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1、
(江蘇專用)2013年高考數(shù)學總復習 第八章第3課時 圓的方程 課時闖關(含解析)
[A級 雙基鞏固]
一、填空題
1.過點A(1,-1),B(-1,1),且圓心在直線x+y-2=0上的圓的方程是________.
解析:設圓心C的坐標為(a,b),半徑為r.
∵圓心C在直線x+y-2=0上,∴b=2-a.
∵2=2,∴(a-1)2+(2-a+1)2=(a+1)2+(2-a-1)2,∴a=1,b=1,∴r=2,∴圓的方程為(x-1)2+(y-1)2=4.
答案:(x-1)2+(y-1)2=4
2.已知點A(1,-1),B(-1,1),則以線段AB為直徑的圓的方程是___
2、_____.
解析:圓心坐標為(0,0),
半徑r==,
∴圓的方程為x2+y2=2.
答案:x2+y2=2
3.若不同四點A(5,0),B(-1,0),C(-3,3),D(a,3)在同一圓上,則實數(shù)a的值為________.
解析:設經過A,B,C三點的圓的方程為x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0),由題意可得
解得
∴A,B,C三點確定的圓的方程為x2+y2-4x-y-5=0.
∵D(a,3)也在此圓上,∴a2+9-4a-25-5=0.
∴a=7或a=-3(舍去).
答案:7
4.已知圓C1:(x+1)2+(y-1)2=1,圓C2與圓C1關于直
3、線x-y-1=0對稱,則圓C2的方程為________.
解析:圓C1:(x+1)2+(y-1)2=1的圓心為(-1,1).
圓C2的圓心設為(a,b),∵圓C1與圓C2關于直線x-y-1=0對稱,
∴解得又圓C2的半徑為1,
∴圓C2的方程為(x-2)2+(y+2)2=1.
答案:(x-2)2+(y+2)2=1
5.(2012·南京質檢)已知點M(1,0)是圓C:x2+y2-4x-2y=0內的一點那么過點M的最短弦所在直線的方程是________.
解析:過點M的最短的弦與CM垂直,圓C:x2+y2-4x-2y=0的圓心為C(2,1),∵kCM==1,∴最短弦所在直線的方程為y
4、-0=-1(x-1),即x+y-1=0.
答案:x+y-1=0
6.圓x2+y2-4x-4y-10=0上的點到直線x+y-14=0的最大距離與最小距離的差是________.
解析:所給圓的圓心坐標為(2,2),半徑r=3,
圓心到直線x+y-14=0的距離d==5.
∴所求的最大距離與最小距離的差(d+r)-(d-r)=2r=6.
答案:6
7.點P(0,2)到圓C:(x+1)2+y2=1的圓心的距離為________,如果A是圓C上一個動點,=3,那么點B的軌跡方程為________.
解析:P(0,2)到圓C:(x+1)2+y2=1的圓心的距離d=,設B(x,y),A(x
5、0,y0),
∴=(x-x0,y-y0),=(-x0,2-y0).
∵=3,∴∴
∴2+2=1,
即(x-2)2+(y-6)2=4.
答案: (x-2)2+(y-6)2=4
8.若圓x2+y2-4x-4y-10=0上至少有三個不同點到直線l:ax+by=0的距離為2,則直線l的傾斜角的取值范圍是________.
解析:圓方程即(x-2)2+(y-2)2=18,它的圓心為(2,2),半徑r=3.
由條件得圓心到直線l的距離d=≤3-2,
得 2-≤-≤2+.
∵tan=2-,tan=2+,
∴直線l傾斜角的取值范圍是.
答案:
二、解答題
9.已知方程x2+y2-2
6、(t+3)x+2(1-4t2)y+16t4+9=0(t∈R)的圖形是圓.
(1)求t的取值范圍;
(2)求其中面積最大的圓的半徑;
(3)若點P(3,4t2)恒在所給圓內,求t的取值范圍.
解:(1)方程即(x-t-3)2+(y+1-4t2)2=(t+3)2+(1-4t2)2-16t4-9,
∴r2=-7t2+6t+1>0,
∴-<t<1.
故t的取值范圍是.
(2)∵r== ,
∴當t=∈時,rmax=.
(3)當且僅當32+(4t2)2-2(t+3)×3+2(1-4t2)×4t2+16t4+9<0時,點P在圓內,
∴8t2-6t<0,即0<t<.
故t的取值范圍是.
7、
10.設平面直角坐標系xOy中,設二次函數(shù)f(x)=x2+2x+b(x∈R)的圖象與兩坐標軸有三個交點,經過這三個交點的圓記為C.
(1)求實數(shù)b的取值范圍;
(2)求圓C的方程;
(3)問圓C是否經過某定點(其坐標與b無關)?請證明你的結論.
解:(1)令x=0,得拋物線與y軸的交點是(0,b),
令f(x)=0,得x2+2x+b=0,由題意b≠0且Δ>0,
解得b<1且b≠0.故b的取值范圍為(-∞,0)∪(0,1).
(2)設所求圓的一般方程為x2+y2+Dx+Ey+F=0,
令y=0,得x2+Dx+F=0,這與x2+2x+b=0是同一個方程,故D=2,F(xiàn)=b,
令
8、x=0,得y2+Ey+b=0,此方程有一個根為b,代入E=-b-1,
所以圓C的方程為x2+y2+2x-(b+1)y+b=0.
(3)圓C必過定點(0,1),(-2,1).
證明如下:將(0,1)代入圓C的方程,得左邊=02+12+2×0-(b+1)×1+b=0,右邊=0,所以圓C必過定點(0,1);同理可證圓C必過定點(-2,1).
[B級 能力提升]
一、填空題
1.已知在函數(shù)f(x)=sin圖象上,相鄰的一個最大值點與一個最小值點恰好在x2+y2=R2上,則f(x)的最小正周期為________.
解析:∵x2+y2=R2,∴x∈[-R,R].
∵函數(shù)f(x)的最小正周期
9、為2R,
∴最大值點為,相鄰的最小值點為,代入圓方程,得R=2,∴T=4.
答案:4
2.如果點P在平面區(qū)域
上,點Q在曲線x2+(y+2)2=1,那么|PQ|的最小值為________.
解析:
由圖可知不等式組確定的區(qū)域為陰影部分包括邊界,點P到Q的距離最小為到(0,-2)的最小值減去圓的半徑1,由圖可知|PQ|min=-1=-1.
答案:-1
3.已知AC,BD為圓O:x2+y2=4的兩條互相垂直的弦,垂足為M(1,),則四邊形ABCD的面積的最大值為________.
解析:
如圖,取AC中點F,BD中點E,
則OE⊥BD,OF⊥AC,又AC⊥BD,設|O
10、F|=d1,|OE|=d2,
∴四邊形OEMF為矩形,
∴d+d=OM2=3.
又|AC|=2,
|BD|=2,
∴S四邊形ABCD=|AC||BD|=2·=2
=2
又0≤d≤3,∴當d=時,S四邊形ABCD有最大值5
答案:5
4.點P是圓x2+y2-8x-2y+13=0上的動點,O是坐標原點,則線段OP的中點Q的軌跡方程是________.
解析:圓的方程可化為(x-4)2+(y-1)2=4,
設P(x0,y0),Q(x,y),則x=,y=,∴x0=2x,y0=2y.
∵(x0,y0)是圓上的動點,∴(x0-4)2+(y0-1)2=4,
∴(2x-4)2+(2
11、y-1)2=4,即(x-2)2+2=1.
答案:(x-2)2+2=1
二、解答題
5.
(2011·高考陜西卷)如圖,設P是圓x2+y2=25上的動點,點D是P在x軸上的正投影,M為PD上一點,且|MD|=|PD|.
(1)當P在圓上運動時,求點M的軌跡C的方程;
(2)求過點(3,0)且斜率為的直線被C所截線段的長度.
解:(1)設M的坐標為(x,y),P的坐標為(x0,y0),
由已知得,又點P在圓上,∴x2+2=25.
即軌跡C的方程為+=1.
(2)經過點(3,0)且斜率為的直線方程為y=(x-3),
由得x2-3x-8=0,
解之得x1=,x2=.
∴線
12、段AB長度為|AB|===.
6.已知橢圓E:+=1的左焦點為F,左準線l與x軸的交點是圓C的圓心,圓C恰好經過坐標原點O,設G是圓C上任意一點.
(1)求圓C的方程;
(2)若直線FG與直線l交于點T,且G為線段FT的中點,求直線FG被圓C所截得的弦長;
(3)在平面上是否存在一點P,使得=?若存在,求出點P坐標;若不存在,請說明理由.
解:(1)由橢圓E:+=1,
得l:x=-4,C(-4,0),F(xiàn)(-2,0).
又圓C過原點,所以圓C的方程為(x+4)2+y2=16.
(2)由題意,得G(-3,yG),代入(x+4)2+y2=16,得yG=±,所以FG的斜率為k=±,F(xiàn)G的方程為y=±(x+2),
所以C(-4,0)到FG的距離為d=,直線FG被圓C截得弦長為2=7.
故直線FG被圓C截得的弦長為7.
(3)設P(s,t),G(x0,y0),則由=,
得=,
整理得3(x+y)+(16+2s)x0+2ty0+16-s2-t2=0,①
又G(x0,y0)在圓C:(x+4)2+y2=16上,所以x+y+8x0=0,②
②代入①得(2s-8)x0+2ty0+16-s2-t2=0.
又由G(x0,y0)為圓C上任意一點可知
解得
所以在平面上存在一點P,其坐標為(4,0).