆高級中學2009屆高三上期段考)直線與直線 關于點對稱,則b=___________。 答案 2 12.(湖南省長郡中學2009屆高三第二次月考)過點C(6,-8)作圓的切線,切點為A、B,那么點C到直線AB的距離為___________________。 答案 13. (四川省成都市2008—2009學年度上學期高三年級期末綜合測試)光線由點P(2,3)射到直線上,反射后過點Q(1,1),則反射光線方程為
21、 . 答案 4x-5y+1=0 14.(安徽省巢湖市2009屆高三第一次教學質量檢測)過的直線l與圓C:(x-1)2+y2=4 交于A、B兩點,當∠ACB最小時,直線的方程為 . 答案 9月份更新 1、(2009臨沂一模)已知點P(x,y)是直線kx+y+4=0(k>0)上一動點,PA、PB是圓C:的兩條切線,A、B是切點,若四邊形PACB的最小面積是2,則k的值為 A、 B、 C、 D、2 答案 D 2、(2009日照一模)已知圓關于直線對稱,則的取值范圍是 A. B.
22、C. D. 答案 A 3、(2009青島一模)已知直線及與函數(shù)圖像的交點分別為,與函數(shù)圖像的交點分別為,則直線與 A.相交,且交點在第I象限 B.相交,且交點在第II象限 C.相交,且交點在第IV象限 D.相交,且交點在坐標原點 答案 D 4、(20009泰安一模)若PQ是圓的弦,PQ的中點是(1,2)則直線PQ的方程是 (A) (B) (C) (D) 答案 B 5、(2009濰坊一模)若PQ是圓的弦,PQ的中點是(1,2)則直線PQ的方程是 (A) (B) (C) (D) 答案 B 6、(20
23、09棗莊一模)將圓軸正方向平移1個單位后得到圓C,若過點(3,0)的直線和圓C相切,則直線的斜率為 ( ) A. B. C. D. 答案 D 7、(2009濱州一模)已知直線交于A、B兩點,且,其中O為原點,則實數(shù)的值為 A.2 B.-2 C.2或-2 D.或 答案 C 8、(2009濱州一模)如果直線y=kx+1與圓交于M、N 兩點,且M、N關于直線x+y=0對稱,若為平面區(qū)域 內任意一點,則的取值范圍是 . 答案 2007—2008年聯(lián)考題 一、選擇題 1. (四川省巴蜀聯(lián)盟2008屆高三
24、年級第二次聯(lián)考)已知點A(3,2),B(-2,7),若直線y=ax-3與線段AB的交點P分有向線段AB的比為4:1,則a的值為 ( ) A.3 B.-3 C.9 D.-9 答案 D 2.(北京市豐臺區(qū)2008年4月高三統(tǒng)一練習一)由直線上的點向圓(x-3)2+(y+2)2=1 引切線,則切線長的最小值為 ( ) A. B. C. D. 答案 A 3.(北京市西城區(qū)2008年5月高三抽樣測試)圓被直線分成兩段圓弧,則較短弧長與較長弧長之比為 ( )
25、 A.1∶2 B.1∶3 C.1∶4 D.1∶5 答案 B 4.(廣東省汕頭市澄海區(qū)2008年第一學期期末考試)直線平分圓x2+y2-8x+2y-2=0 的周長,則 ( ) A.3 B.5 C.-3 D.-5 答案 D 5.(安徽省合肥市2008年高三年級第一次質檢)把直線按向量平移后恰與相切,則實數(shù)的值為 ( ) A.或 B.或 C.或 D.或 答案 C 6.(2007岳陽
26、市一中高三數(shù)學能力題訓練) 若圓上有且僅有兩個點到直線4x-3y-2=0的距離為1,則半徑r的取值范圍是 ( ) A.(4,6) B.[4,6) C.(4,6] D.[4,6] 答案 A 7. (2007海淀模擬)已知直線ax+by-1=0(a,b不全為0)與圓x2+y2=50有公共點,且公共點橫、縱坐標均為整數(shù),那么這樣的直線有( )條 A.66 B.72 C.74 D.78 答案 C 二、填空題 7.(甘肅省蘭州一中20
27、08屆高三上期期末考試)光線從點P(-3,5)射到直線l:3x-4y+4=0 上,經過反射,其反射光線過點Q(3,5),則光線從P到Q所走過的路程為 . 答案 8 8.(河北省正定中學2008年高三第四次月考)圓為參數(shù))的標準方程 是 ,過這個圓外一點P的該圓的切線方程是 。 答案 (x-1)2+(y-1)2=1;x=2或3x-4y+6=0 9. (湖北省鄂州市2008年高考模擬)與圓相切,且在兩坐標軸上截距相等的直線共有________條. 答案 4 10.(湖南省長沙市一中2008屆高三第六次月考)設直線與圓(x-1)2+
28、(y-2)2=4 相交于A、B兩點,且弦長為,則a= 。 答案 0 11. (江蘇省泰興市2007—2008學年第一學期高三調研)設直線的方程為, 將直線繞原點按逆時針方向旋轉得到直線,則的方程是 答案 2x-y+2=0 12.(2007石家莊一模)若≠kx+2對一切x≥5都成立,則k的取值范圍是________. 答案 k>1/10或k<2/5 13.(唐山二模)⊙M:x2+y2=4,點P(x0,y0)在圓外,則直線x0x+y0y=4與⊙M的位置關系是_____ 答案 相交 三、解答題 14.(江蘇省南京
29、市2008屆高三第一次調研測試)已知:以點C (t, )(t∈R , t ≠ 0)為圓心的圓與軸交于點O, A,與y軸交于點O, B,其中O為原點. (1)求證:△OAB的面積為定值; (2)設直線y = –2x+4與圓C交于點M, N,若OM = ON,求圓C的方程. 解 (1),. 設圓的方程是 令,得;令,得 ,即:的面積為定值. (2)垂直平分線段. ,直線的方程是. ,解得: 當時,圓心的坐標為,, 此時到直線的距離, 圓與直線相交于兩點. 當時,圓心的坐標為,, 此時到直線的距離 圓與直線不相交,
30、不符合題意舍去. 圓的方程為. 15.(廣東地區(qū)2008年01月期末試題) 已知點的坐標分別是,,直線相交于點M,且它們的斜率之積為. (1)求點M軌跡的方程; (2)若過點的直線與(1)中的軌跡交于不同的兩點、(在、之間),試求與面積之比的取值范圍(為坐標原點). 解(1)設點的坐標為, ∵,∴. 整理,得(),這就是動點M的軌跡方程. (2)方法一 由題意知直線的斜率存在, 設的方程為() ① 將①代入, 得, 由,解得. 設,,則 ② 令,則,即,即,且
31、 由②得, 即 . 且且. 解得且 ,且. ∴△OBE與△OBF面積之比的取值范圍是. 方法二 由題意知直線的斜率存在, 設的方程為 ① 將①代入, 整理,得, 由,解得. 設,,則 ② 令,且 . 將代入②,得 ∴.即. ∵且,∴且. 即且. 解得且. ,且. 故△OBE與△OBF面積之比的取值范圍是. 16. (江蘇省泰興市2007—2008學年第一學期高三調研)已知過點A(0,1),且方向向量為,相交于M、N兩點. (1)求實數(shù)的取值范圍; (2)求證:;
32、 (3)若O為坐標原點,且. 解 (1) 由 . . 17.(2007北京四中模擬一)在△ABC中,A點的坐標為(3,0),BC邊長為2,且BC在y軸上的區(qū)間[-3,3]上滑動. (1)求△ABC外心的軌跡方程; (2)設直線l∶y=3x+b與(1)的軌跡交于E,F(xiàn)兩點,原點到直線l的距離為d,求 的最大值.并求出此時b的值. 解 (1)設B點的坐標為(0,),則C點坐標為(0,+2)(-3≤≤1), 則BC邊的垂直平分線為y=+1 ① ②由①②消去,得.∵,∴.故所求的△ABC外心的軌跡方程為:. (2)將代入得.由及,得.所以方程①在區(qū)間,2有兩個實根.設,則方程③在,2上有兩個不等實根的充要條件是: 得 ∵∴ 又原點到直線l的距離為, ∴∵,∴. ∴當,即時,.
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