(完整版)直线和圆高考题汇总(教师版含答案

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专题20 解决直线与圆问题-2021年高考数学二轮复习核心考点微专题(苏教版)(解析版)

专题20 解决直线与圆问题-2021年高考数学二轮复习核心考点微专题(苏教版)(解析版)

1.直线l :y =kx +1与圆x 2+y 2-2ax +a 2-2a -4=0恒有交点,则实数a 的取值范围是________. 【答案】-1≤a ≤3【解析】圆方程为(x -a )2+y 2=2a +4,则a >-2,又直线l 过定点(0,1),故只需点(0,1)在圆内或圆上,即-1≤a ≤3,综上,实数a 的取值范围是-1≤a ≤3.2.若圆x 2+y 2=r 2(r >0)上有且只有两个点到直线x -y -2=0的距离为1,则实数r 的取值范围是________. 【答案】2-1<r <2+1.3.若对圆M :(x -1)2+(y -1)2=1上任意一点P (x ,y ),|3x -4y +a |+|3x -4y -9|的取值与x ,y 无关,则实数a 的取值范围是________. 【答案】a ≥6.【解析】设直线l 1:3x -4y +a =0,直线l 2:3x -4y -9=0,则|3x -4y +a |+|3x -4y -9|=5(dP -l 1+dP -l 2),因为|3x -4y +a |+|3x -4y -9|的取值与x 无关,所以,圆M 恰完全在直线l 1和直线l 2所夹带状区域内,所以,直线l 1:3x -4y +a =0在圆M 的上方,dM -l 1=|-1+a |5=a -15≥1,所以,a ≥6.4.已知圆O :x 2+y 2=r 2(r >0)及圆上的点A (0,-r ),过点A 的直线l 交圆于另一点B ,交x 轴于点C ,若OC =BC ,则直线l 的斜率为________.【解析】设直线l 的斜率为k ,则直线l :y =kx -r ,与x 2+y 2=r 2联立解得B (2kr k 2+1,(k 2-1)r k 2+1),而C (rk ,0),由OC =BC 得(r k )2=(2kr k 2+1-r k )2+[(k 2-1)r k 2+1]2即k =±3.学&科网【考向分析】直线与圆的位置关系是高考常考的知识内容.对它们的研究,既可以从几何的角度来探索它们的位置关系,又可以从方程角度来解决一些度量问题(如类似阿氏圆一类问题),体现用代数方法研究几何问题的思想.对这类问题的考查,一般会涉及弦长、距离的计算、圆的切线及与点(直线、圆)的位置关系判定问题等,解答此类问题,注重“圆的特征直角三角形”是关键.(一)直线与圆基本问题盘点 例1. 直线tx +y +3=0与圆x 2+y 2=4相交于A 、B 两点,若|OA →+OB →|>|AB →|,则实数t 的范围________.【答案】-142<t <-52或52<t <142.变式1若直线l 1:y =x +a 和直线l 2:y =x +b 将圆(x -1)2+(y -2)2=8分成长度相等的四段弧,则a 2+b 2=________. 【答案】18【解析】由题意得直线l 1:y =x +a 和直线l 2:y =x +b 截得圆的弦所对圆周角相等,皆为直角,因此圆心到两直线距离皆为22r =2,即|1-2+a |2=|1-2+b |2=2,所以a 2+b 2=(22+1)2+(-22+1)2=18. 变式2 在平面直角坐标系xOy 中,已知圆C :x 2+(y -1)2=4.若等边△P AB 的一边AB 为圆C 一条弦,则PC 的最大值为________. 【答案】4【解析】由△P AB 为等腰三角形,故PC 与AB 垂直,设PC 与AB 交于点H ,记AH =BH =x ,PH =y ,PC =t ,则CH =3x ,满足⎩⎨⎧x 2+y 2=4(x ,y >0)t =3x +y求PC 的最小值.记直线l :y =-3x +t ,利用线性规划作图,可知当直线l 与圆弧x 2+y 2=4(x ,y >0)相切时,则t 取最大值,求得t max =4,即PC 的最大值为4.(二)圆与圆的位置关系应用例2. 设集合A ={(x ,y )|m2≤(x -2)2+y 2≤m 2,x ,y ∈R },B ={(x ,y )|2m ≤x +y ≤2m +1,x ,y ∈R }.若A ∩B ≠∅,则实数m 的取值范围是________. 【答案】12≤m ≤2+ 2.变式1 在平面直角坐标系xOy 中,已知圆x 2+y 2=4上有且只有四个点到直线12x -5y +c =0的距离为1,则实数c 的取值范围是________. 【答案】-13<c <13.【解析】圆半径为2,圆心(0,0)到直线12x -5y +c =0的距离小于1,即|c |13<1,解得:-13<c <13.变式2 已知圆C :(x -2)2+y 2=1,点P 在直线l :x +y +1=0上,若过点P 存在直线m 与圆C 交于A 、B 两点,且点A 为PB 的中点,则点P 横坐标x 0的取值范围是________. 【答案】-1≤x 0≤2.【解析】数形结合法:设P (x 0,1-y 0),由题意可得|CP |≤3,即(x 0-2)2+(-1-x 0)2≤3,解之得-1≤x 0≤2. (三)阿波罗尼斯圆问题梳理例3. 已知圆M :(x -1)2+(y -1)2=4,直线l :x +y -6=0,A 为直线l 上一点.若圆M 上存在两点B ,C ,使得∠BAC =60°,则点A 横坐标的取值范围________. 【答案】[1,5].【解析】可判断出直线l 与圆M 相离,故点A 在圆外,由于圆M 上存在两点B ,C ,使得∠BAC =60°,则设直线AE ,AF 为过点 A 作圆M 的两条切线,切点分别为E ,F ,则∠EAF ≥∠MAN =60°,故∠MAC ≥30°且r =2,则CA ≤4,设A (a,6-a ),所以(a -1)2+(5-a )2≤4,解得a ∈[1,5].学科*网变式1 满足条件AB =2,AC =2BC 的△ABC 的面积的最大值是________. 【答案】2 2.变式2 已知点A (-2,0),B (4,0),圆C :(x +4)2+(y +b )2=16,点P 是圆C 上任意一点,若P APB为定值,则b =________. 【答案】0【解析】设P (x ,y ),P APB=k ,则(x +2)2+y 2(x -4)2+y2=k ,整理得(1-k 2)x 2+(1-k 2)y 2+(4+8k 2)x +4-16k 2=0,又P 是圆C 上的任意一点,故k ≠1,圆C 的一般方程为x 2+y 2+8x +2by +b 2=0,因此2b =0,故4+8k 21-k 2=8,4-16k 21-k 2=b 2,解得b =0.1.设点M (x 0,1),若在圆O :x 2+y 2=1上存在点N ,使得∠OMN =45°,则x 0的取值范围是________. 【答案】[-1,1].【解析】如图,过点M 作⊙O 的切线,切点为N ,连结ON .M 点的纵坐标为1,MN 与⊙O 相切于点N ,设∠OMN =θ,则θ≥45°,即sin θ≥22,即ON OM ≥22.而ON =1,所以OM ≤ 2.因为M 为(x 0,1),所以x 20+1≤2,解得-1≤x 0≤1,所以x 0的取值范围为[-1,1].2.已知圆C :(x -a )2+(y -a )2=a 2和直线l :3x +4y +3=0,若圆C 上有且仅有两个点到l 的距离等于1,则a 的取值范围________. 【答案】⎝⎛⎭⎫16,1∪⎝⎛⎭⎫-4,23.【解析】到直线l :3x +4y +3=0的点组成的轨迹为直线l 1:3x +4y -2=0或直线l 2:3x +4y +8=0,又圆C 圆心在直线y =x 上,且与两轴相切,由于圆C 上有且仅有两个点到l 的距离等于1,则直线l 1或l 2与圆C 相交,于是当a >0时,r =a ,则圆C 与l 1:3x +4y -2=0相交,则d =|7a -2|5<a ,得a ∈(16,1),当a <0时,r =-a ,则圆C 与l 1:3x +4y +8=0相交,则d =|7a +8|5<a ,则a ∈⎝⎛⎭⎫-4,23,综上a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫16,1∪⎝⎛⎭⎫-4,23.学科#网3.△ABC 中,BC =22,AB →·AC →=1,则△ABC 面积的最大值为________.4.在平面直角坐标系xOy 中,已知点A ,B 分别为x 轴,y 轴上一点,且AB =2,若点P (2,5),则|AP →+BP →+OP →|的取值范围是________. 【答案】[7,11].【解析】++=3-(+),由于⊥,且AB =2,设+=,则点M 的轨迹为以O 为圆心半径r =2的圆,记3==(6,35),于是|++|=|-|=MQ ,即圆上一点M 到定点Q (6,35)的距离,其取值范围是[OQ -r ,OQ +r ],即[7,11].1.在平面直角坐标系xOy 中,直线x +2y -3=0被圆(x -2)2+(y +1)2=4截得的弦长为________. 【答案】2555.【解析】圆心为(2,-1),半径r =2.圆心到直线的距离d =|2+2×(-1)-3|1+4=355,所以弦长为2r 2-d 2=222-(355)2=2555.2.若直线3x +4y -m =0与圆x 2+y 2+2x -4y +4=0始终有公共点,则实数m 的取值范围是________. 【答案】0≤m ≤10.【解析】因为(x +1)2+(y -2)2=1,所以由题意得:|-3+4×2-m |5≤1,化简得|m -5|≤5即0≤m ≤10.3.在平面直角坐标系xOy 中,以点(1,0)为圆心且与直线mx -y -2m -1=0(m ∈R )相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为________. 【答案】(x -1)2+y 2=2.【解析】由直线mx -y -2m -1=0得m (x -2)-(y +1)=0,故直线过点(2,-1).当切线与过(1,0),(2,-1)两点的直线垂直时,圆的半径最大,此时有r =1+1=2,故所求圆的标准方程为(x -1)2+y 2=2. 4.在平面直角坐标系xOy 中,A (2,0),O 是坐标原点,若在直线x +y +m =0上总存在点P ,使得P A =3PO ,则实数m 的取值范围是________. 【答案】1-6≤m ≤1+ 6.5. 已知过点A (0,1)且斜率为k 的直线l 与圆C :(x -2)2+(y -3)2=1交于M ,N 两点. (1)求k 的取值范围;(2)若OM →·ON →=12,其中O 为坐标原点,求MN 的长. 【答案】(1)(4-73,4+73)(2)2【解析】(1)由题设,可知直线l 的方程为y =kx +1.因为l 与C 交于两点,所以|2k -3+1|1+k 2<1.解得4-73<k <4+73.所以k 的取值范围为(4-73,4+73).(2)设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).将y =kx +1代入方程(x -2)2+(y -3)2=1,整理得(1+k 2)x 2-4(1+k )x +7=0.所以x 1+x 2=4(1+k )1+k 2,x 1x 2=71+k 2. ·=x 1x 2+y 1y 2=(1+k 2)x 1x 2+k (x 1+x 2)+1=4k (1+k )1+k 2+8=12,解得k =1,所以l 的方程是y =x +1.故圆心C在l 上,所以MN 的长为2.6. 在平面直角坐标系xOy 中,若直线ax +y -2=0与圆心为C 的圆(x -1)2+(y -a )2=16相交于A ,B 两点,且△ABC 为直角三角形,则实数a 的值是________. 【答案】a =-1【解析】圆心C (1,a ),半径r =4,因为△ABC 为直角三角形,所以圆心C 到直线AB 的距离d =2 2.7. 在平面直角坐标系xOy 中,点A (0,3),直线l :y =2x -4.设圆C 的半径为1,圆心在l 上.若圆C 上存在点M ,使MA =2MO ,求圆心C 的横坐标a 的取值范围. 【答案】⎣⎡⎦⎤0,125.8. 在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为x 2+y 2-8x +15=0,若直线y =kx -2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,则k 的最大值是________. 【答案】0≤k ≤43.【解析】将圆C 的方程整理为标准方程得:(x -4)2+y 2=1,所以圆心(4,0),半径r =1,因为直线y =kx -2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,只需圆C ′(x -4)2+y 2=4与y =kx -2有公共点,即|4k -2|k 2+1≤2,解得:0≤k ≤43.9. 已知直线kx -y +1=0与圆C :x 2+y 2=4相交于A ,B 两点,若点M 在圆C 上,且有OM →=OA →+OB →(O为坐标原点),则实数k =________. 【答案】0【解析】设AB 的中点为D ,有=+=2,因为||=2||=2,所以||=1,故|0-0+1|k 2+1=1解得k =0. 学#科网10. 在平面直角坐标系xOy 中,已知圆O :x 2+y 2=1,O 1:(x -4)2+y 2=4,动点P 在直线x +3y -b =0上,过P 分别作圆O ,O 1的切线,切点分别为A ,B ,若满足PB =2P A 的点P 有且只有两个,则实数b 的取值范围是________. 【答案】-203<b <4.11. 已知A (0,1),B (1,0),C (t,0),点D 是直线AC 上的动点,若AD ≤2BD 恒成立,则最小正整数t 的值为________. 【答案】4【解析】由A (0,1),C (t,0),得l :y =-1tx +1,D ⎝⎛⎭⎫x ,-1t x +1.又AD ≤2BD ,故x 2+x 2t 2≤2(x -1)2+⎝⎛⎭⎫1-x t 2,化简得⎝⎛⎭⎫3+3t 2x 2-⎝⎛⎭⎫8+8t x +8≥0对任意x 恒成立,则⎝⎛⎭⎫8+8t 2-4×8×⎝⎛⎭⎫3+3t 2≤0,化简得t 2-4t +1≥0,解得t ≥2+3或0<t ≤2-3,因此最小正整数t 的值为4.12.在等腰三角形ABC 中,AB =AC ,D 在线段AC 上,AD =kAC (k 为常数,且0<k <1),BD =l 为定长,则△ABC 的面积最大值为________.【解析】如图,以B 为原点,BD 为x 轴建立直角坐标系xBy . 设A (x ,y ),y >0.因AD =kAC =kAB ,故AD 2=k 2AB 2, 于是(x -l )2+y 2=k 2(x 2+y 2).所以,y 2=-(1-k 2)x 2+2lx -l 21-k 2=-(1-k 2)(x -l 1-k 2)2+k 2l 21-k 21-k 2≤k 2l 2(1-k 2)2,于是,y max =kl 1-k 2,(S △ABD )max =kl 22(1-k 2),所以,(S △ABC )max =1k (S △ABD )max =l 22(1-k 2).。

高考数学复习专题训练—直线与圆(含答案及解析)

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高考数学复习专题训练—直线与圆一、单项选择题1.(2021·全国甲,文5)点(3,0)到双曲线x 216−y29=1的一条渐近线的距离为()A.95B.85C.65D.452.(2021·湖南湘潭模拟)已知半径为r(r>0)的圆被直线y=-2x和y=-2x+5所截得的弦长均为2,则r的值为()A.54B.√2C.32D.√33.(2021·北京清华附中月考)已知点P与点(3,4)的距离不大于1,则点P到直线3x+4y+5=0的距离的最小值为()A.4B.5C.6D.74.(2021·江西鹰潭一中月考)已知点M,N分别在圆C1:(x-1)2+(y-2)2=9与圆C2:(x-2)2+(y-8)2=64上,则|MN|的最大值为()A.√7+11B.17C.√37+11D.155.(2021·湖北黄冈中学三模)已知直线l:mx+y+√3m-1=0与圆x2+y2=4交于A,B两点,过A,B分别作l的垂线与x轴交于C,D两点,若|AB|=2,则|CD|=()A.2B.4√33C.2√3D.46.(2021·重庆八中月考)已知圆C:x2+y2-4x-2y+1=0及直线l:y=kx-k+2(k∈R),设直线l与圆C相交所得的最长弦为MN,最短弦为PQ,则四边形PMQN的面积为()A.4√2B.2√2C.8D.8√27.(2021·山西临汾适应性训练)直线x+y+4=0分别与x轴、y轴交于A,B两点,点P在圆(x-4)2+y2=2上,则△ABP面积的取值范围是()A.[8,12]B.[8√2,12√2]C.[12,20]D.[12√2,20√2]8.(2021·山东青岛三模)已知直线l:3x+my+3=0,曲线C:x2+y2+4x+2my+5=0,则下列说法正确的是()A.“m>1”是曲线C表示圆的充要条件B.当m=3√3时,直线l与曲线C表示的圆相交所得的弦长为1C.“m=-3”是直线l与曲线C表示的圆相切的充分不必要条件D.当m=-2时,曲线C与圆x2+y2=1有两个公共点9.(2021·河北邢台模拟)已知圆M:(x-2)2+(y-1)2=1,圆N:(x+2)2+(y+1)2=1,则下列不是M,N 两圆公切线的直线方程为()A.y=0B.4x-3y=0C.x-2y+√5=0D.x+2y-√5=0二、多项选择题10.(2021·广东潮州二模)已知圆C:x2-2ax+y2+a2-1=0与圆D:x2+y2=4有且仅有两条公共切线,则实数a的取值可以是()A.-3B.3C.2D.-211.(2021·海南三亚模拟)已知圆O1:x2+y2-2x-3=0和圆O2:x2+y2-2y-1=0的交点为A,B,则()A.圆O1和圆O2有两条公切线B.直线AB的方程为x-y+1=0C.圆O2上存在两点P和Q,使得|PQ|>|AB|D.圆O1上的点到直线AB的最大距离为2+√2三、填空题12.(2021·辽宁营口期末)若直线l1:y=kx+4与直线l2关于点M(1,2)对称,则当l2经过点N(0,-1)时,点M到直线l2的距离为.13.(2021·山东滨州检测)已知圆M:x2+y2-12x-14y+60=0,圆N与x轴相切,与圆M外切,且圆心N在直线x=6上,则圆N的标准方程为.14.(2021·山东烟台二模)已知两条直线l1:y=2x+m,l2:y=2x+n与圆C:(x-1)2+(y-1)2=4交于A,B,C,D四点,且构成正方形ABCD,则|m-n|的值为.15.(2021·河北沧州模拟)已知圆C:x2+y2-4x+2my+1=0(m>0),直线l:y=kx+m与直线x+√3y+1=0垂直,则k=,直线l与圆C的位置关系为.答案及解析1.A 解析 由题意,双曲线的一条渐近线方程为y=34x ,即3x-4y=0,点(3,0)到该渐近线的距离为√32+(−4)2=95.故选A . 2.C 解析 直线y=-2x 和y=-2x+5截圆所得弦长相等,且两直线平行,则圆心到两条直线的距离相等且为两条平行直线间距离的一半,故圆心到直线y=-2x 的距离d=12×√4+1=√52,2√r2-d 2=2√r 2-54=2,解得r=32.3.B 解析 设点P (x ,y ),则(x-3)2+(y-4)2≤1,圆心(3,4)到3x+4y+5=0的距离为d=√32+42=6,则点P 到直线3x+4y+5=0的距离的最小值为6-1=5. 4.C 解析 依题意,圆C 1:(x-1)2+(y-2)2=9,圆心C 1(1,2),半径r 1=3.圆C 2:(x-2)2+(y-8)2=64,圆心C 2(2,8),半径r 2=8, 故|MN|max =|C 1C 2|+r 1+r 2=√37+11.5.B 解析 直线过定点(-√3,1),该点在圆上.圆半径为r=2,且|AB|=2,所以△OAB 是等边三角形,圆心O 到直线AB 的距离为√3,所以√3m-1|√1+m 2=√3,m=-√33,直线斜率为k=-m=√33,倾斜角为θ=π6, 所以|CD|=|AB|cosθ=2cosπ6=4√33. 6.A 解析 将圆C 的方程整理为(x-2)2+(y-1)2=4,则圆心C (2,1),半径r=2.将直线l 的方程整理为y=k (x-1)+2,则直线l 恒过定点(1,2),且(1,2)在圆C 内. 最长弦MN 为过(1,2)的圆的直径,则|MN|=4,最短弦PQ 为过(1,2),且与最长弦MN 垂直的弦,∵k MN =2−11−2=-1,∴k PQ =1.直线PQ 方程为y-2=x-1,即x-y+1=0. 圆心C 到直线PQ 的距离为d=√2=√2,|PQ|=2√r 2-d 2=2√4−2=2√2.四边形PMQN 的面积S=12|MN|·|PQ|=12×4×2√2=4√2.7.C 解析 直线x+y+4=0分别与x 轴、y 轴交于A ,B 两点,A (-4,0),B (0,-4),故|AB|=4√2.设圆心(4,0)到直线x+y+4=0的距离为d ,则d=√1+1=4√2.设点P 到直线x+y+4=0的距离为h ,故h max =d+r=4√2+√2=5√2,h min =d-r=4√2−√2=3√2,故h 的取值范围为[3√2,5√2],即△ABP 的高的取值范围是[3√2,5√2],又△ABP 的面积为12·|AB|·h ,所以△ABP 面积的取值范围为[12,20].8.C 解析 对于A,曲线C :x 2+y 2+4x+2my+5=0整理为(x+2)2+(y+m )2=m 2-1,曲线C 要表示圆,则m 2-1>0,解得m<-1或m>1,所以“m>1”是曲线C 表示圆的充分不必要条件,故A 错误;对于B,m=3√3时,直线l :x+√3y+1=0,曲线C :(x+2)2+(y+3√3)2=26, 圆心到直线l 的距离d=√3×(−3√3)+1|√1+3=5,所以弦长=2√r 2-d 2=2√26−25=2,故B错误;对于C,若直线l 与圆相切,圆心到直线l 的距离d=2√9+m 2=√m 2-1,解得m=±3,所以“m=-3”是直线l 与曲线C 表示的圆相切的充分不必要条件,C 正确;对于D,当m=-2时,曲线C :(x+2)2+(y-2)2=3,其圆心坐标为(-2,2),r=√3,曲线C 与圆x 2+y 2=1两圆圆心距离为√(-2-0)2+(2−0)2=2√2>√3+1,故两圆相离,不会有两个公共点,D 错误.9.D 解析 由题意,圆M :(x-2)2+(y-1)2=1的圆心坐标为M (2,1),半径为r 1=1,圆N :(x+2)2+(y+1)2=1的圆心坐标为N (-2,-1),半径为r 2=1.如图所示,两圆相离,有四条公切线.两圆心坐标关于原点O 对称,则有两条切线过原点O , 设切线l :y=kx ,则圆心M 到直线l 的距离为√1+k 2=1,解得k=0或k=43.故此时切线方程为y=0或4x-3y=0.另两条切线与直线MN 平行且相距为1,又由l MN :y=12x , 设切线l':y=12x+b ,则√1+14=1,解得b=±√52, 此时切线方程为x-2y+√5=0或x-2y-√5=0. 结合选项,可得D 不正确.10.CD 解析 圆C 方程可化为(x-a )2+y 2=1,则圆心C (a ,0),半径r 1=1;由圆D 方程知圆心D (0,0),半径r 2=2.因为圆C 与圆D 有且仅有两条公切线,所以两圆相交.又两圆圆心距d=|a|,有2-1<|a|<2+1,即1<|a|<3,解得-3<a<-1或1<a<3.观察4个选项,可知C,D两项中的a的取值满足题意.11.ABD解析对于A,因为两个圆相交,所以有两条公切线,故A正确;对于B,将两圆方程作差可得-2x+2y-2=0,即得公共弦AB的方程为x-y+1=0,故B正确;对于C,直线AB经过圆O2的圆心(0,1),所以线段AB是圆O2的直径,故圆O2中不存在比AB长的弦,故C错误;对于D,圆O1的圆心坐标为(1,0),半径为2,圆心到直线AB:x-y+1=0的距离为√2=√2,所以圆O1上的点到直线AB的最大距离为2+√2,D正确.12.√5解析因为直线l1:y=kx+4恒过定点P(0,4),所以P(0,4)关于点M(1,2)对称,所以P(0,4)关于点M(1,2)的对称点为(2,0),此时(2,0)和N(0,-1)都在直线l2上,可得直线l2的方程y-0-1-0=x-20−2,即x-2y-2=0,所以点M到直线l2的距离为d=√1+4=√5.13.(x-6)2+(y-1)2=1解析圆的标准方程为(x-6)2+(y-7)2=25,所以圆心M(6,7),半径为5.由圆心N在直线x=6上,可设N(6,y0).因为圆N与x轴相切,与圆M外切,于是圆N的半径为y0,从而7-y0=5+y0,解得y0=1.因此,圆N的标准方程为(x-6)2+(y-1)2=1.14.2√10解析由题设知:l1∥l2,要使A,B,C,D四点构成正方形ABCD,正方形的边长等于.直线l1,l2之间的距离d,则d=√5若圆的半径为r,由正方形的性质知d=√2r=2√2,故=2√2,即有|m-n|=2√10.√515.√3相离解析x2+y2-4x+2my+1=0,即(x-2)2+(y+m)2=m2+3,圆心C(2,-m),半径r=√m2+3,)=-1,解得k=√3.因为直线l:y=kx+m与直线x+√3y+1=0垂直,所以k·√3=√3+m.直线l:y=√3x+m.因为m>0,所以圆心到直线l的距离d=√3+m+m|√3+1因为d2=m2+2√3m+3>m2+3=r2,所以d>r.所以直线l与圆C的位置关系是相离.。

(完整版)全国高考数学直线与圆的方程试题汇编

(完整版)全国高考数学直线与圆的方程试题汇编

全国高考数学试题汇编——直线与圆的方程一、选择题:1.(全国Ⅱ卷文科3)原点到直线052=-+y x 的距离为( D )A .1B .3C .2D .52.(福建文科2)“a =1”是“直线x +y =0和直线x -ay =0互相垂直”的( C )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件3.(四川理科4文科6)将直线3y x =绕原点逆时针旋转90︒,再向右平移1个单位,所得到的直线为( A )A .1133y x =-+B .113y x =-+C .33y x =-D .113y x =+解析:本题有新意,审题是关键.旋转90︒则与原直线垂直,故旋转后斜率为13-.再右移1得1(1)3y x =--. 选A .本题一考两直线垂直的充要条件,二考平移法则.辅以平几背景之旋转变换.4.(全国I 卷理科10)若直线1x ya b+=通过点(cos sin )M αα,,则 ( B )A .221a b +≤B .221a b +≥C .22111a b+≤D .22111a b +≥ 5.(重庆理科7)若过两点P 2),P 2(5,6)的直线与x 轴相交于点P ,则点P 分有向线段12PP 所成的 比λ的值为( A )A .-13B .-15C .15D .13(重庆文科4)若点P 分有向线段AB 所成的比为-13,则点B 分有向线段PA 所成的比是( A )A .-32B .-12C .12D .36.(安徽理科8文科10)若过点(4,0)A 的直线l 与曲线22(2)1x y -+=有公共点,则直线l 的斜率的取值范围为 ( C )A .[B .(C .[D .( 7.(辽宁文、理科3)圆221x y +=与直线2y kx =+没有..公共点的充要条件是 ( C )A .(k ∈B .(,)k ∈-∞⋃+∞C .(k ∈D .(,)k ∈-∞⋃+∞8.(陕西文、理科5)0y m -+=与圆22220x y x +--=相切,则实数m 等于( C )A B . C .- D .-9.(安徽文科11)若A为不等式组0,0,2xyy x⎧⎪⎨⎪-⎩≤≥≤表示的平面区域,则当a从-2连续变化到1时,动直线x+y=a扫过A中的那部分区域的面积为( C )A.34B.1C.74D.210.(湖北文科5)在平面直角坐标系xOy中,满足不等式组,1x yx⎧⎪⎨<⎪⎩≤的点(,)x y的集合用阴影表示为下列图中的( C )11.(辽宁文科9)已知变量x、y满足约束条件10,310,10,y xy xy x+-⎧⎪--⎨⎪-+⎩≤≤≥则z=2x+y的最大值为( B ) A.4 B.2 C.1 D.-412.(北京理科5)若实数x,y满足10x yx yx-+⎧⎪+⎨⎪⎩≥≥≤,则z=3x+y的最小值是( B )A.0 B.1 C.3D.9(北京文科6)若实数x,y满足10x yx yx-+⎧⎪+⎨⎪⎩≥≥≤,则z=x+2y的最小值是( A )A.0 B.21C.1 D.213.(福建理科8)若实数x、y满足错误!,则错误!的取值范围是( C )A.(0,1) B.(0,1]C.(1,+∞) D.[1,+∞)(福建文科10)若实数x、y满足20,0,2,x yxx-+⎧⎪>⎨⎪⎩≤≤则yx的取值范围是( D )A.(0,2)B.(0,2)C.(2,+∞) D.[2,+∞)14.(天津理科2文科3)设变量y x ,满足约束条件0121x y x y x y -⎧⎪+⎨⎪+⎩≥≤≥,则目标函数y x z +=5的最大值为A .2B .3C .4D .5 ( D )15.(广东理科4)若变量x 、y 满足24025000x y x y x y +⎧⎪+⎪⎨⎪⎪⎩≤≤≥≥,则32z x y =+的最大值是( C )A .90B .80C .70D .4016.(湖南理科3)已知变量x 、y 满足条件1,0,290,x x y x y ⎧⎪-⎨⎪+-⎩≥≤≤则x+y 的最大值是( C )A .2B .5C .6D .8(湖南文科3)已知变量x 、y 满足条件120x y x y ⎧⎪⎨⎪-⎩≥≤≤,,,则x +y 是最小值是( C )A .4B .3C .2D .117.(全国Ⅱ卷理科5文科6)设变量x ,y 满足约束条件:,22,2y x x y x ⎧⎪+⎨⎪-⎩≥≤≥则y x z 3-=的最小值为( D )A .-2B 。

高考数学专题《直线与圆的位置关系》习题含答案解析

高考数学专题《直线与圆的位置关系》习题含答案解析

专题9.2 直线与圆的位置关系1.(福建高考真题(理))直线:1l y kx =+与圆22:1O x y +=相交于,A B 两点,则"1"k =是“OAB ∆的面积为12”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分又不必要条件【答案】A 【解析】由1k =时,圆心到直线:1l y x =+的距离d =..所以1122OAB S ∆==.所以充分性成立,由图形的对成性当1k =-时,OAB ∆的面积为12.所以不要性不成立.故选A.2.(2018·北京高考真题(理))在平面直角坐标系中,记d 为点()cos ,sin P θθ到直线20x my --=的距离,当θ、m 变化时,d 的最大值为( )A .1B .2C .3D .4【答案】C 【解析】22cos sin 1θθ+=∴Q ,P 为单位圆上一点,而直线20x my --=过点()2,0A ,所以d 的最大值为1213OA +=+=,选C.3.(2021·全国高二单元测试)已知直线l 与直线1y x =+垂直,且与圆221x y +=相切,切点位于第一象限,则直线l 的方程是( ).A.0x y +=B .10x y ++=C .10x y +-=D.0x y +=【答案】A 【分析】根据垂直关系,设设直线l 的方程为()00x y c c ++=<,利用直线与圆相切得到参数值即可.【详解】由题意,设直线l 的方程为()00x y c c ++=<.练基础圆心()0,0到直线0x y c ++=1,得c =c =,故直线l 的方程为0x y +=.故选:A4.(2020·北京高考真题)已知半径为1的圆经过点(3,4),则其圆心到原点的距离的最小值为( ).A .4B .5C .6D .7【答案】A 【分析】求出圆心C 的轨迹方程后,根据圆心M 到原点O 的距离减去半径1可得答案.【详解】设圆心(),C x y 1=,化简得()()22341x y -+-=,所以圆心C 的轨迹是以(3,4)M 为圆心,1为半径的圆,所以||1||OC OM +≥5==,所以||514OC ≥-=,当且仅当C 在线段OM 上时取得等号,故选:A.5.【多选题】(2021·吉林白城市·白城一中高二月考)若直线0x y m ++=上存在点P ,过点P 可作圆O :221x y +=的两条切线PA ,PB ,切点为A ,B ,且60APB ∠=︒,则实数m 的取值可以为( )A .3B .C .1D .-【答案】BCD 【分析】先由题意判断点P 在圆224x y +=上,再联立直线方程使判别式0∆≥解得参数范围,即得结果.【详解】点P 在直线0x y m ++=上,60APB ∠=︒,则30APO OPB ∠=∠=︒,由图可知,Rt OPB V 中,22OP OB ==,即点P 在圆224x y +=上,故联立方程224x y x y m ⎧+=⎨++=⎩,得222240x mx m ++-=,有判别式0∆≥,即()2244240m m -⨯-≥,解得m -≤≤A 错误,BCD 正确.故选:BCD.6.(2022·江苏高三专题练习)已知大圆1O 与小圆2O 相交于(2,1)A ,(1,2)B 两点,且两圆都与两坐标轴相切,则12O O =____【答案】【分析】由题意可知大圆1O 与小圆2O 都在第一象限,进而设圆的圆心为(,)(0)a a a >,待定系数得5a =或1a =,再结合两点间的距离求解即可.【详解】由题知,大圆1O 与小圆2O 都在第一象限,设与两坐标轴都相切的圆的圆心为(,)(0)a a a >,其方程为222()()x a y a a -+-=,将点(1,2)或(2,1)代入,解得5a =或1a =,所以221:(5)(5)25O x y -+-=,222:(1)(1)1O x y -+-=,可得1(5,5)O ,2(1,1)O ,所以12||O O ==故答案为:7.(江苏高考真题)在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为228150x y x +-+=,若直线2y kx =-上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,则k 的最大值为__________.【答案】43【解析】∵圆C 的方程为x 2+y 2-8x+15=0,整理得:(x-4)2+y 2=1,即圆C 是以(4,0)为圆心,1为半径的圆;又直线y=kx-2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,∴只需圆C ′:(x-4)2+y 2=4与直线y=kx-2有公共点即可.设圆心C (4,0)到直线y=kx-2的距离为d,2d 即3k 2≤4k,∴0≤k≤43,故可知参数k 的最大值为43.8.(2018·全国高考真题(文))直线1y x =+与圆22230x y y ++-=交于A B ,两点,则AB =________.【答案】【解析】根据题意,圆的方程可化为22(1)4x y ++=,所以圆的圆心为(0,1)-,且半径是2,根据点到直线的距离公式可以求得d ==,结合圆中的特殊三角形,可知AB ==,故答案为.9.(2021·湖南高考真题)过圆2240x y x +-=的圆心且与直线20x y +=垂直的直线方程为___________【答案】220x y --=【分析】根据圆的方程求出圆心坐标,再根据两直线垂直斜率乘积为1-求出所求直线的斜率,再由点斜式即可得所求直线的方程.【详解】由2240x y x +-=可得()2224x y -+=,所以圆心为()2,0,由20x y +=可得2y x =-,所以直线20x y +=的斜率为2-,所以与直线20x y +=垂直的直线的斜率为12,所以所求直线的方程为:()1022y x -=-,即220x y --=,故答案为:220x y --=.10.(2020·浙江省高考真题)设直线:(0)l y kx b k =+>与圆221x y +=和圆22(4)1x y -+=均相切,则k =_______;b =______.【解析】设221:1C x y +=,222:(4)1C x y -+=,由题意,12,C C到直线的距离等于半径,即1=1=,所以||4b k b =+,所以0k =(舍)或者2b k =-,解得k b ==.1.(2020·全国高考真题(理))若直线l 与曲线y和x 2+y 2=15都相切,则l 的方程为()A .y =2x +1B .y =2x +12C .y =12x +1D .y =12x +12【答案】D 【分析】根据导数的几何意义设出直线l 的方程,再由直线与圆相切的性质,即可得出答案.【详解】设直线l在曲线y =(0x ,则00x >,函数y =y '=l的斜率k =,设直线l的方程为)0y x x =-,即00x x -+=,由于直线l 与圆2215x y +==两边平方并整理得2005410x x --=,解得01x =,015x =-(舍),则直线l 的方程为210x y -+=,即1122y x =+.练提升故选:D.2.【多选题】(2021·全国高考真题)已知点P 在圆()()225516x y -+-=上,点()4,0A 、()0,2B ,则( )A .点P 到直线AB 的距离小于10B .点P 到直线AB 的距离大于2C .当PBA ∠最小时,PB =D .当PBA ∠最大时,PB =【答案】ACD 【分析】计算出圆心到直线AB 的距离,可得出点P 到直线AB 的距离的取值范围,可判断AB 选项的正误;分析可知,当PBA ∠最大或最小时,PB 与圆M 相切,利用勾股定理可判断CD 选项的正误.【详解】圆()()225516x y -+-=的圆心为()5,5M ,半径为4,直线AB 的方程为142xy+=,即240x y +-=,圆心M 到直线AB 4=>,所以,点P 到直线AB 42-<,410<,A 选项正确,B 选项错误;如下图所示:当PBA ∠最大或最小时,PB 与圆M 相切,连接MP 、BM ,可知PM PB ⊥,=,4MP =CD 选项正确.故选:ACD.3.【多选题】(2021·肥城市教学研究中心高三月考)已知圆22:230A x y x +--=,则下列说法正确的是()A .圆A 的半径为4B .圆A 截y 轴所得的弦长为C .圆A 上的点到直线34120x y -+=的最小距离为1D .圆A 与圆22:88230B x y x y +--+=相离【答案】BC 【分析】将圆的一般方程转化为标准方程即可得半径可判断A ;利用几何法求出弦长可判断B ;求出圆心A 到直线的距离再减去半径可判断C ;求出圆B 的圆心和半径,比较圆心距与半径之和的大小可判断D ,进而可得正确选项.【详解】对于A :由22230x y x +--=可得()2214x y -+=,所以A 的半径为2r =,故选项A 不正确;对于B :圆心为()1,0到y 轴的距离为1d =,所以圆A 截y 轴所得的弦长为==B 正确;对于C :圆心()1,0到直线34120x y -+=3,所以圆A 上的点到直线34120x y -+=的最小距离为3321r -=-=,故选项C 正确;对于D :由2288230x y x y +--+=可得()()22449x y -+-=,所以圆心()4,4B ,半径3R =,因为5AB r R ===+,所以两圆相外切,故选项D 不正确;故选:BC.4.(2021·全国高三专题练习)在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为228150x y x +-+=,若直线2y kx =-上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,则k 的取值范围是_______.【答案】403k ≤≤【分析】求出圆C 的圆心和半径,由题意可得圆心到直线的距离小于或等于两圆的半径之和即可求解.【详解】由228150x y x +-+=可得22(4)1x y -+=,因此圆C 的圆心为(4,0)C ,半径为1,若直线2y kx =-上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,只需点(4,0)C 到直线2y kx =-的距离112d =≤+=,即22(21)1k k -≤+,所以2340k k -≤,解得403k ≤≤,所以k 的取值范围是403k ≤≤,故答案为:403k ≤≤.5.(2021·富川瑶族自治县高级中学高一期中(理))直线()20y kx k =+>被圆224x y +=截得的弦长为________.【答案】60 【分析】由已知求得圆心到直线的距离,再由点到直线的距离公式列式求得k ,然后利用斜率等于倾斜角的正切值求解.【详解】直线()20y kx k =+>被圆224x y +=截得的弦长为所以,圆心()0,0O 到直线20kx y -+=的距离1d ==,1=,解得)0k k =>.设直线的倾斜角为()0180θθ≤<,则tan θ=,则60θ= .因此,直线()20y kx k =+>的倾斜角为60 .故答案为:60 .6.(2021·昆明市·云南师大附中高三月考(文))已知圆O : x 2+y 2=4, 以A (1,为切点作圆O 的切线l 1,点B 是直线l 1上异于点A 的一个动点,过点B 作直线l 1的垂线l 2,若l 2与圆O 交于D , E 两点,则V AED 面积的最大值为_______.【答案】2【分析】由切线性质得2//OA l ,O 到直线2l 的距离等于A 到2l 的距离,因此ADEODE S S =!!,设O 到2l 距离为d ,把面积用d 表示,然后利用导数可得最大值.【详解】根据题意可得图,1OA l ⊥,所以2//OA l ,因此O 到直线2l 的距离等于A 到2l 的距离,ADEODE S S =!!,过点(00)O ,作直线2l 的垂线,垂足为F ,记||(20)OF d d =>>,则弦||DE =角形ADE 的面积为S ,所以12S d =g g ,将S 视为d 的函数,则S '=+ 1(2)2d d -当0d <<时,0S '>,函数()S d 2d <<时,0S '<,函数()S d 单调递减,所以函数()S d 有最大值,当d =max ()2S d =,故AED V 面积的最大值为2.故答案为:2.7.(2021·全国高三专题练习)已知ABC V 的三个顶点的坐标满足如下条件:向量(2,0)OB →=,(2,2)OC →=,,CA α→=)α,则AOB ∠的取值范围是________【答案】5,1212ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦【分析】先求出点A 的轨迹是以(2,2)C . 过原点O 作此圆的切线,切点分别为M 、N ,如图所示,连接CM ,CN ,得到MOB NOB θ∠∠…….所以15BOM ∠=︒,75BON ∠=︒,即得解.【详解】由题得||CA →=所以点A 的轨迹是以(2,2)C .过原点O 作此圆的切线,切点分别为M 、N ,如图所示,连接CM ,CN ,则向量OA →与OB →的夹角θ的范围是MOB NOB θ∠∠…….由图可知45COB ∠=︒.∵||OC →=1||||||2CM CN OC →→→==知30COM CON ∠=∠=︒,∴453015BOM ∠=︒-︒=︒,453075BON ∠=︒+︒=︒.∴1575θ︒︒…….故AOB ∠的取值范围为{}1575θθ︒≤≤︒丨.故答案为:{}π5π15751212θθ⎡⎤︒≤≤︒⎢⎥⎣⎦丨或,8.(2021·全国高三专题练习)已知x 、y R ∈,2223x x y -+=时,求x y +的最大值与最小值.【答案】最小值是1,最大值是1+【分析】根据2223x x y -+=表示圆()2214x y -+=,设x y b +=表示关于原点、x 轴、y 轴均对称的正方形,然后由直线与圆的位置关系求解.【详解】2223x x y -+=的图形是圆()2214x y -+=,既是轴对称图形,又是中心对称图形.设x y b +=,由式子x y +的对称性得知x y b +=的图形是关于原点、x 轴、y 轴均对称的正方形.如图所示:当b 变化时,图形是一个正方形系,每个正方形四个顶点均在坐标轴上,问题转化为正方形系中的正方形与圆有公共点时,求b 的最值问题.当1b <时,正方形与圆没有公共点;当1b =时,正方形与圆相交于点()1,0-,若令直线y x b =-+与圆()2214x y -+=相切,2,解得1b =±所以当1b =+当1b >+故x y +的最小值是1,最大值是1+.9.(2021·黑龙江哈尔滨市·哈尔滨三中)已知ABC V 的内切圆的圆心M 在y 轴正半轴上,半径为1,直线210x y +-=截圆M (1)求圆M 方程;(2)若点C 的坐标为()2,4,求直线AC 和BC 的斜率;(3)若A ,B 两点在x 轴上移动,且AB 4=,求ABC V 面积的最小值.【答案】(1)22(1)1y x +-=;(2)2;(3)163.【分析】(1)设ABC V 的内切圆的圆心()0,M b ,先求得圆心到直线210x y +-=的距离,再根据直线截圆M (2)当直线AC 和BC 的斜率不存在时,设直线方程为2x =,易知不成立;当直线AC 和BC 的斜率存在时,设直线方程为()42y k x -=-,然后由圆心到直线的距离等于半径求解; (3)根据AB 4=,设()()(),0,4,040A t B t t +-<<,进而得到直线AC 和直线 BC 的斜率,写出直线AC 和BC 的方程,联立求得点C 的坐标,进而得到坐标系的最小值求解.【详解】(1)设ABC V 的内切圆的圆心()0,,0M b b >,圆心到直线210x y +-=的距离为d又因为直线截圆M21+=,解得1b =,所以圆M 方程()2211x y +-=;(2)当直线AC 和BC 的斜率不存在时,设直线方程为2x =,则圆心到直线的距离 0221d r =-=≠=,不成立,当直线AC 和BC 的斜率存在时,设直线方程为()42y k x -=-,即 240kx y k --+=,圆心到直线的距离d ,解得2k =(3)因为AB 4=,设()()(),0,4,040A t B t t +-<<,所以直线AC 的斜率为:2222tan 2111ACt t k MAO t t-=∠==---,同理直线BC 的斜率为: ()()222241411BCt t k t t --+==+-- ,所以直线AC 的方程为:()221ty x t t =---,直线BC 的方程为:()()()224441t y x t t -+=--+- ,由()()()()222124441t y x t t t y x t t ⎧=--⎪-⎪⎨-+⎪=--⎪+-⎩,解得 22224412841t x t t t t y t t +⎧=⎪⎪++⎨+⎪=⎪++⎩,即2222428,4141t t t C t t t t ⎛⎫++ ⎪++++⎝⎭,又 ()2222282222414123t t y t t t t t +==-=-+++++-,当2t =-时,点C 的纵坐标取得最小值83,所以ABC V 面积的最小值.18164233ABC S =⨯⨯=V .10.(2021·新疆乌鲁木齐市·乌市八中高二期末(文))已知直线l :43100x y ++=,半径为2的圆C 与l 相切,圆心C 在x 轴上且在直线l 的上方(1)求圆C 的方程;(2)过点()1,0M 的直线与圆C 交于A ,B 两点(A 在x 轴上方),问在x 轴正半轴上是否存在点N ,使得x 轴平分ANB ∠?若存在,请求出点N 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)224x y +=;(2)存在,()4,0N .【分析】(1)设出圆心坐标(),0C a ,根据直线与圆相切可得圆心到直线的距离等于半径,由此求解出a 的值(注意范围),则圆C 的方程可求;(2)当直线AB 的斜率不存在时,直接根据位置关系分析即可,当直线AB 的斜率存在时,设出直线方程并联立圆的方程,由此可得,A B 坐标的韦达定理形式,根据AN BN k k =-结合韦达定理可求点N 的坐标.【详解】解:(1)设圆心(),0C a ,∵圆心C 在l 的上方,∴4100a +>,即52a >-,∵直线l :43100x y ++=,半径为2的圆C 与l 相切,∴d r =,即41025a +=,解得:0a =或5a =-(舍去),则圆C 方程为224x y +=;(2)当直线AB x ⊥轴,则x 轴平分ANB ∠,当直线AB 的斜率存在时,设AB 的方程为()1y k x =-,(),0N t ,()11,A x y ,()22,B x y ,由224(1)x y y k x ⎧+=⎨=-⎩得,()22221240k x k x k +-+-=,所以212221k x x k +=+,212241k x x k -=+若x 轴平分ANB ∠,则AN BN k k =-,即()()1212110k x k x x tx t--+=--,整理得:()()12122120x x t x x t -+++=,即()()222224212011k k t t k k -+-+=++,解得:4t =,当点()4,0N ,能使得ANM BNM ∠=∠总成立.1.(2021·山东高考真题)“圆心到直线的距离等于圆的半径”是“直线与圆相切”的( )A .充分没必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也没必要条件【答案】C 【分析】由直线与圆相切的等价条件,易判断【详解】由于“圆心到直线的距离等于圆的半径”⇒“直线与圆相切”,因此充分性成立;“直线与圆相切”⇒“圆心到直线的距离等于圆的半径”,故必要性成立;可得“圆心到直线的距离等于圆的半径”是“直线与圆相切”的充要条件故选:C2.(2021·北京高考真题)已知直线y kx m =+(m 为常数)与圆224x y +=交于点M N ,,当k 变化时,若||MN 的最小值为2,则m = A .±1B.C.D .2±【答案】C 【分析】先求得圆心到直线距离,即可表示出弦长,根据弦长最小值得出m 【详解】由题可得圆心为()0,0,半径为2,则圆心到直线的距离d =则弦长为||MN =则当0k =时,弦长|MN取得最小值为2=,解得m =故选:C.3.(2020·全国高考真题(理))已知⊙M :222220x y x y +---=,直线l :220x y ++=,P 为l 上的动点,过点P 作⊙M 的切线,PA PB ,切点为,A B ,当||||PM AB ⋅最小时,直线AB 的方程为( )练真题A .210x y --=B .210x y +-=C .210x y -+=D .210x y ++=【答案】D 【解析】圆的方程可化为()()22114x y -+-=,点M 到直线l的距离为2d >,所以直线l 与圆相离.依圆的知识可知,四点,,,A P B M 四点共圆,且AB MP ⊥,所以14442PAM PM AB S PA AM PA ⋅==⨯⨯⨯=V,而PA =,当直线MP l ⊥时,min MP =,min 1PA =,此时PM AB ⋅最小.∴()1:112MP y x -=-即1122y x =+,由1122220y x x y ⎧=+⎪⎨⎪++=⎩解得,10x y =-⎧⎨=⎩.所以以MP 为直径的圆的方程为()()()1110x x y y -++-=,即2210x y y +--=,两圆的方程相减可得:210x y ++=,即为直线AB 的方程.故选:D.4.【多选题】(2021·全国高考真题)已知直线2:0l ax by r +-=与圆222:C x y r +=,点(,)A a b ,则下列说法正确的是( )A .若点A 在圆C 上,则直线l 与圆C 相切B .若点A 在圆C 内,则直线l 与圆C 相离C .若点A 在圆C 外,则直线l 与圆C 相离D .若点A 在直线l 上,则直线l 与圆C 相切【答案】ABD 【分析】转化点与圆、点与直线的位置关系为222,a b r +的大小关系,结合点到直线的距离及直线与圆的位置关系即可得解.【详解】圆心()0,0C 到直线l的距离d =若点(),A a b 在圆C 上,则222a b r +=,所以d =则直线l 与圆C 相切,故A 正确;若点(),A a b 在圆C 内,则222a b r +<,所以d =则直线l 与圆C 相离,故B 正确;若点(),A a b 在圆C 外,则222a b r +>,所以d =则直线l 与圆C 相交,故C 错误;若点(),A a b 在直线l 上,则2220a b r +-=即222=a b r +,所以d =l 与圆C 相切,故D 正确.故选:ABD.5.(2021·山东高考真题)已知椭圆的中心在坐标原点,右焦点与圆22670x my m +--=的圆心重合,长轴长等于圆的直径,那么短轴长等于______.【答案】【分析】由于22670x my m +--=是圆,可得1m =,通过圆心和半径计算,,a b c ,即得解【详解】由于22670x my m +--=是圆,1m ∴=即:圆22670x y x +--=其中圆心为()3,0,半径为4那么椭圆的长轴长为8,即3c =,4a =,b ==那么短轴长为故答案为:6.(2019·北京高考真题(文))设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,准线为l .则以F 为圆心,且与l 相切的圆的方程为__________.【答案】(x -1)2+y 2=4.【解析】抛物线y 2=4x 中,2p =4,p =2,焦点F (1,0),准线l 的方程为x =-1,以F 为圆心,且与l 相切的圆的方程为 (x -1)2+y 2=22,即为(x -1)2+y 2=4.。

历年高考直线与圆真题以及解析

历年高考直线与圆真题以及解析
(2)假设存在满足题意的直线l,设M(x1,y1)N(x2,y2),联立直线与圆的方程,由直线与圆相交可得△=(2k+4)2﹣16(1+k2)>0,由数量积的计算公式可得 • =(1+k2) + +4=6,解可得k的值,验证是否满足△>0,即可得答案.
【详解】(1)根据题意,圆C:(x﹣a)2+(y﹣b)2=1(a>0)关于直线3x﹣2y=0对称,
【详解】(1) 直线 与直线 垂直,
,解得 .
(2)当 时,直线 化为: 不满足题意.
当 时,可得直线 与坐标轴的交点 , .
直线 在两轴上的截距相等,
,解得: .
该直线的方程为 ,即 .
11.
(1) ;(2)存在,理由见解析
【分析】
(1)根据题意得到 ,再解不等式即可得到答案.
(2)首先假设存在得以 为直径的圆过原点,设 , ,直线与圆联立得到 ,再根据韦达定理和圆的性质即可得到答案.
化简可得: 即为点Q的轨迹方程.
【点睛】本题考查直线与圆的位置关系,考查直线被圆截得的弦长公式的应用,考查直线恒过定点问题和轨迹问题,属于中档题.
10.
(1) ;(2) .
【分析】
(1)利用两条直线垂直的条件列方程,解方程求得 的值.
(2)分成 和 两种情况,结合直线 在两轴上的截距相等求得 ,由此求得所求直线方程.
②当切线斜率存在时,设切线斜率为 ,
则切线方程为 ,即
因为圆心到切线距离等于半径,
所以 ,解得 ,此时切线方程为 ,
综上所述,过点 的圆的切线方程为 和 .
(2)因为 即 , 为圆上任意一点,
所以 即原点到圆上一点的直线的斜率,
令 ,则原点到圆上一点的直线的方程为 ,即

圆的参数方程高考真题教师版

圆的参数方程高考真题教师版

圆的参数方程一.选择题(共2小题)1.(2014•北京)曲线1cos (2sin x y θθθ=-+⎧⎨=+⎩为参数)的对称中心( )A .在直线2y x =上B .在直线2y x =-上C .在直线1y x =-上D .在直线1y x =+上2.(2010•重庆)直线y =+与圆心为D的圆([0,2))1x y θθπθ⎧=⎪∈⎨=+⎪⎩交与A 、B 两点,则直线AD 与BD 的倾斜角之和为( )A .76πB .54πC .43πD .53π二.填空题(共6小题)3.(2019•天津)设a R ∈,直线20ax y -+=和圆22cos ,(12sin x y θθθ=+⎧⎨=+⎩为参数)相切,则a 的值为 . 4.(2013•陕西)(坐标系与参数方程选做题)如图,以过原点的直线的倾斜角θ为参数,则圆220x y x +-=的参数方程为 .5.(2013•广东)(坐标系与参数方程选做题)已知曲线C 的极坐标方程为2cos ρθ=.以极点为原点,极轴为x 轴的正半轴建立直角坐标系,则曲线C 的参数方程为 .6.(2012•广东)在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 和2C的参数方程分别为(x y θθθ⎧=⎪⎨=⎪⎩为参数,0)2πθ和1(x t y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩为参数),则曲线1C 和2C 的交点坐标为 . 7.(2012•北京)直线2(1x t t y t =+⎧⎨=--⎩为参数)与曲线3cos 3sin x y αα=⎧⎨=⎩(α为参数)的交点个数为 .8.(2011•陕西)(请在下列三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题评分) A .(不等式选做题)若不等式|1||2|a x x ++-存在实数解,则实数a 的取值范围是 . B .(几何证明选做题)如图,B D ∠=∠,AE BC ⊥,90ACD ∠=︒,且6AB =,4AC =,12AD =,则AE = .C .(坐标系与参数方程选做题)直角坐标系xoy 中,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建极坐标系,设点A ,B 分别在曲线13cos :4sin xC y θθ=+⎧⎨=+⎩(θ为参数)和曲线2:1C p =上,则||AB 的最小值为 . 三.解答题(共3小题)9.(2015•福建)在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的参数方程为13cos (23sin x tt y t =+⎧⎨=-+⎩为参数).在极坐标系(与平面直角坐标系xoy 取相同的长度单位,且以原点O 为极点,以x 轴非负半轴为极轴),直线l 的方程为sin()4m πθ-=,()m R ∈(1)求圆C 的普通方程及直线l 的直角坐标方程; (2)设圆心C 到直线l 的距离等于2,求m 的值.10.(2014•福建)已知直线l 的参数方程为2(4x a t t y t =-⎧⎨=-⎩为参数),圆C 的参数方程为4cos (4sin x y θθθ=⎧⎨=⎩为常数). (1)求直线l 和圆C 的普通方程;(2)若直线l 与圆C 有公共点,求实数a 的取值范围. 11.(2012•福建)选修44-:坐标系与参数方程在平面直角坐标系中,以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线l 上两点M ,N 的极坐标分别为(2,0),)2π,圆C 的参数方程22cos (2sin x y θθθ=+⎧⎪⎨=⎪⎩为参数). (Ⅰ)设P 为线段MN 的中点,求直线OP 的平面直角坐标方程; (Ⅱ)判断直线l 与圆C 的位置关系.圆的参数方程参考答案与试题解析一.选择题(共2小题)1.(2014•北京)曲线1cos (2sin x y θθθ=-+⎧⎨=+⎩为参数)的对称中心( )A .在直线2y x =上B .在直线2y x =-上C .在直线1y x =-上D .在直线1y x =+上【解答】解:曲线1cos (2sin x y θθθ=-+⎧⎨=+⎩为参数)表示圆,圆心为(1,2)-,在直线2y x =-上,故选:B .2.(2010•重庆)直线y =+与圆心为D 的圆([0,2))1x y θθπθ⎧=⎪∈⎨=+⎪⎩交与A 、B 两点,则直线AD 与BD 的倾斜角之和为( )A .76πB .54πC .43πD .53π【解答】解:数形结合,130α∠=-︒,230πβ∠=︒+-, 由圆的性质可知12∠=∠,3030απβ∴-︒=︒+-, 故43αβπ+=,故选:C .二.填空题(共6小题)3.(2019•天津)设a R ∈,直线20ax y -+=和圆22cos ,(12sin x y θθθ=+⎧⎨=+⎩为参数)相切,则a 的值为 34 .【解答】解:a R ∈,直线20ax y -+=和圆22cos ,(12sin x y θθθ=+⎧⎨=+⎩为参数)相切, ∴圆心(2,1)到直线20ax y -+=的距离:2d r ===,解得34a =. 故答案为:34. 4.(2013•陕西)(坐标系与参数方程选做题)如图,以过原点的直线的倾斜角θ为参数,则圆220x y x +-=的参数方程为 2cos sin x cos y θθθ⎧=⎨=⎩.【解答】解:将圆方程化为2211()24x y -+=,可得半径12r =,2cos cos OP r θθ∴==,2cos cos x OP θθ∴==,sin sin cos y OP θθθ==,则圆的参数方程为2cos sin x cos y θθθ⎧=⎨=⎩.故答案为:2cos sin x cos y θθθ⎧=⎨=⎩.5.(2013•广东)(坐标系与参数方程选做题)已知曲线C 的极坐标方程为2cos ρθ=.以极点为原点,极轴为x 轴的正半轴建立直角坐标系,则曲线C 的参数方程为 1cos (sin x y θθθ=+⎧⎨=⎩为参数) . 【解答】解:由曲线C 的极坐标方程为2cos ρθ=,得22cos ρρθ=,即2220x y x +-=. 化圆的方程为标准式,得22(1)1x y -+=. 令1cos sin x y θθ-=⎧⎨=⎩,得()1x cos y sin θθθ=+⎧⎨=⎩为参数.所以曲线C 的参数方程为()1x cos y sin θθθ=+⎧⎨=⎩为参数.故答案为()1x cos y sin θθθ=+⎧⎨=⎩为参数.6.(2012•广东)在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 和2C的参数方程分别为(x y θθθ⎧=⎪⎨=⎪⎩为参数,0)2πθ和1(x t y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩为参数),则曲线1C 和2C 的交点坐标为 (2,1).【解答】解:曲线1C 的普通方程为225(05)x y x +=,曲线2C 的普通方程为1y x =-联立方程22521x y x y x ⎧+=⇒=⎨=-⎩或1x =-(舍去), 则曲线1C 和2C 的交点坐标为(2,1). 故答案为:(2,1)7.(2012•北京)直线2(1x t t y t =+⎧⎨=--⎩为参数)与曲线3cos 3sin x y αα=⎧⎨=⎩ (α为参数)的交点个数为 2 . 【解答】解:直线2(1x tt y t =+⎧⎨=--⎩为参数)化为普通方程为10x y +-= 曲线3cos 3sin x y αα=⎧⎨=⎩ (α为参数)化为普通方程为229x y +=圆心(0,0)到直线10x y +-=的距离为3d <∴直线与圆有两个交点故答案为:28.(2011•陕西)(请在下列三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题评分)A .(不等式选做题)若不等式|1||2|a x x ++-存在实数解,则实数a 的取值范围是 [3,)+∞ . B .(几何证明选做题)如图,B D ∠=∠,AE BC ⊥,90ACD ∠=︒,且6AB =,4AC =,12AD =,则AE = .C .(坐标系与参数方程选做题)直角坐标系xoy 中,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建极坐标系,设点A ,B 分别在曲线13cos :4sin xC y θθ=+⎧⎨=+⎩(θ为参数)和曲线2:1C p =上,则||AB 的最小值为 . 【解答】解:A .先作出函数|1||2|y x x =++-的图象可知函数的最小值为3,故当[3a ∈,)+∞上不等式|1||2|a x x ++-存在实数解, 故答案为:[3,)+∞B .B D ∠=∠,AE BC ⊥,90ACD ∠=︒Rt ABE Rt ADC ∴∆∆∽而6AB =,4AC =,12AD =, 根据AD AE AB AC =解得:2AE =, 故答案为:2C .3cos 4sin x y θθ=+⎧⎨=+⎩ 消去参数θ得,22(3)(4)1x y -+-=而1p =,则直角坐标方程为221x y +=,点A 在圆22(3)(4)1x y -+-=上,点B 在圆221x y +=上 则||AB 的最小值为5113--= 故答案为:3三.解答题(共3小题)9.(2015•福建)在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的参数方程为13cos (23sin x tt y t=+⎧⎨=-+⎩为参数).在极坐标系(与平面直角坐标系xoy 取相同的长度单位,且以原点O 为极点,以x 轴非负半轴为极轴),直线l 的方程为sin()4m πθ-=,()m R ∈(1)求圆C 的普通方程及直线l 的直角坐标方程; (2)设圆心C 到直线l 的距离等于2,求m 的值.【解答】解:(1)消去参数t ,得到圆的普通方程为22(1)(2)9x y -++=,sin()4m πθ-=,得sin cos 0m ρθρθ--=,所以直线l 的直角坐标方程为:0x y m -+=.(2)依题意,圆心(1,2)C -到直线:0l x y m -+=的距离等于22=,解得3m =-±10.(2014•福建)已知直线l 的参数方程为2(4x a t t y t =-⎧⎨=-⎩为参数),圆C 的参数方程为4cos (4sin x y θθθ=⎧⎨=⎩为常数). (1)求直线l 和圆C 的普通方程;(2)若直线l 与圆C 有公共点,求实数a 的取值范围.【解答】解:(1)直线l 的参数方程为24x a ty t =-⎧⎨=-⎩,消去t 可得220x y a --=;圆C 的参数方程为4cos 4sin x y θθ=⎧⎨=⎩,两式平方相加可得2216x y +=;(2)圆心(0,0)C ,半径4r =.由点到直线的距离公式可得圆心(0,0)C 到直线L 的距离d =直线L 与圆C 有公共点,4d ∴4,解得25a -.11.(2012•福建)选修44-:坐标系与参数方程在平面直角坐标系中,以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线l 上两点M ,N 的极坐标分别为(2,0),)2π,圆C 的参数方程22cos (2sin x y θθθ=+⎧⎪⎨=⎪⎩为参数). (Ⅰ)设P 为线段MN 的中点,求直线OP 的平面直角坐标方程; (Ⅱ)判断直线l 与圆C 的位置关系.【解答】解:(Ⅰ)M ,N 的极坐标分别为(2,0),)2π,所以M 、N 的直角坐标分别为:(2,0)M ,N ,P 为线段MN 的中点,直线OP 的平面直角坐标方程y =;(Ⅱ)圆C 的参数方程22cos (2sin x y θθθ=+⎧⎪⎨=⎪⎩为参数).它的直角坐标方程为:22(2)(4x y -+=,圆的圆心坐标为(2,,半径为2,直线l 上两点M ,N 的极坐标分别为(2,0),)2π,方程为3(2)2)2y x x =--=-30y +-.322==<, 所以,直线l 与圆C 相交.。

直线和圆高考题汇总教师版含答案

直线和圆高考题汇总教师版含答案

考点10 直线与圆1.(2010·安徽高考文科·T4)过点(1,0)且与直线x-2y-2=0平行的直线方程是(A )x-2y-1=0 (B)x-2y+1=0 (C)2x+y-2=0 (D )x+2y-1=0【规范解答】选A ,设直线方程为20x y c -+=,又经过(1,0),故1c =-,所求方程为210x y --=2.(2010·广东高考文科·T6)若圆心在xO 位于y 轴左侧,且与直线x+2y=0相切,则圆O 的方程是( )A.22(5x y += B.22(5x y ++=C .22(5)5x y -+= D .22(5)5x y ++=【规范解答】选D 设圆心为(,0)(0)a a <,则r ==,解得5a =-,所以,所求圆的方程为:22(5)5x y ++=,故选D .3.(2010 ·海南宁夏高考·理科T15)过点A(4,1)的圆C 与直线10x y --=相切于点B(2,1).则圆C 的方程为 .【思路点拨】由题意得出圆心既在点,A B 的中垂线上,又在过点B(2,1)且与直线10x y --=垂直的直线上,进而可求出圆心和半径.【规范解答】由题意知,圆心既在过点 B(2,1)且与直线10x y --=垂直的直线上,又在点,A B 的中垂线上.可求出过点B(2,1)且与直线10x y --=垂直的直线为30x y +-=,,A B 的中垂线为3x =,联立方程303x y x +-=⎧⎨=⎩,解得3x y =⎧⎨=⎩,即圆心(3,0)C ,半径r CA ==22(3)2x y -+=.【答案】22(3)2x y -+=4.(2010·天津高考文科·T14)已知圆C 的圆心是直线x-y+1=0与x 轴的交点,且圆C与直线x+y+3=0相切。

则圆C 的方程为【规范解答】由题意可得圆心(-1,0),圆心到直线x+y+3=0的距离即为圆的半径,故22r ==,所以圆的方程为2x+1y 2+=2().【答案】2x+1y 2+=2()5.(2010·江苏高考·T9)在平面直角坐标系xOy 中,已知圆422=+y x 上有且仅有四个点到直线12x-5y+c=0的距离为1,则实数c 的取值范围是___________[【规范解答】如图,圆422=+y x 的半径为2,圆上有且仅有四个点到直线12x-5y+c=0的距离为1,问题转化为坐标原点(0,0)到直线12x-5y+c=0的 距离小于1.221,13,1313.125c c c <<∴-<<+即【答案】1313c -<<6.(2010·山东高考理科·T16)已知圆C 过点(1,0),且圆心在x轴的正半轴上,直线l :1y x =-被圆C 所截得的弦长为22,则过圆心且与直线l 垂直的直线的方程为 .【规范解答】由题意,设所求的直线方程为x+y+m=0,设圆心坐标为(a,0),则由题意知:22()+2=(a-1)2,解得a=3或-1,又因为圆心在x 轴的正半轴上,所以a=3,故圆心坐标为(3,0),因为圆心(3,0)在所求的直线上,所以有3+0+m=0,即m=-3,故所求的直线方程为x+y-3=0.【答案】x+y-3=0【方法技巧】1、研究直线与圆的位置关系,要联系圆的几何特性,尽可能的简化运算.如“垂直于弦的直径必平分弦”,“圆的切线垂直于过切点的半径”,“两圆相交时连心线必垂直平分其公共弦”等.在解题时应注意灵活运用.2、直线与圆相交是解析几何中一类重要问题,解题时注意运用“设而不求”的技巧.7.(2010·山东高考文科·T16)已知圆C 过点(1,0),且圆心在x 轴的正半轴上,直线l :1y x =-被该圆所截得的弦长为C 的标准方程为 . 【规范解答】设圆心坐标为(a,0),圆的半径为r ,则由题意知:22+2=(a-1),解得a=3或-1,又因为圆心在x 轴的正半轴上,所以a=3,故圆心坐标为(3,0),222(1)(31)4,r a =-=-=故所求圆的方程为22(3) 4.x y -+=.【答案】22(3)4x y -+=【方法技巧】1、研究直线与圆的位置关系,要联系圆的几何特性,尽可能的简化运算.如“垂直于弦的直径必平分弦”,“圆的切线垂直于过切点的半径”,“两圆相交时连心线必垂直平分其公共弦”等.在解题时应注意灵活运用.2、直线与圆相交是解析几何中一类重要问题,解题时注意运用“设而不求”的技巧.8.(2010·湖南高考文科·T14)若不同两点P,Q 的坐标分别为(a ,b ),(3-b ,3-a ),则线段PQ 的垂直平分线l 的斜率为 ,圆(x-2)2+(y-3)2=1关于直线l 对称的圆的方程为【命题立意】以朴素的两点坐标要求求满足条件的斜率,切中运用公式的要害。

历年高三数学高考考点之直线与圆必会题型及答案

历年高三数学高考考点之直线与圆必会题型及答案

历年高三数学高考考点之<直线与圆>必会题型及答案体验高考1.平行于直线2x +y +1=0且与圆x 2+y 2=5相切的直线的方程是( ) A.2x +y +5=0或2x +y -5=0 B.2x +y +5=0或2x +y -5=0 C.2x -y +5=0或2x -y -5=0 D.2x -y +5=0或2x -y -5=0 答案 A解析 设所求直线方程为2x +y +c =0,依题意有|0+0+c |22+12=5,解得c =±5,所以所求直线方程为2x +y +5=0或2x +y -5=0,故选A.2.过三点A (1,3),B (4,2),C (1,-7)的圆交y 轴于M 、N 两点,则|MN |等于( ) A.26B.8C.46D.10 答案 C解析 由已知,得AB →=(3,-1),BC →=(-3,-9),则AB →·BC →=3×(-3)+(-1)×(-9)=0,所以AB →⊥BC →,即AB ⊥BC ,故过三点A ,B ,C 的圆以AC 为直径,得其方程为(x -1)2+(y +2)2=25,令x =0得(y +2)2=24,解得y 1=-2-26,y 2=-2+26,所以|MN |=|y 1-y 2|=46,选C.3.一条光线从点(-2,-3)射出,经y 轴反射后与圆(x +3)2+(y -2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为( )A.-53或-35B.-32或-23C.-54或-45D.-43或-34答案 D解析 由已知,得点(-2,-3)关于y 轴的对称点为(2,-3),由入射光线与反射光线的对称性,知反射光线一定过点(2,-3).设反射光线所在直线的斜率为k , 则反射光线所在直线的方程为y +3=k (x -2), 即kx -y -2k -3=0.由反射光线与圆相切,则有d =|-3k -2-2k -3|k 2+1=1,解得k =-43或k =-34,故选D.4.已知平行直线l 1:2x +y -1=0,l 2:2x +y +1=0,则l 1,l 2的距离为______. 答案255解析 d =|1+1|22+12=255. 5.已知直线l :mx +y +3m -3=0与圆x 2+y 2=12交于A ,B 两点,过A ,B 分别做l 的垂线与x 轴交于C ,D 两点,若|AB |=23,则|CD |=________. 答案 4解析 设AB 的中点为M ,由题意知, 圆的半径R =23,|AB |=23, 所以|OM |=3,解得m =-33, 由⎩⎨⎧x -3y +6=0,x 2+y 2=12解得A (-3,3),B (0,23),则AC 的直线方程为y -3=-3(x +3),BD 的直线方程为y -23=-3x ,令y =0,解得C (-2,0),D (2,0), 所以|CD |=4.高考必会题型题型一 直线方程的求法与应用例1 (1)若点P (1,1)为圆(x -3)2+y 2=9的弦MN 的中点,则弦MN 所在直线的方程为( ) A.2x +y -3=0 B.x -2y +1=0 C.x +2y -3=0 D.2x -y -1=0答案 D解析 由题意知圆心C (3,0),k CP =-12.由k CP ·k MN =-1,得k MN =2,所以弦MN 所在直线的方程是2x -y -1=0.(2)已知△ABC 的顶点A (3,-1),AB 边上的中线所在直线方程为6x +10y -59=0,∠B 的平分线所在直线方程为x -4y +10=0,求BC 边所在直线的方程. 解 设B (4y 1-10,y 1),由AB 中点在6x +10y -59=0上,可得:6·4y 1-72+10·y 1-12-59=0,y 1=5,∴B (10,5).设A 点关于x -4y +10=0的对称点为A ′(x ′,y ′),则有⎩⎪⎨⎪⎧x ′+32-4·y ′-12+10=0,y ′+1x ′-3·14=-1⇒A ′(1,7),∵点A ′(1,7),B (10,5)在直线BC 上,∴y -57-5=x -101-10,故BC 边所在直线的方程是2x +9y -65=0. 点评 (1)两条直线平行与垂直的判定①若两条不重合的直线l 1,l 2的斜率k 1,k 2存在,则l 1∥l 2⇔k 1=k 2,l 1⊥l 2⇔k 1k 2=-1; ②判定两直线平行与垂直的关系时,如果给出的直线方程中存在字母系数,不仅要考虑斜率存在的情况,还要考虑斜率不存在的情况. (2)求直线方程的常用方法①直接法:直接选用恰当的直线方程的形式,写出结果;②待定系数法:先由直线满足的一个条件设出直线方程,使方程中含有一个待定系数,再由题给的另一条件求出待定系数.变式训练1 已知直线l 经过直线3x +4y -2=0与直线2x +y +2=0的交点P ,且垂直于直线x -2y -1=0. (1)求直线l 的方程;(2)求直线l 关于原点O 对称的直线方程.解 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧3x +4y -2=0,2x +y +2=0解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =2.所以点P 的坐标是(-2,2),又因为直线x -2y -1=0, 即y =12x -12的斜率为k ′=12,由直线l 与x -2y -1=0垂直可得k l =-1k ′=-2, 故直线l 的方程为:y -2=-2(x +2),即2x +y +2=0.(2)直线l 的方程2x +y +2=0在x 轴、y 轴上的截距分别是-1与-2,则直线l 关于原点对称的直线在x 轴、y 轴上的截距分别是1与2, 所求直线方程为x 1+y2=1,即2x +y -2=0.题型二 圆的方程例2 (1)如图,已知圆C 与x 轴相切于点T (1,0),与y 轴正半轴交于两点A ,B (B 在A 的上方),且|AB |=2.①圆C 的标准方程为________________.②圆C 在点B 处的切线在x 轴上的截距为________.答案 ①(x -1)2+(y -2)2=2 ②-2-1解析 ①由题意,设圆心C (1,r )(r 为圆C 的半径),则r 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫|AB |22+12=2,解得r = 2.所以圆C 的方程为(x -1)2+(y -2)2=2.②方法一 令x =0,得y =2±1,所以点B (0,2+1).又点C (1,2),所以直线BC 的斜率为k BC =-1,所以过点B 的切线方程为y -(2+1)=x -0,即y =x +(2+1). 令y =0,得切线在x 轴上的截距为-2-1.方法二 令x =0,得y =2±1,所以点B (0,2+1).又点C (1,2),设过点B 的切线方程为y -(2+1)=kx ,即kx -y +(2+1)=0.由题意,得圆心C (1,2)到直线kx -y +(2+1)=0的距离d =|k -2+2+1|k 2+1=r =2,解得k =1.故切线方程为x -y +(2+1)=0.令y =0,得切线在x 轴上的截距为-2-1.(2)已知圆C 经过点A (2,-1),并且圆心在直线l 1:y =-2x 上,且该圆与直线l 2:y =-x +1相切. ①求圆C 的方程;②求以圆C 内一点B ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,-52为中点的弦所在直线l 3的方程. 解 ①设圆的标准方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2,则⎩⎪⎨⎪⎧(2-a )2+(-1-b )2=r 2,b =-2a ,|a +b -1|2=r ,解得⎩⎨⎧a =1,b =-2,r = 2.故圆C 的方程为(x -1)2+(y +2)2=2. ②由①知圆心C 的坐标为(1,-2), 则k CB =-52-(-2)2-1=-12.设直线l 3的斜率为k 3,由k 3·k CB =-1,可得k 3=2. 故直线l 3的方程为y +52=2(x -2),即4x -2y -13=0.点评 求圆的方程的两种方法(1)几何法:通过研究圆的性质、直线和圆、圆与圆的位置关系,进而求得圆的基本量和方程.(2)代数法:用待定系数法先设出圆的方程,再由条件求得各系数.变式训练2 已知圆x 2+y 2=4上一定点A (2,0),B (1,1)为圆内一点,P ,Q 为圆上的动点. (1)求线段AP 中点的轨迹方程;(2)若∠PBQ =90°,求线段PQ 中点的轨迹方程.解 (1)设AP 的中点为M (x ,y ),由中点坐标公式可知,P 点坐标为(2x -2,2y ). 因为P 点在圆x 2+y 2=4上, 所以(2x -2)2+(2y )2=4,故线段AP 中点的轨迹方程为(x -1)2+y 2=1. (2)设PQ 的中点为N (x ,y ),连接BN . 在Rt △PBQ 中,|PN |=|BN |.设O 为坐标原点,连接ON ,则ON ⊥PQ , 所以|OP |2=|ON |2+|PN |2=|ON |2+|BN |2, 所以x 2+y 2+(x -1)2+(y -1)2=4.故线段PQ 中点的轨迹方程为x 2+y 2-x -y -1=0. 题型三 直线与圆的位置关系、弦长问题例3 (1)(2015·重庆)已知直线l :x +ay -1=0(a ∈R )是圆C :x 2+y 2-4x -2y +1=0的对称轴,过点A (-4,a )作圆C 的一条切线,切点为B ,则|AB |等于( ) A.2B.42C.6D.210 答案 C解析 根据直线与圆的位置关系求解.由于直线x +ay -1=0是圆C :x 2+y 2-4x -2y +1=0的对称轴,∴圆心C (2,1)在直线x +ay -1=0上,∴2+a -1=0,∴a =-1,∴A (-4,-1). ∴|AC |2=36+4=40.又r =2,∴|AB |2=40-4=36. ∴|AB |=6.(2)已知圆C :x 2+y 2-2x +4y -4=0.①写出圆C 的标准方程,并指出圆心坐标和半径大小;②是否存在斜率为1的直线m ,使m 被圆C 截得的弦为AB ,且OA ⊥OB (O 为坐标原点).若存在,求出直线m 的方程;若不存在,请说明理由. 解 ①圆C 的标准方程为(x -1)2+(y +2)2=9, 则圆心C 的坐标为(1,-2),半径为3. ②假设存在这样的直线m , 根据题意可设直线m :y =x +b .联立直线与圆的方程⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-2x +4y -4=0,y =x +b得2x 2+2(b +1)x +b 2+4b -4=0, 因为直线与圆相交,所以Δ>0, 即b 2+6b -9<0,且满足x 1+x 2=-b -1,x 1x 2=b 2+4b -42,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则y 1=x 1+b ,y 2=x 2+b ,由OA ⊥OB 得OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0,所以x 1x 2+(x 1+b )(x 2+b )=2x 1x 2+b (x 1+x 2)+b 2=0, 即b 2+3b -4=0得b =-4或b =1, 且均满足b 2+6b -9<0,故所求的直线m 存在,方程为y =x -4或y =x +1. 点评 研究直线与圆位置关系的方法(1)研究直线与圆的位置关系的最基本的解题方法为代数法,将几何问题代数化,利用函数与方程思想解题.(2)与弦长有关的问题常用几何法,即利用圆的半径r ,圆心到直线的距离d 及半弦长l2,构成直角三角形的三边,利用其关系来处理.变式训练3 已知以点C (t ,2t)(t ∈R ,t ≠0)为圆心的圆与x 轴交于点O ,A ,与y 轴交于点O ,B ,其中O 为原点.(1)求证:△OAB 的面积为定值;(2)设直线y =-2x +4与圆C 交于点M ,N ,若|OM |=|ON |,求圆C 的方程. (1)证明 ∵圆C 过原点O ,且|OC |2=t 2+4t2.∴圆C 的方程是(x -t )2+(y -2t )2=t 2+4t2,令x =0,得y 1=0,y 2=4t;令y =0,得x 1=0,x 2=2t ,∴S △OAB =12|OA |·|OB |=12×|4t |×|2t |=4,即△OAB 的面积为定值.(2)解 ∵|OM |=|ON |,|CM |=|CN |, ∴OC 垂直平分线段MN . ∵k MN =-2,∴k OC =12.∴2t =12t ,解得t =2或t =-2. 当t =2时,圆心C 的坐标为(2,1),|OC |=5, 此时C 到直线y =-2x +4的距离d =15<5,圆C 与直线y =-2x +4相交于两点.当t =-2时,圆心C 的坐标为(-2,-1),|OC |=5, 此时C 到直线y =-2x +4的距离d =95> 5.圆C 与直线y =-2x +4不相交, ∴t =-2不符合题意,舍去. ∴圆C 的方程为(x -2)2+(y -1)2=5.高考题型精练1.已知x ,y 满足x +2y -5=0,则(x -1)2+(y -1)2的最小值为( ) A.45B.25C.255 D.105 答案 A解析 (x -1)2+(y -1)2表示点P (x ,y )到点Q (1,1)的距离的平方.由已知可得点P 在直线l :x +2y -5=0上,所以|PQ |的最小值为点Q 到直线l 的距离,即d =|1+2×1-5|1+22=255, 所以(x -1)2+(y -1)2的最小值为d 2=45.故选A.2.“m =3”是“直线l 1:2(m +1)x +(m -3)y +7-5m =0与直线l 2:(m -3)x +2y -5=0垂直”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件答案 A解析 由l 1⊥l 2得2(m +1)(m -3)+2(m -3)=0, ∴m =3或m =-2.∴m =3是l 1⊥l 2的充分不必要条件.3.若动点A ,B 分别在直线l 1:x +y -7=0和l 2:x +y -5=0上移动,则AB 的中点M 到原点的距离的最小值为( ) A.32B.22C.33D.4 2 答案 A解析 依题意知AB 的中点M 的集合是与直线l 1:x +y -7=0和l 2:x +y -5=0的距离都相等的直线,则M 到原点的距离的最小值为原点到该直线的距离, 设点M 所在直线的方程为l :x +y +m =0, 根据平行线间的距离公式得|m +7|2=|m +5|2⇒|m +7|=|m +5|⇒m =-6,即l :x +y -6=0,根据点到直线的距离公式,得M 到原点的距离的最小值为|-6|2=3 2.4.(2016·山东)已知圆M :x 2+y 2-2ay =0(a >0)截直线x +y =0所得线段的长度是22,则圆M 与圆N :(x -1)2+(y -1)2=1的位置关系是( ) A.内切B.相交C.外切D.相离 答案 B解析 ∵圆M :x 2+(y -a )2=a 2, ∴圆心坐标为M (0,a ),半径r 1=a , 圆心M 到直线x +y =0的距离d =|a |2,由几何知识得⎝⎛⎭⎪⎫|a |22+(2)2=a 2,解得a =2. ∴M (0,2),r 1=2.又圆N 的圆心坐标N (1,1),半径r 2=1,∴|MN |=(1-0)2+(1-2)2=2,r 1+r 2=3,r 1-r 2=1.∴r 1-r 2<|MN |<r 1+r 2,∴两圆相交,故选B.5.与圆x 2+y 2=1和圆x 2+y 2-8x +7=0都相切的圆的圆心轨迹是( ) A.椭圆B.椭圆和双曲线的一支C.双曲线和一条直线(去掉几个点)D.双曲线的一支和一条直线(去掉几个点) 答案 D解析 设所求圆圆心为M (x ,y ),半径为r , 圆x 2+y 2-8x +7=0⇒(x -4)2+y 2=9,圆心设为C (4,0),由题意得当动圆与两定圆外切时, 即|MO |=r +1,|MC |=r +3,从而|MC |-|MO |=2<|OC |, 因此为双曲线的一支,当动圆与两定圆一个外切一个内切时, 必切于两定圆切点,即M 必在x 轴上, 但需去掉O ,C 及两定圆切点,因此选D.6.(2015·课标全国Ⅱ)已知三点A (1,0),B (0,3),C (2,3),则△ABC 外接圆的圆心到原点的距离为( ) A.53B.213 C.253 D.43 答案 B解析 由点B (0,3),C (2,3),得线段BC 的垂直平分线方程为x =1,① 由点A (1,0),B (0,3),得线段AB 的垂直平分线方程为y -32=33⎝⎛⎭⎪⎫x -12,②联立①②,解得△ABC 外接圆的圆心坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1,233,其到原点的距离为12+⎝ ⎛⎭⎪⎫2332=213.故选B.7.(2016·山东)在[-1,1]上随机地取一个数k ,则事件“直线y =kx 与圆(x -5)2+y 2=9相交”发生的概率为________. 答案 34解析 由已知得,圆心(5,0)到直线y =kx 的距离小于半径,∴|5k |k 2+1<3,解得-34<k <34,由几何概型得P =34-⎝ ⎛⎭⎪⎫-341-(-1)=34.8.在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为x 2+y 2-8x +15=0,若直线y =kx -2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,则k 的最大值是________. 答案 43解析 圆C 的标准方程为(x -4)2+y 2=1,圆心为(4,0). 由题意知(4,0)到kx -y -2=0的距离应不大于2, 即|4k -2|k 2+1≤2.整理,得3k 2-4k ≤0.解得0≤k ≤43.故k 的最大值是43.9.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆x 2+y 2=4上有且仅有三个点到直线12x -5y +c =0的距离为1,则实数c 的值为________. 答案 ±13解析 因为圆心到直线12x -5y +c =0的距离为|c |13,所以由题意得|c |13=1,c =±13.10.已知直线l 过点(-2,0),当直线l 与圆x 2+y 2=2x 有两个交点时,其斜率k 的取值范围是________________. 答案 (-24,24) 解析 因为已知直线过点(-2,0),那么圆的方程x 2+y 2=2x 配方为(x -1)2+y 2=1,表示的是圆心为(1,0),半径为1的圆, 设过点(-2,0)的直线的斜率为k , 则直线方程为y =k (x +2), 则点到直线距离等于圆的半径1, 有d =|k -0+2k |k 2+1=1,化简得8k 2=1, 所以k =±24, 然后可知此时有一个交点,那么当满足题意的时候, 可知斜率的取值范围是(-24,24),故答案为(-24,24). 11.已知过点A (0,1),且方向向量为a =(1,k )的直线l 与圆C :(x -2)2+(y -3)2=1相交于M ,N 两点.(1)求实数k 的取值范围;(2)若O 为坐标原点,且OM →·ON →=12,求k 的值.解 (1)∵直线l 过点A (0,1)且方向向量为a =(1,k ),∴直线l 的方程为y =kx +1. 由|2k -3+1|k 2+1<1,得4-73<k <4+73.(2)设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),将y =kx +1代入方程(x -2)2+(y -3)2=1,得(1+k 2)x 2-4(1+k )x +7=0,∴x 1+x 2=4(1+k )1+k 2,x 1x 2=71+k 2,∴OM →·ON →=x 1x 2+y 1y 2=(1+k 2)x 1x 2+k (x 1+x 2)+1=4k (1+k )1+k 2+8=12,∴4k (1+k )1+k 2=4,解得k =1.12.已知圆M ∶x 2+(y -2)2=1,Q 是x 轴上的动点,QA ,QB 分别切圆M 于A ,B 两点.(1)若Q (1,0),求切线QA ,QB 的方程;(2)求四边形QAMB 面积的最小值;(3)若|AB |=423,求直线MQ 的方程.解 (1)设过点Q 的圆M 的切线方程为x =my +1,则圆心M 到切线的距离为1,∴|2m +1|m 2+1=1,∴m =-43或0,∴切线QA ,QB 的方程分别为3x +4y -3=0和x =1.(2)∵MA ⊥AQ ,∴S 四边形MAQB =|MA |·|QA |=|QA | =|MQ |2-|MA |2=|MQ |2-1 ≥|MO |2-1= 3.∴四边形QAMB 面积的最小值为 3.(3)设AB 与MQ 交于点P ,则MP ⊥AB .∵MB ⊥BQ ,∴|MP |=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫2232=13.在Rt △MBQ 中,|MB |2=|MP |·|MQ |,即1=13|MQ |,∴|MQ |=3.设Q (x ,0),则x 2+22=9,∴x =±5,∴Q (±5,0),∴直线MQ 的方程为2x +5y -25=0或2x -5y +25=0.。

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考点10 直线与圆
1.(2010·安徽高考文科·T4)过点(1,0)且与直线x-2y-2=0平行的直线方程是
(A )x-2y-1=0 (B)x-2y+1=0 (C)2x+y-2=0 (D )x+2y-1=0
【规范解答】选A ,设直线方程为20x y c -+=,又经过(1,0),故1c =-,所求方程为
210x y --=
2.(2010·广东高考文科·T6)若圆心在x
O 位于y 轴左侧,且与
直线x+2y=0相切,则圆O 的方程是( )
A
.22(5x y += B
.22(5x y +=C .22(5)5x y -+= D .
22(5)5
x y ++=【规范解答】选D 设圆心为(,0)(0)a a <
,则r ,解得5a =-,所以,所求圆的方程为:22
(5)5x y ++=,故选D .
3.(2010 ·海南宁夏高考·理科T15)过点A(4,1)的圆C 与直线10x y --=相切于点B(2,1).则圆C 的方程为 .
【思路点拨】由题意得出圆心既在点,A B 的中垂线上,又在过点B(2,1)且与直线
10x y --=垂直的直线上,进而可求出圆心和半径.
【规范解答】由题意知,圆心既在过点B(2,1)且与直线10x y --=垂直的直线上,又
在点,A B 的中垂线上.可求出过点B(2,1)且与直线10x y --=垂直的直线为30x y +-=,
,A B 的中垂线为3x =,联立方程303x y x +-=⎧⎨=⎩,解得30x y =⎧⎨=⎩
,即圆心(3,0)C ,
半径r CA ==22(3)2x y -+=.
【答案】22(3)2
x y -+=4.(2010·天津高考文科·T14)已知圆C 的圆心是直线x-y+1=0与x 轴的交点,且圆C
与直线x+y+3=0相切。

则圆C 的方程为
【规范解答】由题意可得圆心(-1,0),圆心到直线x+y+3=0的距离即为圆的半径,故
r ==2x+1y 2+=2().【答案】2x+1y 2
+=2()5.(2010·江苏高考·T9)在平面直角坐标系xOy 中,已知圆422=+y x 上有且仅有四
个点到直线12x-5y+c=0的距离为1,则实数c 的取值范围是
___________【规范解答】如图,圆422=+y x 的半径为2,
圆上有且仅有四个点到直线12x-5y+c=0的距离为1,
问题转化为坐标原点(0,0)到直线12x-5y+c=0的
距离小于
1.1,13,1313.
c c <<∴-<<【答案】1313
c -<<6.(2010·山东高考理科·T16)已知圆C 过点(1,0),且圆心在x
轴的正半轴上,直线l :1y x =-被圆C
所截得的弦长为l 垂直
的直线的方程为 .
【规范解答】由题意,设所求的直线方程为x+y+m=0,设圆心坐标为(a,0)
,则由题意知:
22+2=(a-1),解得a=3或-1,又因为圆心在x 轴的正半轴上,所以a=3,故圆心坐标为(3,0),因为圆心(3,0)在所求的直线上,所以有3+0+m=0,即m=-3,故所求
的直线方程为x+y-3=0.【答案】x+y-3=0
【方法技巧】1、研究直线与圆的位置关系,要联系圆的几何特性,尽可能的简化运算.如
“垂直于弦的直径必平分弦”,“圆的切线垂直于过切点的半径”,“两圆相交时连心线必垂
直平分其公共弦”等.在解题时应注意灵活运用.
2、直线与圆相交是解析几何中一类重要问题,解题时注意运用“设而不求”的技巧.
7.(2010·山东高考文科·T16)已知圆C 过点(1,0),且圆心在x 轴的正半轴上,直线
l :1y x =-
被该圆所截得的弦长为C 的标准方程为
.
【规范解答】设圆心坐标为(a,0),圆的半径为r ,则由题意知:22+2=(a-1),解得a=3或-1,又因为圆心在x 轴的正半轴上,所以a=3,故圆心坐标为(3,0),222(1)(31)4,r a =-=-=故所求圆的方程为22(3) 4.x y -+=.【答案】
22(3)4
x y -+=【方法技巧】1、研究直线与圆的位置关系,要联系圆的几何特性,尽可能的简化运算.
如“垂直于弦的直径必平分弦”,“圆的切线垂直于过切点的半径”,“两圆
相交时连心线必垂直平分其公共弦”等.在解题时应注意灵活运用.
2、直线与圆相交是解析几何中一类重要问题,解题时注意运用“设而不求”的技巧.
8.(2010·湖南高考文科·T14)若不同两点P,Q 的坐标分别为(a ,b ),(3-b ,3-a ),则线段PQ 的垂直平分线的斜率为 ,圆(x-2)2+(y-3)2=1关于直线对称的l l 圆的方程为
【思路点拨】第一问直接利用两直线的斜率存在,那么相互垂直的充要条件是斜率之积等于-1.第二问把圆的对称转化为圆心关于直线的对称。

【规范解答】设PQ 的垂直平分线的斜率为k ,则k·
a
b b a ----33=-1,∴k=-1.而且PQ 的中点坐标是(23b a -+ ,23b a +-),∴L 的方程为:y-23b a +-=-1·(x-23b a -+ ),∴y=-x+3,而圆心(2,3)关于直线y=-x+3对称的点坐标为(0,1),∴对称图形的方程为:x 2+(y-1)2=1.
【方法技巧】一个图形关于一条直线的对称图形的方程的求法,如果对称轴的斜率为±1,常常把横坐标代入得到纵坐标,把纵坐标代入得到横坐标,如(a,b)关于y=x+c 的对称点是(b-c,a+c)。

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