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1、
階段檢測(四)
對應學生用書P77(范圍:2.3~2.4)
本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,滿分150分,考試時間120分鐘.
第Ⅰ卷(選擇題,共60分)
一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.若方程x2+y2-x+y+m=0表示圓,則實數(shù)m的取值范圍是( )
A. B.(-∞,1)
C. D.
答案 A
解析 由(-1)2+12-4m>0,解得m<.
2.已知圓C1:x2+y2+4x-4y=3,動點P在圓C2:x2+y2-4x
2、-12=0上,則△PC1C2面積的最大值為( )
A.2 B.4 C.8 D.20
答案 B
解析 圓C1:x2+y2+4x-4y=3,即(x+2)2+(y-2)2=11,圓心為(-2,2),
C2:x2+y2-4x-12=0,即(x-2)2+y2=16,圓心為(2,0),半徑為4,∴|C1C2|==2,
∴△PC1C2的面積的最大值為×2×4=4,故選B.
3.若圓x2+y2-2ax+3by=0的圓心位于第三象限,那么直線x+ay+b=0一定不經(jīng)過( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
答案 D
解析 圓x2+y2-2ax+3by=0
3、的圓心為,則a<0,b>0.直線x+ay+b=0等價于y=-x-,因為k=->0,->0,所以直線不經(jīng)過第四象限.
4.已知A(1,2,3),B(3,3,m),C(0,-1,0),D(2,-1,-1),則( )
A.|AB|>|CD| B.|AB|<|CD|
C.|AB|≤|CD| D.|AB|≥|CD|
答案 D
解析 |AB|==,
|CD|==.因為(m-3)2≥0,所以|AB|≥|CD|.
5.從M(0,2,1)出發(fā)的光線,經(jīng)平面xOy反射后到達點N(2,0,2),則光線所行走的路程為( )
A.3 B.4 C. D.3
答案 C
解析 點M(0,2
4、,1)關于平面xOy對稱的點為M′(0,2,-1),光線所行走的路程為
|M′N|==.
6.直線x+y=0繞原點按順時針方向旋轉(zhuǎn)30°所得直線與圓(x-2)2+y2=3的位置關系是( )
A.直線與圓相切
B.直線與圓相交但不過圓心
C.直線與圓相離
D.直線過圓心
答案 A
解析 直線x+y=0的斜率為-,傾斜角為150°,繞原點按順時針方向旋轉(zhuǎn)30°,所得直線的傾斜角為120°,斜率為-,所以直線方程為x+y=0.圓(x-2)2+y2=3的圓心(2,0)到直線x+y=0的距離d===r,所以直線與圓相切.
7.已知圓C:x2+y2+mx-4=0上存在兩點關于直線x-y
5、+3=0對稱,則實數(shù)m的值為( )
A.8 B.-4
C.6 D.無法確定
答案 C
解析 ∵圓上存在關于直線x-y+3=0對稱的兩點,∴x-y+3=0過圓心,即-+3=0,解得m=6.
8.已知圓C1:(x+1)2+(y-1)2=1,圓C2與圓C1關于直線x-y-1=0對稱,則圓C2的方程為( )
A.(x+2)2+(y-2)2=1
B.(x-2)2+(y+2)2=1
C.(x+2)2+(y+2)2=1
D.(x-2)2+(y-2)2=1
答案 B
解析 設圓C2的圓心為(a,b),則依題意,得
解得對稱圓的半徑長不變,所以圓C2的半徑長為1,故圓C2的方程
6、為(x-2)2+(y+2)2=1,選B.
9.以(a,1)為圓心,且與兩條直線2x-y+4=0和2x-y-6=0同時相切的圓的標準方程為( )
A.(x-1)2+(y-1)2=5
B.(x+1)2+(y+1)2=5
C.(x-1)2+y2=5
D.x2+(y-1)2=5
答案 A
解析 因為兩條直線2x-y+4=0和2x-y-6=0的距離為d==2,所以所求圓的半徑為r=,所以圓心(a,1)到直線2x-y+4=0的距離為==,即a=1或a=-4,又因為圓心(a,1)到直線2x-y-6=0的距離也為,所以a=1.所以所求的圓的標準方程為(x-1)2+(y-1)2=5,故選A.
7、10.過直線y=2x上一點P作圓M:(x-3)2+(y-2)2=的兩條切線l1,l2,A,B為切點,當直線l1,l2關于直線y=2x對稱時,則∠APB等于( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
答案 C
解析 過圓M的圓心(3,2)向直線y=2x作垂線,設垂足為N,易知當點P與點N重合時,l1與l2關于y=2x對稱,此時,|MP|==,又圓M的半徑長為,故sin∠MPA=,則∠MPA=30°,故∠APB=60°.
11.已知圓C:(x-3)2+(y-4)2=1和兩點A(-m,0),B(m,0)(m>0),若圓C上存在點P,使得∠APB=90°,則m的最大值為(
8、 )
A.7 B.6 C.5 D.4
答案 B
解析 根據(jù)題意,畫出示意圖,如圖所示,則圓心C的坐標為(3,4),半徑r=1,且|AB|=2m.因為∠APB=90°,連接OP,易知|OP|=|AB|=m.要求m的最大值,即求圓C上的點P到原點O的最大距離.因為|OC|==5,所以|OP|max=|OC|+r=6,即m的最大值為6.
12.設點M(x0,1),若在圓O:x2+y2=1上存在點N,使得∠OMN=45°,則x0的取值范圍是( )
A.[-1,1] B.
C.[-,] D.
答案 A
解析 解法一:過M作圓O的兩條切線MA,MB,切點分別為A,B,
9、若在圓O上存在點N,使∠OMN=45°,則∠OMB≥∠OMN=45°,所以∠AMB≥90°,所以-1≤x0≤1,故選A.
解法二:過O作OP⊥MN于P,則|OP|=|OM|sin45°≤1,
∴|OM|≤,即≤ ,
∴x≤1,即-1≤x0≤1,故選A.
第Ⅱ卷(非選擇題,共90分)
二、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分)
13.若圓心在x軸上,半徑為的圓O位于y軸左側(cè),且與直線x+y=0相切,則圓O的方程是________.
答案 (x+2)2+y2=2
解析 設圓心坐標為(a,0)(a<0),則圓心到直線的距離等于半徑,即r==,解得a=-2.故圓的標
10、準方程為(x+2)2+y2=2.
14.若直線x+y+m=0上存在點P,過點P可作圓O:x2+y2=1的兩條切線PA,PB,切點為A,B,且∠APB=60°,則實數(shù)m的取值范圍為________.
答案 [-2,2]
解析 若∠APB=60°,則|OP|=2,直線x+y+m=0上存在點P,過點P可作圓O:x2+y2=1的兩條切線PA,PB,等價于直線x+y+m=0與圓x2+y2=4有公共點,由點到直線的距離公式可得≤2,解得m∈[-2,2].
15.當且僅當a0)上有兩點到直線3x+4y-15=0的距離是2,則以(a,b)為圓心,且和直線4x-3y+
11、1=0相切的圓的方程為______________.
答案 (x-1)2+(y-5)2=4
解析 因為圓心(0,0)到直線3x+4y-15=0的距離d==3,結(jié)合圖形可知,圓x2+y2=r2(r>0)上有兩點到直線3x+4y-15=0的距離為2,等價于|r-3|<2,即1
12、),半徑長r=|m|(m≠0).令x=2m+1,y=m(m≠0),可得x-2y-1=0(x≠1),即為圓心的軌跡方程.
三、解答題(本大題共6小題,共70分.解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟)
17.(本小題滿分10分)已知圓C:x2+y2-2y-4=0,直線l:mx-y+1-m=0.
(1)判斷直線l與圓C的位置關系;
(2)若直線l與圓C交于不同的兩點A,B,且|AB|=3,求直線l的方程.
解 (1)將圓C的方程化為標準方程為x2+(y-1)2=5,所以圓C的圓心為C(0,1),半徑r=,圓心C(0,1)到直線l:mx-y+1-m=0的距離d==<1<,因此直線l與圓C相
13、交.
(2)設圓心C到直線l的距離為d,
則d==.
又d=,則=,解得m=±1,所以所求直線方程為x-y=0或x+y-2=0.
18.(本小題滿分12分)在空間直角坐標系Oxyz中.
(1)在z軸上求一點P,使得它到點A(4,5,6)與到點B(-7,3,11)的距離相等;
(2)已知點M到坐標原點的距離等于2,且它的橫、縱、豎坐標相等,求該點的坐標.
解 (1)設點P的坐標為(0,0,c),
因為|PA|=|PB|,
所以=,
所以c=,所以點P的坐標為.
(2)設點M的坐標為(a,a,a),
所以=2,
所以a2=4,所以a=±2.
所以點M的坐標為M(2,2,
14、2)或M(-2,-2,-2).
19.(本小題滿分12分)已知圓C:x2+(y-2)2=5,直線l:mx-y+1=0.
(1)求證:對任意的m∈R,直線l與圓C總有兩個不同的交點;
(2)若圓C與直線l相交于A,B兩點,求弦AB的中點M的軌跡方程.
解 (1)證明:因為直線l:mx-y+1=0恒過定點N(0,1),且點N(0,1)在圓C:x2+(y-2)2=5的內(nèi)部,
所以直線l與圓C總有兩個不同的交點.
(2)由題知C(0,2),設動點M(x,y),
當x=0時,M(0,1);
當x≠0時,由垂徑定理,知MN⊥MC,
所以·=-1,
整理得x2+2=,又(0,1)滿足此方
15、程,
所以弦AB的中點M的軌跡方程是x2+2=.
20.(本小題滿分12分)有一種大型商品,A,B兩地均有出售且價格相同,某地居民從兩地之一購得商品運回來,每千米的運費A地是B地的2倍,若A,B兩地相距10千米,顧客選擇A地或B地購買這種商品的標準是:運費和價格的總費用較低,那么不同地點的居民應如何選擇購買此商品?
解 以直線AB為x軸,線段AB的垂直平分線為y軸,建立直角坐標系,如圖所示.設A(-5,0),則B(5,0).在坐標平面內(nèi)任取一點P(x,y),設從A地運貨到P地的運費為2a元/千米,則從B地運貨到P地的運費為a元/千米.
若P地居民選擇在A地購買此商品,
則2a<a
16、,
整理得2+y2<2.
即點P在圓C:2+y2=2的內(nèi)部.
也就是說,圓C內(nèi)的居民應在A地購買,圓C外的居民應在B地購買,圓C上的居民可隨意選擇A,B兩地之一購買.
21.(本小題滿分12分)已知圓C:x2+y2+Dx+Ey+3=0關于直線x+y-1=0對稱,圓心在第二象限,半徑為.
(1)求圓C的方程;
(2)已知不過原點的直線l與圓C相切,且在x軸、y軸上的截距相等,求直線l的方程.
解 (1)由題意,得
解得或(舍去).
∴圓C的方程為x2+y2+2x-4y+3=0.
(2)圓C:(x+1)2+(y-2)2=2,
∵切線在兩坐標軸上的截距相等且不為零,
設切線l
17、:x+y=m(m≠0),
∴圓心C(-1,2)到切線的距離等于半徑,
即=,∴m=-1或m=3.
∴所求切線方程為x+y+1=0或x+y-3=0.
22.(本小題滿分12分)已知點P1(-2,3),P2(0,1),圓C是以P1P2的中點為圓心,|P1P2|為半徑的圓.
(1)若圓C的一條切線在x軸和y軸上截距相等,求此切線方程;
(2)若P(x,y)是圓C外一點,從P向圓C引切線PM,M為切點,O為坐標原點,|PM|=|PO|,求使|PM|最小的點P的坐標.
解 (1)設圓心坐標為C(a,b),半徑為r,依題意得
a==-1,b==2,r=×=.
∴圓C的方程為(x+1)2+
18、(y-2)2=2.
①若截距均為0,即圓C的切線過原點,則可設該切線為y=kx,即kx-y=0,則有=,解得k=2±.
此時切線方程為(2+)x-y=0或(2-)x-y=0.
②若截距不為0,可設切線為x+y=a,即x+y-a=0,
依題意得=,解得a=-1或a=3.
此時切線方程為x+y+1=0或x+y-3=0.
綜上,所求切線方程為(2±)x-y=0或x+y+1=0或x+y-3=0.
(2)∵|PM|=|PO|,∴|PM|2=|PO|2,
即(x+1)2+(y-2)2-2=x2+y2,整理得y=,
而|PM|=|PO|== ,
當x=-=-時,|PM|取得最小值.
此時點P的坐標為.