2018高中数学课时作业212.2圆与圆的方程北师大版必修43
【精品学习】2017_2018学年高中数学课时作业222.2圆与圆的方程北师大版必修2

7.(2016·全国卷乙)设直线y=x+2a与圆C:x2+y2-2ay-2=0相交于A,B两点,若|AB|=2 ,则圆C的面积为________.
解析:圆C:x2+y2-2ay-2=0化为标准方程是C:x2+(y-a)2=a2+2,
所以圆心C(0,a),半径r= .|AB|=2 ,点C到直线y=x+2a即x-y+2a=0的距离d= ,由勾股定理得 2+ 2=a2+2,解得a2=2,
A.(x- )2+y2=5 B.(x+ )2+y2=5
C.(x-5)2+y2=5 D.(x+5)2+y2=5
解析:设圆心(a,0),由题意,得
= ,得|a|=5,即a=±5.
因为圆位于y轴左侧,所以a=-5.
所以圆的方程为(x+5)2+y2=5.
答案:D
5.(2017·甘肃天水市高一期末)已知点P(x,y)满足x2+y2-2y=0,则u= 的取值范围是()
所以r=2,所以圆C的面积为π×22=4π.
答案:4π
8.过点(1, )的直线l将圆(x-2)2+y2=4分成两段弧,当劣弧所对的圆心角最小时,直线l的斜率k=________.
解析:由数形结合思想可知满足题设条件的直线和圆心(2,0)与点(1, )的连线垂直,由两点间连线的斜率公式可得过两点(2,0)和(1, )的直线的斜率为 =- ,故所求直线的斜率为 .
答案:A
3.(2017·江西上高二中月考)过点M(-2,4)作圆C:(x-2)2+(y-1)2=25的切线l,且直线l1:ax+3y+2a=0与l平行,则l1与l间的距离是()
A. B.
C. D.
解析:因为点M(-2,4)在圆C上,设切线为y-4=k(x+2),即kx-y+2k+4=0.
2018_2019学年高中数学第二章解析几何初步2.2.2圆的一般方程课时作业北师大版必修2

2.2.2 圆的一般方程[学业水平训练]1.方程x 2+y 2+2x -4y -6=0表示的图形是( )A .以(1,-2)为圆心,11为半径的圆B .以(1,2)为圆心,11为半径的圆C .以(-1,-2)为圆心,11为半径的圆D .以(-1,2)为圆心,11为半径的圆解析:选D.由x 2+y 2+2x -4y -6=0,得 (x +1)2+(y -2)2=11.所以方程x 2+y 2+2x -4y -6=0表示圆心为(-1,2),11为半径的圆.2.圆的方程为(x -1)(x +2)+(y -2)(y +4)=0,则圆心坐标为( )A .(1,-1)B .(12,-1) C .(-1,2) D .(-12,-1) 解析:选D.由(x -1)(x +2)+(y -2)(y +4)=0,化简得x 2+y 2+x +2y -10=0,圆心为(-12,-1). 3.已知圆x 2+y 2+kx +2y +k 2=0,当该圆的面积取最大值时,圆心坐标是( )A .(0,-1)B .(1,-1)C .(-1,0)D .(-1,1)解析:选A.由x 2+y 2+kx +2y +k 2=0,得圆的半径r =12k 2+4-4k 2 =124-3k 2. 所以当k =0时,r 最大,此时圆的面积最大,此时圆心(-k 2,-22),即(0,-1),故选A.4.已知圆x 2+y 2-2ax -2y +(a -1)2=0(0<a <1),则原点O 在( )A .圆内B .圆外C .圆上D .圆上或圆外解析:选B.把原点(0,0)的坐标代入圆的方程得,(a -1)2>0(0<a <1),所以点(0,0)在圆外.5.若直线3x +y +a =0过圆x 2+y 2+2x -4y =0的圆心,则a 的值为( )A .-1B .1C .3D .-3解析:选B.化圆为标准形式:(x +1)2+(y -2)2=5,所以圆心为(-1,2),代入直线3x +y +a =0中,得a =1.6.点A (1,0)在圆x 2+y 2-2ax +a 2+3a -3=0上,则a 的值为________.解析:因为点A (1,0)在圆x 2+y 2-2ax +a 2+3a -3=0上,所以⎩⎪⎨⎪⎧1-2a +a 2+3a -3=0,(-2a )2+02-4(a 2+3a -3)>0, 所以⎩⎪⎨⎪⎧a =-2或a =1,a <1,所以a =-2.答案:-27.动圆x 2+y 2-2x -k 2+2k -2=0的半径的取值范围是________.解析:因为x 2+y 2-2x -k 2+2k -2=0可化为(x -1)2+y 2=k 2-2k +3, 所以半径r =k 2-2k +3=(k -1)2+2≥ 2.答案:[2,+∞)8.若曲线x 2+y 2+a 2x +(1-a 2)y -4=0关于直线y -x =0的对称曲线仍是其本身,则实数a =________.解析:若方程x 2+y 2+a 2x +(1-a 2)y -4=0的曲线关于直线y =x 的对称曲线仍是其本身,则它是一个圆心在此直线上的圆,而圆心坐标是(-a 22,-1-a 22), 则-a 22=-1-a 22,解得a =±22. 答案:±229.求经过两点A (4,2),B (-1,3),且在两坐标轴上的四个截距之和为2的圆的方程.解:设圆的一般方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,令y =0,得x 2+Dx +F =0,所以圆在x 轴上的截距之和为x 1+x 2=-D ;令x =0,得y 2+Ey +F =0,所以圆在y 轴上的截距之和为y 1+y 2=-E ;由题设,得x 1+x 2+y 1+y 2=-(D +E )=2,所以D +E =-2.①又A (4,2),B (-1,3)两点在圆上,所以16+4+4D +2E +F =0,②1+9-D +3E +F =0,③由①②③可得D =-2,E =0,F =-12,故所求圆的方程为x 2+y 2-2x -12=0.10.设圆C 的方程为x 2+y 2-4x -5=0,(1)求该圆的圆心坐标及半径;(2)若此圆的一条弦AB 的中点为P (3,1),求直线AB 的方程.解:(1)将x 2+y 2-4x -5=0配方得:(x -2)2+y 2=9,所以圆心坐标为C (2,0),半径r =3.(2)由题可设直线AB 的斜率为k .由圆的知识可知:CP ⊥AB .所以k CP ·k =-1.又k CP =1-03-2=1⇒k =-1. 所以直线AB 的方程为y -1=-1(x -3),即x +y -4=0.[高考水平训练]1.如果过A (2,1)的直线l 将圆x 2+y 2-2x -4y =0平分,则直线l 的方程为( )A .x +y -3=0B .x +2y -4=0C .x -y -1=0D .x -2y =0解析:选A.由x 2+y 2-2x -4y =0配方得,(x -1)2+(y -2)2=5.因为所求直线l 将圆平分,故直线过圆心(1,2),则直线l 的方程为y -12-1=x -21-2,即x +y -3=0.2.已知圆x 2+y 2-4x +3=0,则x 2+y 2的最大值是________.解析:由x 2+y 2-4x +3=0,配方得(x -2)2+y 2=1,则圆心为(2,0),所以(x 2+y 2)max =(22+0+1)2=9.答案:93.设△ABC 顶点坐标A (0,a ),B (-3a ,0),C (3a ,0),其中a >0,圆M 为△ABC 的外接圆.(1)求圆M 的方程;(2)当a 变化时,圆M 是否过某一定点,请说明理由.解:(1)设圆M 的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0.因为圆M 过点A (0,a ),B (-3a ,0),C (3a ,0),所以⎩⎨⎧a 2+aE +F =0,3a +3aD +F =0,3a -3aD +F =0,解得D =0,E =3-a ,F =-3a ,所以圆M 的方程为x 2+y 2+(3-a )y -3a =0.(2)圆M 的方程可化为(3+y )a -(x 2+y 2+3y )=0.由⎩⎪⎨⎪⎧3+y =0,x 2+y 2+3y =0,解得x =0,y =-3.所以圆M 过定点(0,-3).4.已知圆C :x 2+y 2-4x -14y +45=0,及点Q (-2,3).(1)P (a ,a +1)在圆上,求线段PQ 的长及直线PQ 的斜率;(2)若M 为圆C 上任一点,求|MQ |的最大值和最小值.解:(1)因为点P (a ,a +1)在圆上,所以a 2+(a +1)2-4a -14(a +1)+45=0,所以a =4,P (4,5),所以|PQ |=(4+2)2+(5-3)2=210,k PQ =3-5-2-4=13.(2)因为圆心C 坐标为(2,7),所以|QC |=(2+2)2+(7-3)2=4 2.因为圆的半径是22,所以点Q 在圆外,所以|MQ |max =42+22=62,|MQ |min =42-22=2 2.。
2017-2018学年高中数学 课时作业23 2.2 圆与圆的方程 北师大版必修2

(2)若圆O1与圆O2交于A,B两点,且|AB|=2 ,求圆O2的方程.
解析:(1)设圆O1、圆O2的半径分别为r1,r2,
∵两圆相切,
∴|O1O2|=r1+r2,∴r2=|O1O2|-r1= -2=2( -1),
∴圆O2的方程是(x-2)2+(y-1)2=4( -1)2.
解析:由已知,得两圆的圆心分别为(0,0),(-2,a),半径分别为1,5,∴圆心距d= = .∵两圆没有公共点,∴ <5-1或 >5+1,解得-2 <a<2 或a<-4 或a>4 .
答案:(-∞,-4 )∪(-2 ,2 )∪(4 ,+∞)
7.两圆相交于两点(1,3),(m,-1),两圆圆心都在直线x-y+C=0上,则m+C的值为________.
(2)当1<d<5,即1<2a2+6a+5<25时,两圆相交,此时-5<a<-2或-1<a<2.
10.已知圆C1:x2+y2+2x-6y+1=0,与圆C2:x2+y2-4x+2y-11=0相交于A,B两点,求AB所在的直线方程和公共弦AB的长.
解析:由圆C1的方程减去圆C2的方程,整理,得方程3x-4y+6=0,又由于方程3x-4y+6=0是由两圆相减得到的,即两圆交点的坐标一定是方程3x-4y+6=0的解.因为两点确定一条直线,故3x-4y+6=0是两圆公共弦AB所在的直线方程.
∵圆C1:x2+y2+2x-6y+1=0,
∴圆心为C1(-1,3),半径r=3,
∴圆心C1到直线AB的距离d= = ,
∴|AB|=2 =2 = .
∴AB所在的直线方程为3x-4y+6=0,公共弦AB的长为 .
高中数学必修2(北师版)第二章2.2 圆与圆的方程(与最新教材完全匹配)知识点总结含同步练习题及答案

340 . 9
2.圆的切线
描述: 圆的切线长 过|P圆M外| =一√点−(x−P−0(−x−−0−a,−y)2−0 )−+−向(−y−圆0−−−M−b−)−作2 ,两切条线切长线,|P其H中| =圆√心−|MP−−M−|−2的−−−坐−r标 −2 .为 (a, b)
,如图,
圆的切线方程
1. 过圆外一点 P (x0 , y0 ) 的圆的切线方程:设切线方程为 y − y0 = k(x − x0 ),与圆的方 程联立,根据 Δ 即可求出 k 的值;也可根据圆心到直线的距离等于半径求出 k 的值.特别
若方程 x2 + y 2 + ax + 2ay + 2a2 + a − 1 = 0 表示圆,则 a 的取值范围为______.
解:−2 < a <
2. 3
配方得
(x +
a
2
)
2
+ (y + a)2
=−
3a2 4
− a + 1,由
−
3a2 4
−a+1 > 0
得
−2 < a <
2. 3
△ABC 的三个顶点坐标分别为 A(−1, 5)、B(−2, −2)、C(5, 5),求其外接圆方程. 解:设所求圆的方程为 x2 + y 2 + Dx + Ey + F = 0,由题设得方程组
⎧ a = ±b,
⎩⎨
5a − 3b r = |a|,
=
8,
得
⎧ a = 4, ⎧ a = 1,
⎩⎨
b r
= =
4, 4,
或
⎩⎨
2018年高一北师大版数学必修2(45分钟课时作业与单元测试卷):第2章单元测试五 圆与圆的方程 Word版

单元测试五 圆与圆的方程班级____ 姓名____ 考号____ 分数____本试卷满分100分,考试时间90分钟.一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分.在下列各题的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的.1.过点A (1,2),且与两坐标轴相切的圆的方程是( )A .(x -1)2+(y -1)2=1或(x -5)2+(y -5)2=25B .(x -1)2+(y -3)2=2C .(x -5)2+(y -5)2=25D .(x -1)2+(y -1)2=1答案:A解析:由图形易知满足此条件的圆有两个.2.两圆x 2+y 2=9和x 2+y 2-8x +6y +9=0的位置关系是( )A .相离B .相交C .内切D .外切答案:B解析:4-3<5<4+3.3.过圆x 2+y 2=25上一点P (-4,-3)的圆的切线方程为( )A .4x -3y -25=0B .4x +3y +25=0C .3x +4y -25=0D .3x -4y -25=0答案:B解析:k ==,则切线的斜率为-,且经过(-4,-3)这一点,直线方程为-3-0-4-034434x +3y +25=0.4.若圆x 2+y 2+2x -4y +1=0关于直线2ax -by +1=0对称,则a +b 等于( )A .1B .-1 C. D .-1212答案:C解析:∵圆心(-1,2),∴-2a -2b +1=0,∴a +b =.125.以A (-1,2),B (5,-6)为直径两端点的圆的标准方程是( )A .(x -2)2+(y +2)2=25B .(x +2)2+(y +2)2=25C .(x -2)2+(y -2)2=25D .(x +2)2+(y -2)2=25答案:A解析:A (-1,2),B (5,-6)两点连线的中点为圆心,其圆心坐标为(2,-2),可知选A.6.若直线ax +by -1=0与圆x 2+y 2=1相切,则点P (a ,b )的位置是( )A .在圆上B .在圆外C .在圆内D .以上皆有可能答案:A解析:∵直线与圆相切,∴=1,1a 2+b 2P (a ,b )到圆心的距离d ==1,a 2+b 2∴点P 在圆上.7.圆心为A (1,-2)且与直线x -3y +3=0相切的圆的方程为( )A .(x -1)2+(y +2)2=10B .(x -1)2+(y +2)2=10C .(x +1)2+(y -2)2=10D .(x +1)2+(y -2)2=10答案:B解析:圆半径r ==,故圆的标准方程为(x -1)2+(y +2)2=10.|1+6+3||1+9|108.直线x =2被圆(x -a )2+y 2=4所截得的弦长等于2 ,则a 的值等于( )3A .1或3 B.或- 22C. D .-1或33答案:A解析:由题意|a -2|2+()2=22,解得a =1或3.39.若直线-2ax -by +2=0(a >0,b >0)始终平分圆x 2+y 2-2x -4y +1=0的周长,则+的最小值是( )1a 1b A .4 B .2 C. D.1412答案:A解析:由题意可知,直线过圆心得a +b =1.∴+=+=2++≥2+2 =4.1a 1b a +b a a +b b b a a b ba ×ab 10.直线y =-x +b 与曲线y =有且只有两个公共点,则b 的取值范围是( )4-x 2A .2<b <2 B .2≤b <222C .2≤b ≤2D .2<b ≤222答案:B解析:由图可知,2≤b <2.2二、填空题:本大题共3小题,每小题4分,共12分.把答案填在题中横线上.11.以点C (-3,4)为圆心,2 为半径的圆的方程是________.3答案:(x +3)2+(y -4)2=12.12.点P 在圆x 2+y 2-8x -4y +11=0上,点Q 在圆x 2+y 2+4x +2y =4上,则|PQ |的最小值是________.答案:3 -65解析:P 在圆x 2+y 2-8x -4y +11=0上,即(x -4)2+(y -2)2=9,圆心O 1(4,2),半径为3.Q 在圆x 2+y 2+4x +2y =4上,即(x +2)2+(y +1)2=9,圆心O 2(-2,-1),半径为3,∴|O 1O 2|=[4-(-2)]2+[2-(-1)]2==3 .36+95∴|PQ |min =|O 1O 2|-R 1-R 2=3 -6.513.直线mx +ny =1与圆x 2+y 2=4的交点为整点(横纵坐标均为整数的点),这样的直线的条数是________条.答案:8解析:圆上的点为整点的有四个(±2,0),(0,±2),显然直线mx +ny =1不能过原点.若直线与圆有两个交点,则这样的直线有4条;若直线与圆相切,则这样的直线也有4条,故8条直线.三、解答题:本大题共5小题,共48分,其中第14小题8分,第15~18小题各10分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.14.求过点A (1,6)和B (5,6)且与直线2x -3y +16=0相切的圆的方程.解:显然圆心在线段AB 的垂直平分线x =3上设圆心为(3,b ),半径为r ,则(x -3)2+(y -b )2=r 2,得(1-3)2+(6-b )2=r 2,而r =,|6-3b +16|13∴b =3,r =,13∴(x -3)4+(y -3)4=13.15.已知圆C 1:x 2+y 2-10x -10y =0,圆C 2:x 2+y 2+6x -2y -40=0.(1)求圆C 1与圆C 2的公共弦所在的直线的方程;(2)求它们的公共弦长.解:(1)x 2+y 2-10x -10y =0,①;x 2+y 2+6x -2y -40=0,②;②-①得:2x +y -5=0为公共弦所在直线的方程;(2)弦长的一半为=,公共弦长为2.50-20303016.求以两圆C 1:x 2+y 2+2x -3=0,C 2:x 2+y 2-4x -5=0的交点为直径的圆的方程.解:设过C 1、C 2交点的圆的方程为:x 2+y 2+2x -3+λ(x 2+y 2-4x -5)=0,整理即得圆心为(-,0).1-2λ1+λ又∵两圆公共弦为3x +1=0,圆心在公共弦上,∴-3×+1=0,∴λ=.1-2λ1+λ27∴所求圆的方程为9x 2+9y 2+6x -31=0.即x 2+y 2+x -=0.2331917.已知曲线C :x =与直线y =k (x -1)+3只有一个交点,求实数k 的取值范4-y 2围.解:曲线C 的方程可化为x 2+y 2=4,x ≥0,∴曲线C 表示以(0,0)为圆心,2为半径的圆的右半部分,直线过定点M (1,3).如图所示.由图可得k AM =1,k BM =5,∴1≤k <5.又=2,化简得3k 2+6k -5=0,|-k +3|1+k 2解得k =-1±(舍去正根).2 63综上,实数k 的取值范围是1≤k <5或k =-1-.2 6318.已知圆C :x 2+y 2+2x -4y +3=0.(1)若圆C 的切线在x 轴、y 轴上的截距相等,求切线的方程;(2)从圆C 外一点P (x 1,y 1)向圆引一条切线,切点为M ,O 为坐标原点,且有|PM |=|PO |,求使|PM |最小的点P 的坐标.解:(1)由方程x 2+y 2+2x -4y +3=0知,圆心为(-1,2),半径为.2当切线过原点时,设切线方程为y =kx ,则=.|k +2|k 2+12所以k =2±,即切线方程为y =(2±)x .66当切线不过原点时,设切线方程为x +y =a ,则=.所以a =-1或a =3,|-1+2-a |22即切线方程为x +y +1=0或x +y -3=0.所以切线方程为y =(2+)x 或y =(2-)x 或x +y +1=0或x +y -3=0.66(2)设P (x 1,y 1).∵|PO |2+r 2=|PC |2,∴x +y +2=(x 1+1)2+(y 1-2)2,2121即2x 1-4y 1+3=0.要使|PM |最小,只要|PO |最小即可.当直线PO 垂直于直线2x -4y +3=0时,即直线PO 的方程为2x +y =0时,|PM |最小,此时P 点即为两直线的交点,得P 点坐标(-,).31035。
高中数学课时作业212.2圆与圆的方程北师大版必修43含答案

7.已知点(a+1,a-1)在圆x2+y2-x+y-4=0的外部,则a的取值范围是______________________.
解析:∵点(a+1,a-1)在圆x2+y2-x+y-4=0的外部,∴(a+1)2+(a-1)2-(a+1)+a-1-4>0,解得a> 或a<- .故a的取值范围是a> 或a<- .
则圆心是 ,
由题意知, 解得D=E=-4,F=-2,
即所求圆的一般方程是x2+y2-4x-4y-2=0.
14.求一个动点P在圆x2+y2=1上移动时,它与定点A(3,0)连线的中点M的轨迹方程.
解析:设点M的坐标是(x,y),点P的坐标是(x0,y0).
由于点A的坐标为(3,0)且M是线段AP的中点,
解析:将圆的方程配方,得 2+(y+1)2=- k2+1,∵r2=1- k2≤1,∴rmax=1,此时k=0.
故圆的方程为x2+(y+1)2=1.
答案:x2+(y+1)2=1
13.求圆心在直线y=x上,且经过点A(-1,1),B(3,-1)的圆的一般方程.
解析:设圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
答案:a> 或a<-
8.若曲线x2+y2+a2x+(1-a2)y-4=0关于直线y-x=0的对称曲线仍是其本身,则实数a=________.
解析:曲线x2+y2+a2x+(1-a2)y-4=0表示圆,若它关于直线y-x=0的对称曲线仍是其本身,则它是圆心在此直线上的圆,而圆心坐标是 ,则- =- ,解得a=± .
解析:圆上存在关于直线x-y+3=0对称的两点,则直线x-y+3=0过圆心 ,即- +3=0,∴m=6.
答案:C
5.若圆x2+y2-2x-4y=0的圆心到直线x-y+a=0的距离为 ,则a的值为()
2017_2018版高中数学第二章解析几何初步2_2圆的一样方程学案北师大版必修2
学习目标 1.正确明白得圆的方程的形式及特点,会由一样式求圆心和半径.2.能依照某些具体条件,运用待定系数法确信圆的方程.3.初步体会圆的方程的实际应用.
知识点 圆的一样方程
试探1 方程x2+y2-2x+4y+1=0,x2+y2-2x+4y+6=0别离表示什么图形?
试探2 方程x2+y2+Dx+Ey+F=0是不是表示圆?
反思与感悟 形如x2+y2+Dx+Ey+F=0的二元二次方程,判定其是不是表示圆时可有如下两种方式
(1)由圆的一样方程的概念,令D2+E2-4F>0成立,那么表示圆,不然不表示圆.
(2)将方程配方后,依照圆的标准方程的特点求解.
应用这两种方式时,要注意所给方程是不是x2+y2+Dx+Ey+F=0这种标准形式,假设不是,那么要化为这种形式再求解.
设圆心为C,水面所在弦的端点为A,B,那么由已知得A(6,-2),B(-6,-2),
设圆拱所在的圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
因为原点在圆上,因此F=0.
另外点A,点B在圆上,
因此
因此D=0,E=20,
因此圆的方程为x2+y2+20y=0.
当水面下降1 m后,可设点A′的坐标(x0,-3)(x0>0),如下图,将A′的坐标(x0,-3)代入圆的方程,
解得
因此圆的方程是x2+(y+10.5)2=14.52.
把点P2的横坐标x=-2代入圆的方程,
得(-2)2+(y+10.5)2=14.52,
即y+10.5= (P2的纵坐标y>0,平方根取正值).
因此y= -10.5
≈14.36-10.5
=3.86(m).
故支柱A2P2的高度约为3.86 m.
高中数学2.2.2圆的一般方程课时分层作业含解析北师大版必修2.doc
课时分层作业(二十) 圆的一般方程(建议用时:40分钟)一、选择题1.圆的方程为(x-1)(x+2)+(y-2)(y+4)=0,则圆心坐标为()A.(1,-1) B.⎝⎛⎭⎫12,-1C.(-1,2) D.⎝⎛⎭⎫-12,-1D[将圆的方程化为标准方程,得⎝⎛⎭⎫x+122+(y+1)2=454,所以圆心为⎝⎛⎭⎫-12,-1.] 2.圆x2+y2-2x+6y+8=0的周长等于()A.2πB.2πC.22πD.4πC[圆的方程配方后可化为(x-1)2+(y+3)2=2,∴圆的半径r=2,∴周长=2πr=22π.]3.如果过A(2,1)的直线l将圆x2+y2-2x-4y=0平分,则l的方程为()A.x+y-3=0 B.x+2y-4=0C.x-y-1=0 D.x-2y=0A[由题意知直线l过圆心(1,2),由两点式可得l的方程为y-12-1=x-21-2,即x+y-3=0.] 4.圆x2+y2-2x-2y+1=0上的点到直线x-y=2的距离的最小值是()A.2 B.2-1C.2+22D.1+2 2B[圆的方程变为(x-1)2+(y-1)2=1,∴圆心为(1,1),半径为1,圆心到直线的距离d=|1-1-2|12+(-1)2=2,∴所求的最小值为2-1.]5.若Rt△ABC的斜边的两端点A,B的坐标分别为(-3,0)和(7,0),则直角顶点C的轨迹方程为()A.x2+y2=25(y≠0) B.x2+y2=25C .(x -2)2+y 2=25(y ≠0)D .(x -2)2+y 2=25C [线段AB 的中点为(2,0),因为△ABC 为直角三角形,C 为直角顶点,所以C 到点(2,0)的距离为12|AB |=5,所以点C (x ,y )满足(x -2)2+y 2=5(y ≠0),即(x -2)2+y 2=25(y ≠0).] 二、填空题6.以点A (2,0)为圆心,且经过点B (-1,1)的圆的一般方程为______.x 2+y 2-4x -6=0 [由题意知,圆的半径r =|AB |=(-1-2)2+(1-0)2=10, ∴圆的标准方程为(x -2)2+y 2=10,化为一般方程为x 2+y 2-4x -6=0.]7.已知圆x 2+y 2+2x -4y +a =0关于直线y =2x +b 成轴对称,则a -b 的取值范围是________.(-∞,1) [由题意知,直线y =2x +b 过圆心,而圆心坐标为(-1,2),代入直线方程,得b =4,圆的方程化为标准方程为(x +1)2+(y -2)2=5-a ,所以a <5,由此,得a -b <1.]8.点P (x 0,y 0)是圆x 2+y 2=16上的动点,点M 是OP (O 为原点)的中点,则动点M 的轨迹方程是________.x 2+y 2=4 [设M (x ,y ),则⎩⎨⎧ x =x 02,y =y 02,即⎩⎪⎨⎪⎧x 0=2x ,y 0=2y , 又P (x 0,y 0)在圆上,∴4x 2+4y 2=16,即x 2+y 2=4.]三、解答题9.若点A (1,-1),B (1,4),C (4,-2),D (a,1)共圆,求a 的值.[解] 设圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,将A ,B ,C 三点坐标代入,整理得方程组⎩⎪⎨⎪⎧ D -E +F =-2,D +4E +F =-17,4D -2E +F =-20,解得D =-7,E =-3,F =2,∴圆的方程为x 2+y 2-7x -3y +2=0.又∵点D 在圆上,∴a 2+1-7a -3+2=0,∴a =0或a =7.10.等腰三角形的顶点A (4,2),底边一个端点是B (3,5),求另一端点C 的轨迹方程,并说明它的轨迹是什么.[解] 设底边另一个端点C 的坐标是(x ,y ),依题意,得|AC |=|AB |,由两点间距离公式得(x -4)2+(y -2)2=(4-3)2+(2-5)2,整理得(x -4)2+(y -2)2=10, 这是以点A (4,2)为圆心,以10为半径的圆.又因为A ,B ,C 为三角形的三个顶点,所以A ,B ,C 三点不共线.即点B ,C 不能重合且不能为圆A 的一条直径的两个端点,所以点C 不能为(3,5)且x +32≠4,y +52≠2,即点C 也不能为(5,-1),故点C 的轨迹方程为(x -4)2+(y -2)2=10(除去点(3,5)和(5,-1)),它的轨迹是以A (4,2)为圆心,10为半径的圆,但除去(3,5)和(5,-1)两点.1.如果圆x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F >0)关于直线y =x 对称,则有( )A .D +E =0B .D =EC .D =F D .E =F B [由圆的对称性知,圆心在直线y =x 上,故有-E 2=-D 2,即D =E .] 2.若圆x 2+y 2+2ax -4ay +5a 2-4=0上所有点都在第二象限,则a 的取值范围为( )A .(-∞,2)B .(-∞,-1)C .(1,+∞)D .(2,+∞)D [由x 2+y 2+2ax -4ay +5a 2-4=0得(x +a )2+(y -2a )2=4,其圆心坐标为(-a,2a ),半径为2,由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ -a <0,2a >0,|-a |>2,解得a >2,故选D.]3.若点(a +1,a -1)在圆x 2+y 2-2ay -4=0的内部(不包括边界),则a 的取值范围是________.(-∞,1) [∵点(a +1,a -1)在圆x 2+y 2-2ay -4=0内部,∴⎩⎪⎨⎪⎧(a +1)2+(a -1)2-2a (a -1)-4<0,(-2a )2-4×(-4)>0, 即2a <2,a <1.]4.已知M (0,4),N (-6,0),若动点P 满足PM ⊥PN ,则动点P 的轨迹方程是________. (x +3)2+(y -2)2=13(x ≠0,且x ≠-6) [由于PM ⊥PN ,所以动点P 的轨迹是以线段MN 为直径的圆(不包括端点M ,N ),其圆心为线段MN 的中点(-3,2),直径|MN |=36+16=213,于是半径等于13,故轨迹方程为(x +3)2+(y -2)2=13(x ≠0,且x ≠-6).]5.在平面直角坐标系xOy 中,设二次函数f (x )=x 2+2x +b (x ∈R )的图像与两坐标轴有三个交点,经过这三个交点的圆记为C .(1)求实数b 的取值范围;(2)求圆C 的方程;(3)问圆C 是否经过某定点(其坐标与b 无关)?请证明你的结论.[解] (1)令x =0,得抛物线与y 轴交点是(0,b );令f (x )=x 2+2x +b =0,由题意b ≠0且Δ>0,解得b <1且b ≠0.(2)设所求圆的一般方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,令y =0,得x 2+Dx +F =0,这与x 2+2x +b =0是同一个方程,故D =2,F =b . 令x =0,得y 2+Ey +F =0,此方程有一个根为b ,代入得出E =-b -1.所以圆C 的方程为x 2+y 2+2x -(b +1)y +b =0.(3)圆C 必过定点(0,1)和(-2,1).证明如下:x 2+y 2+2x -(b +1)y +b =0可化为x 2+y 2+2x -y +b (1-y )=0,因为过定点,则与b 无关,即y =1代入上式,可得x =0或x =-2,所以圆C 必过定点(0,1),(-2,1).。
高三北师大文科数学课时作业 第讲 圆的方程B 含解析
课时作业(四十四)B [第44讲 圆的方程](时间:35分钟 分值:80分)基础热身1.点P (2,-1)为圆(x -1)2+y 2=25内弦AB 的中点,则直线AB 的方程是( )A .x -y -3=0B .2x +y -3=0C .x +y -1=0D .2x -y -5=02.过A (1,-1),B (-1,1) ,且圆心在直线x +y -2=0上的圆的方程是( )A .(x -3)2+(y +1)2=4B .(x +3)2+(y -1)2=4C .(x -1)2+(y -1)2=4D .(x +1)2+(y +1)2=43.已知A (-2,0),B (0,2),点M 是圆x 2+y 2-2x =0上的动点,则点M 到直线AB 的最大距离是( ) A.322-1 B.322 C.322+1 D .2 2 4.已知实数x ,y 满足(x -1)2+y 2=4,则x -2y 的最小值与最大值分别为________,________.能力提升5.方程x 2+y 2-4kx -2y -k =0表示圆的充要条件是( )A.14<k <1 B .k <14或k >1 C .k ∈R D .k =14或k =1 6.若PQ 是圆x 2+y 2=9的弦,PQ 的中点是(1,2),则直线PQ 的方程是( )A .x +2y -3=0B .x +2y -5=0C .2x -y +4=0D .2x -y =07.已知两点A (-1,0),B (0,2),点P 是圆(x -1)2+y 2=1上任意一点,则△P AB 面积的最大值与最小值分别是( ) A .2,12(4-5) B.12(4+5),12(4-5) C.5,4- 5D.12(5+2),12(5-2) 8.实数x ,y 满足x 2+(y +4)2=4,则(x -1)2+(y -1)2的最大值为( )A .30+226B .30+426C .30+213D .30+4139.已知M 是圆C :x 2+y 2=1上的动点,点N (2,0),则MN 的中点P 的轨迹方程是________________________________________________________________________.10.点P (x ,y )是圆x 2+(y -1)2=1上任意一点,若点P 的坐标满足不等式x +y +m ≥0,则实数m 的取值范围是________________.11.在平面区域⎩⎪⎨⎪⎧2≤x ≤4,0≤y ≤2,内有一个最大的圆,则这个最大圆的一般方程是________________________________________________________________________.12.(13分)在平面直角坐标系xOy 中,以O 为圆心的圆与直线x -3y =4相切.(1)求圆O 的方程;(2)圆O 与x 轴相交于A ,B 两点,圆内的动点P 使|P A |,|PO |,|PB |成等比数列,求P A →·PB→的取值范围.难点突破13.(1)(6分)若圆的方程为x 2+y 2+kx +2y +k 2=0,则当圆的面积最大时,圆心为________.(2)(6分)圆心在抛物线y 2=2x (y >0)上,并且与抛物线的准线及x 轴都相切的圆的方程是( )A .x 2+y 2-x -2y -14=0 B .x 2+y 2+x -2y +1=0C .x 2+y 2-x -2y +1=0D .x 2+y 2-x -2y +14=0课时作业(四十四)B【基础热身】1.A [解析] 因为过圆心和点P 的直线垂直于弦AB 所在的直线,圆心C (1,0),设直线CP ,AB 的斜率分别为k CP ,k AB ,则k CP ·k AB =-1,即0-(-1)1-2·k AB =-1,所以k AB =1.故选A.2.C [解析] 由题意得线AB 的中点C 的坐标为(0,0),直线AB 的斜率为k AB =-1, 则过点C 且垂直于AB 的直线方程为y =x ,圆心坐标(x ,y )满足⎩⎪⎨⎪⎧y =x ,x +y -2=0,解得y =x =1. 从而圆的半径为(1-1)2+[1-(-1)]2=2,因此,所求圆的方程为(x -1)2+(y -1)2=4,故答案为C.3.C [解析] 依题意得知,直线AB 的方程是x -2+y 2=1,即x -y +2=0;圆x 2+y 2-2x =0的圆心坐标是(1,0),半径是1,圆心到直线AB 的距离等于|1+2|2=322,因此结合图形可知,点M 到直线AB 的最大距离是322+1,选C. 4.1-25 1+25 [解析] 设z =x -2y ,因为x ,y 满足(x -1)2+y 2=4,所以圆心到该直线的距离不大于圆的半径2,即|1-z |12+(-2)2≤2,解得1-25≤z ≤1+25, ∴(x -2y )min =1-25,(x -2y )max =1+2 5.【能力提升】5.C [解析] 此方程表示圆的充要条件是(-4k )2+(-2)2+4k >0,即4k 2+k +1>0. (*) ∵Δ=12-4×4×1<0,∴(*)式恒成立,∴k ∈R .6.B [解析] 由圆的几何性质知,弦PQ 的中点与圆心的连线垂直于弦PQ ,所以直线PQ 的斜率为-12,所以方程为y -2=-12·(x -1),即x +2y -5=0,故选B. 7.B [解析] 圆心(1,0)到直线AB :2x -y +2=0的距离为d =45,故圆上的点P 到直线AB 的距离的最大值是45+1,最小值是45-1.又|AB |=5,故△P AB 面积的最大值和最小值分别是2+52,2-52.故选B. 8.B [解析] (x -1)2+(y -1)2表示圆x 2+(y +4)2=4上动点(x ,y )到点(1,1)距离d 的平方,因为26-2≤d ≤26+2,所以最大值为(26+2)2=30+426,故选B.9.(x -1)2+y 2=14[解析] 设P (x ,y ),M (x 0,y 0),则x 0=2x -2,y 0=2y , ∵x 20+y 20=1,∴点P 的轨迹方程是(x -1)2+y 2=14. 10.[2-1,+∞) [解析] 令x =cos θ,y =1+sin θ,则m ≥-x -y =-1-(sin θ+cosθ)=-1-2sin ⎝⎛⎭⎫θ+π4对任意θ∈R 恒成立,所以m ≥2-1. 11.x 2+y 2-6x -2y +9=0 [解析] 作图知,区域为正方形,最大圆即正方形的内切圆,圆心是(3,1),半径为1,得圆的方程为(x -3)2+(y -1)2=1,即x 2+y 2-6x -2y +9=0.12.解:(1)依题设,圆O 的半径r 等于原点O 到直线x -3y =4的距离,即r =|4|1+3=2,所以圆O 的方程为x 2+y 2=4.(2)由(1)知A (-2,0),B (2,0).设P (x ,y ),由|P A |,|PO |,|PB |成等比数列得,(x +2)2+y 2·(x -2)2+y 2=x 2+y 2,即x 2-y 2=2.P A →·PB →=(-2-x ,-y )·(2-x ,-y )=x 2-4+y 2=2(y 2-1),由于点P 在圆O 内,故⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2<4,x 2-y 2=2.由此得0≤y 2<1,所以P A →·PB →的取值范围为[-2,0).【难点突破】 13.(1)(0,-1) (2)D [解析] (1)将圆的方程化为标准方程为⎝⎛⎭⎫x +k 22+(y +1)2=1-3k 24,因为r 2=1-3k 24≤1,所以k =0时r 最大,此时圆心为(0,-1). (2)抛物线y 2=2x (y >0)的准线为x =-12,圆与抛物线的准线及x 轴都相切,则圆心满足y =x +12(y >0),与y 2=2x (y >0)联立可得圆心的坐标为⎝⎛⎭⎫12,1,半径为1,则方程为⎝⎛⎭⎫x -122+(y -1)2=1,化简得x 2+y 2-x -2y +14=0,故选D.。
高中数学课时作业202.2圆与圆的方程北师大版必修21130442
课时作业圆的标准方程基础巩固(分钟,分)一、选择题(每小题分,共分).圆(-)+(+)=的周长是( )π.π.π.π解析:由圆的标准方程可知,其半径为,周长为π,故选.答案:.点()与圆+=的位置关系是( ).在圆外.在圆内.在圆上.不确定解析:把()代入+=,得+>.所以点在圆外,故选.答案:.以(,-)为圆心,为半径的圆的标准方程为( ).(+)+(-)=.(+)+(-)=.(-)+(+)=.(-)+(+)=解析:由圆心为(,),半径为的圆的标准方程为(-)+(-)=,易知答案为.答案:.圆:(-)+(+)=的面积等于( ).π.π.π.π解析:由圆的方程为(-)+(+)=,知半径==,则圆的面积=π=π.故选.答案:.圆心为(,-),一条直径的两端点分别在轴、轴上,则此圆的方程是( ) .(-)+(+)=.(+)+(-)=.(-)+(+)=.(+)+(-)=解析:利用平面几何知识得==.答案:二、填空题(每小题分,共分).与圆(-)+(+)=同圆心且过点(-)的圆的方程为.解析:因为已知圆的圆心为(,-),所以所求圆的圆心为(,-).又==,所以所求圆的方程为(-)+(+)=.答案:(-)+(+)=.若直线=+通过第一、二、四象限,则圆(+)+(+)=的圆心位于第象限.解析:(-,-)为圆的圆心,由直线经过一、二、四象限,得到<,>,即->,-<,故圆心位于第四象限.答案:四.已知圆的方程为(-)+(-)=,则点()到圆上的点的距离的最大值为.解析:由题意,知点在圆内,的延长线与圆的交点到点()的距离最大,最大距离为+=+.答案:+三、解答题(每小题分,共分).已知圆的标准方程为(-)+(-)=(>).()若点()在圆上,求半径;()若点()与()有一点在圆内,另一点在圆外,求的范围.解析:()因为点()在圆上,所以(-)+(-)=,即=,又>,所以=.()因为==,==,>,故点在圆外,点在圆内,所以<<..求圆心在直线--=上,且过点(),(,-)的圆的标准方程.解析:有两种方法.方法一:设圆的标准方程为(-)+(-)=,则(\\(--=,,-+-=,,-+--=,))解得(\\(=,=,=().))所以圆的标准方程为(-)+(-)=.方法二:因为圆过,两点,所以圆心一定在的垂直平分线上,线段的垂直平分线方程为=-(-),则(\\(=-()-,--=,))解得(\\(=,=,))即圆心为(),==.。
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由题意知, 解得D=E=-4,F=-2,
即所求圆的一般方程是x2+y2-4x-4y-2=0.
14.求一个动点P在圆x2+y2=1上移动时,它与定点A(3,0)连线的中点M的轨迹方程.
解析:设点M的坐标是(x,y),点P的坐标是(x0,y0).
由于点A的坐标为(3,0)且M是线段AP的中点,
解析:圆上存在关于直线x-y+3=0对称的两点,则直线x-y+3=0过圆心 ,即- +3=0,∴m=6.
答案:C
5.若圆x2+y2-2x-4y=0的圆心到直线x-y+a=0的距离为 ,则a的值为()
A.-2或2 B. 或
C.2或0 D.-2或0
解析:配方得(x-1)2+(y-2)2=5,圆心为(1,2),圆心到直线的距离d= = ,所以a=2或0,故选C.
答案:±
三、解答题(每小题10分,共20分)
9.求经过点A(6,5),B(0,1),且圆心在直线3x+10y+9=0上的圆的方程.
解析:设圆的方程是x2+y2+Dx+Ey+F=0,则其圆心坐标为 ,
依题意有
即 解得
因此圆的方程是x2+y2-14x+6y-7=0.
10.已知以点C为圆心的圆经过点A(-1,0)和B(3,4),且圆心在直线x+3y-15=0上.设点P在圆C上,求△PAB的面积的最大值.
A.D≠0,E≠0,F=0 B.D≠0,E=0,F=0
C.D=0,E≠0,F=0 D.D=0,E=0,F≠0
解析:配方得 2+ 2= .
∵圆与x轴相切于原点,
∴
∴
答案:C
4.已知圆C:x2+y2+mx-4=0上存在两点关于直线x-y+3=0对称,则实数m的值为()
A.8 B.-4
C.6 D.无法确定
课时作业21圆的一般方程
|Байду номын сангаас
一、选择题(每小题5分,共25分)
1.如果x2+y2-2x+y+k=0是圆的方程,则实数k的取值范围是()
A.(-∞,5)B.
C. D.
解析:由(-2)2+12-4k>0,得k< .
答案:B
2.经过圆x2+2x+y2=0的圆心C,且与直线x+y=0垂直的直线方程是()
A.x-y+1=0 B.x-y-1=0
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11.(2016·全国卷甲)圆x2+y2-2x-8y+13=0的圆心到直线ax+y-1=0的距离为1,则a=()
A.- B.-
C. D.2
解析:圆的方程可化为(x-1)2+(y-4)2=4,则圆心坐标为(1,4),圆心到直线ax+y-1=0的距离为 =1,解得a=- .故选A.
答案:A
12.如果圆的方程为x2+y2+kx+2y+k2=0,那么当圆面积最大时,该圆的方程为________.
答案:x+2y+1=0
7.已知点(a+1,a-1)在圆x2+y2-x+y-4=0的外部,则a的取值范围是______________________.
解析:∵点(a+1,a-1)在圆x2+y2-x+y-4=0的外部,∴(a+1)2+(a-1)2-(a+1)+a-1-4>0,解得a> 或a<- .故a的取值范围是a> 或a<- .
解析:∵线段AB的中点为(1,2),直线AB的斜率为1,
∴线段AB的垂直平分线的方程为y-2=-(x-1),即y=-x+3.
联立 ,解得 ,即圆心C为(-3,6),
则半径r= =2 .
又|AB|= =4 ,
∴圆心C到AB的距离d= =4 ,
∴点P到AB的距离的最大值为d+r=4 +2 ,
∴△PAB的面积的最大值为 ×4 ×(4 +2 )=16+8 .
答案:a> 或a<-
8.若曲线x2+y2+a2x+(1-a2)y-4=0关于直线y-x=0的对称曲线仍是其本身,则实数a=________.
解析:曲线x2+y2+a2x+(1-a2)y-4=0表示圆,若它关于直线y-x=0的对称曲线仍是其本身,则它是圆心在此直线上的圆,而圆心坐标是 ,则- =- ,解得a=± .
C.x+y-1=0 D.x+y+1=0
解析:x2+2x+y2=0可化为(x+1)2+y2=1,
∴圆心为C(-1,0).
又所求直线与直线x+y=0垂直,
∴所求直线的斜率为1,
故所求直线的方程为y=x+1,
即x-y+1=0.
答案:A
3.如果圆x2+y2+Dx+Ey+F=0与x轴相切于原点,那么D,E,F满足()
答案:C
二、填空题(每小题5分,共15分)
6.过圆x2+y2-6x+4y-3=0的圆心,且平行于直线x+2y+11=0的直线的方程是________________________.
解析:由题意知圆心为(3,-2),设所求直线的方程为x+2y+m=0(m≠11),将圆心(3,-2)代入,得3-4+m=0,∴m=1,故所求直线的方程为x+2y+1=0.
解析:将圆的方程配方,得 2+(y+1)2=- k2+1,∵r2=1- k2≤1,∴rmax=1,此时k=0.
故圆的方程为x2+(y+1)2=1.
答案:x2+(y+1)2=1
13.求圆心在直线y=x上,且经过点A(-1,1),B(3,-1)的圆的一般方程.
解析:设圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
所以x= ,y= ,
于是有x0=2x-3,y0=2y.
因为点P在圆x2+y2=1上移动,
所以点P的坐标满足方程x +y =1,
则(2x-3)2+4y2=1,
整理得 2+y2= .
所以点M的轨迹方程为 2+y2= .