数学必修二第四章测试题
高中数学必修2第四章测试及答案
高二数学周测一、选择与填空题（每题6分，共60分）（请将选择和填空题答案写在以下答题卡内）A．相交B．外切C．内切D．相离2. 两圆x2＋y2－4x＋2y＋1＝0与x2＋y2＋4x－4y－1＝0的公共切线有()．A．1条B．2条C．3条D．4条3. 若圆C与圆(x＋2)2＋(y－1)2＝1关于原点对称，则圆C的方程是()A．(x－2)2＋(y＋1)2＝1 B．(x－2)2＋(y－1)2＝1C．(x－1)2＋(y＋2)2＝1 D．(x＋1)2＋(y－2)2＝14. 与直线l : y＝2x＋3平行，且与圆x2＋y2－2x－4y＋4＝0相切的直线方程是（）A．x－y±5＝0 B．2x－y＋5＝0C．2x－y－5＝0 D．2x－y±5＝05. 直线x－y＋4＝0被圆x2＋y2＋4x－4y＋6＝0截得的弦长等于()A．2B．2 C．22D．426. 圆x2＋y2－4x－4y－10＝0上的点到直线x＋y－14＝0的最大距离与最小距离的差是（）A．30 B．18 C．62D．527. 若直线3x－y＋c＝0，向右平移1个单位长度再向下平移1个单位，平移后与圆x2＋y2＝10相切，则c的值为()A．14或－6 B．12或－8 C．8或－12 D．6或－148. 若直线3x－4y＋12＝0与两坐标轴的交点为A，B，则以线段AB为直径的圆的一般方程为____________________9. 圆心在直线2x＋y＝0上，且圆与直线x＋y－1＝0切于点M(2，－1)的圆的标准方程为__________10. 已知P是直线3x＋4y＋8＝0上的动点，P A，PB是圆(x－1)2＋(y－1)2＝1的两条切线，A，B是切点，C是圆心，则四边形P ACB面积的最小值为二、解答题（共40分）11．（15分）求与x轴相切，圆心C在直线3x－y＝0上，且截直线x－y＝0得的弦长为27的圆的方程．12．（25分）已知圆C :(x－1)2＋(y－2)2＝2，点P坐标为(2，－1)，过点P作圆C的切线，切点为A，B．(1)求直线P A，PB的方程（8分）；(2)求过P点的圆的切线长（8分）；(3)求直线AB的方程（9分）．高二数学周测答案 一、选择题 1.A 2.C 3.A 4.D 5.C 6.C 7.A二、填空题8．x 2＋y 2＋4x －3y ＝0； 9． (x －1)2＋(y ＋2)2＝2； 10．22．三、解答题11．解：因为圆心C 在直线3x －y ＝0上，设圆心坐标为(a ，3a )，圆心(a ，3a )到直线x －y ＝0的距离为d ＝22 － a ． 又圆与x 轴相切，所以半径r ＝3|a |，设圆的方程为(x －a )2＋(y －3a )2＝9a 2，设弦AB 的中点为M ，则|AM |＝7．在Rt △AMC 中，由勾股定理，得22 2 － ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛a ＋(7)2＝(3|a |)2． 解得a ＝±1，r 2＝9．故所求的圆的方程是(x －1)2＋(y －3)2＝9，或(x ＋1)2＋(y ＋3)2＝9．12．解：(1)设过P 点圆的切线方程为y ＋1＝k (x －2)，即kx ―y ―2k ―1＝0． 因为圆心(1，2)到直线的距离为2，1 ＋3 － － 2k k ＝2， 解得k ＝7，或k ＝－1．故所求的切线方程为7x ―y ―15＝0，或x ＋y －1＝0．(2)在Rt △PCA 中，因为|PC |＝222 － 1 －＋ 1 － 2)()(＝10，|CA |＝2， 所以|P A |2＝|PC |2－|CA |2＝8．所以过点P 的圆的切线长为22．(3)容易求出k PC ＝－3，所以k AB ＝31． 如图，由CA 2＝CD ·PC ，可求出CD ＝PC CA 2＝102． 设直线AB 的方程为y ＝31x ＋b ，即x －3y ＋3b ＝0． 由102＝23 ＋ 1 3 ＋ 6 － 1 b 解得b ＝1或b ＝37(舍)． 所以直线AB 的方程为x －3y ＋3＝0．(第12题) (第11题)(3)也可以用联立圆方程与直线方程的方法求解．。
2022年秋高中数学第四章数列综合测评新人教A版选择性必修第二册
第四章综合测评一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.在等差数列{a n}中,若2a8=6+a11,则a1+a9=()A.54B.12C.10D.62.已知数列{a n}的前n项和为S n,若a1≠0,S n=an2+bn,且a7=3a2,S8=λa2,则λ的值为()A.15B.16C.17D.183.在数列{a n}中,a1=2,a n=1+1a n-1(n≥2),则a3=()A.32B.23C.53D.524.在各项均为正数的等比数列{a n}中,若a5=3,则log3a1+log3a2+log3a3+…+log3a9=()A.5B.7C.9D.115.在等差数列{a n}中,a1=-5,a3是4与49的等比中项,且a3<0,则a5=()A.-18B.-23C.-24D.-326.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,且a2≥3,S5≤30,则a1的最小值是()A.-1B.0C.1D.27.已知在数列{a n}中,a1=1,(n+1)a n=2na n+1,则数列{a n}的通项公式是()A.a n=n2n-1B.a n=n2n-1C.a n=nD.a n=n+12n8.给出数阵:01 (9)12 (10)︙︙︙︙910 (18)其中每行、每列均为等差数列,则此数阵所有数的和为()A.495B.900C.1 000D.1 100二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分)9.已知等比数列{a n}的公比q=-2,等差数列{b n}的首项b1=12,若a9>b9且a10>b10,则下列结论正确的有3()A.a9a10<0B.a9>a10C.b10>0D.b9>b1010.已知等差数列{a n}的前n项和为S n(n∈N*),公差d≠0,S6=90,a7是a3与a9的等比中项,则下列结论正确的是()A.a1=22B.d=-2C.当n=10或n=11时,S n取得最大值D.当S n>0时,n的最大值为2011.已知数列{a n}为等差数列,其前n项和为S n,且2a1+3a3=S6,则下列结论正确的是()A.a10=0B.S10最小C.S7=S12D.S19=0=k(k为常数),则称{a n}为“等差比数列”,下列对“等差比数列”12.在数列{a n}中,n∈N*,若a n+2-a n+1a n+1-a n的判断正确的为()A.k不可能为0B.等差数列一定是“等差比数列”C.等比数列一定是“等差比数列”D.“等差比数列”中可以有无数项为0三、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)13.在等差数列{a n }中,前m (m 为奇数)项和为135,其中偶数项之和为63,且a m -a 1=14,则a 100的值为 .14.已知两个等差数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ,且S n T n =7n+14n+27(n ∈N *),则a11b 11= .15.设f (x )=4x4x +2,可求得f12015+f22015+f32015+…+f20142015的值为 .16.已知数列{a n }满足a n +a n+2=2a n+1,a 2=8,a 5=20,b n =2n +1+1,设数列{b n -a n }的前n 项和为S n ,则a 1= ,S n = .四、解答题(本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 17.(本小题满分10分)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n +2S n S n-1=0(n ≥2),a 1=12. (1)求证:{1S n}是等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式..18.(本小题满分12分)已知数列{a n}的通项公式为a n=3n-23n+1(1)求a10.是否为该数列中的项.若是,它为第几项?若不是,请说明理由.(2)判断710(3)求证:0<a n<1.19.(本小题满分12分)甲、乙两物体分别从相距70米的两处同时相向运动.甲第1分钟走2米,以后每分钟比前1分钟多走1米,乙每分钟走5米.(1)甲、乙开始运动后几分钟相遇?(2)如果甲、乙到达对方起点后立即折返,甲继续每分钟比前1分钟多走1米,乙继续每分钟走5米,那么甲、乙开始运动后几分钟第二次相遇?20.(本小题满分12分)(2021云南玉溪月考)已知数列{a n+3}为等比数列,且a2=6,a3=24.(1)求a n;(2)若3(b n+1-b n)=a n,且b1=1,求b n.221.(本小题满分12分)已知数列{a n}的各项均为正数,前n项和为S n,且满足2S n=a n2+n-4(n∈N*).(1)求证:数列{a n}为等差数列;(2)求数列{a n}的前n项和S n.22.(本小题满分12分)若数列{a n }是公差为2的等差数列,数列{b n }满足b 1=1,b 2=2,且a n b n +b n =nb n+1. (1)求数列{a n },{b n }的通项公式; (2)设数列{c n }满足c n =a n +1b n+1,数列{c n }的前n 项和为T n ,若不等式(-1)nλ<T n +n2n -1对一切n ∈N *恒成立,求实数λ的取值范围.参考答案 第四章综合测评1.B 设等差数列{a n }的公差为d ,∵在等差数列{a n }中,2a 8=6+a 11, ∴2(a 1+7d )=6+a 1+10d ,解得a 1+4d=6. ∴a 1+a 9=a 1+a 1+8d=2×6=12.故选B .2.B ∵数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =an 2+bn , ∴数列{a n }是等差数列.∵a 7=3a 2,∴a 1+6d=3(a 1+d ),解得a 1=32d.∵S 8=λa 2,∴8a 1+8×72d=λ(a 1+d ),∴40d=λ×52d ,又d ≠0,解得λ=16. 3.C ∵a n =1+1a n -1(n ≥2),a 1=2,∴a 2=1+1a 1=1+12=32,∴a 3=1+1a 2=1+132=53.故选C .4.C ∵在各项均为正数的等比数列{a n }中,a 5=3,∴log 3a 1+log 3a 2+log 3a 3+…+log 3a 9=log 3(a 1a 2…a 9)=log 3a 59=9log 3a 5=9log 33=9.故选C .5.B 根据题意,a 3是4与49的等比中项, 则(a 3)2=4×49,解得a 3=±14. 又因为a 3<0,所以a 3=-14. 又a 1=-5,则a 5=2a 3-a 1=-23.故选B . 6.B 设等差数列{a n }的公差为d , 由{a 2≥3,S 5=52(a 1+a 5)≤30,可得{a 1+d ≥3,a 1+2d ≤6,即{2a 1+2d ≥6,-a 1-2d ≥-6,解得a 1≥0,则a 1的最小值是0.故选B .7.B 在数列{a n }中,a 1=1,(n+1)a n =2na n+1, 整理得a n+1a n=n+12n ,所以a n a n -1=n 2(n -1),a n -1a n -2=n -12(n -2),…,a 2a1=22×1, 所有的式子相乘得到a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1=n 2(n -1)·n -12(n -2)·…·22×1,整理得a n a 1=n2n -1,所以a n =n 2n -1(a 1也符合该式).故a n =n2n -1.故选B .8.B 设b 1=0+1+2+…+9,b 2=1+2+3+…+10,…,b 10=9+10+…+18,则{b n }是首项b 1=45,公差d=10的等差数列,所以S 10=45×10+10×92×10=900.9.AD ∵等比数列{a n }的公比q=-23,∴a 9和a 10异号,即a 9a 10<0,但不能确定a 9和a 10的大小关系,故A 正确,B 不正确; ∵a 9和a 10异号,a 9>b 9且a 10>b 10, ∴b 9和b 10中至少有一个数是负数,又b 1=12>0,∴d<0,∴b 9>b 10,b 10一定是负数,即b 10<0,故C 不正确,D 正确.故选AD . 10.BCD 因为S 6=90, 所以6a 1+6×52d=90,即2a 1+5d=30, ①又因为a 7是a 3与a 9的等比中项,所以a 72=a 3a 9,所以(a 1+6d )2=(a 1+2d )(a 1+8d ),整理得a 1=-10d , ②由①②解得a 1=20,d=-2,故A 错误,B 正确; 所以S n =20n+n(n -1)2×(-2)=-n 2+21n=-n-2122+4414,又n ∈N *,所以当n=10或n=11时,S n 取得最大值,故C 正确;令S n =-n 2+21n>0,解得0<n<21,又n ∈N *, 所以n 的最大值为20,故D 正确.故选BCD .11.ACD 因为数列{a n }为等差数列,2a 1+3a 3=S 6,即5a 1+6d=6a 1+15d ,即a 1+9d=a 10=0,故A 正确;因为a 10=0,所以S 9=S 10,但是无法确定数列{a n }的公差d 的大小,故无法确定S 10是最大值还是最小值,故B错误;因为a 8+a 9+a 10+a 11+a 12=5a 10=0,所以S 12=S 7+a 8+a 9+a 10+a 11+a 12=S 7+0=S 7,故C 正确;S 19=a 1+a 192×19=19a 10=0,故D 正确.故选ACD .12.AD 由题意,a n+1≠a n ,则a n 不为常数列,故A 正确,B,C 错误;数列0,1,0,1,0,1,…,0,1是等差比数列,且有无数项为0,故D 正确.故选AD . 13.101 ∵在前m 项中偶数项之和为S 偶=63,∴奇数项之和为S 奇=135-63=72,设等差数列{a n }的公差为d ,则S 奇-S 偶=2a 1+(m -1)d2=72-63=9.又a m =a 1+d (m-1),∴a 1+a m2=9.∵a m -a 1=14,∴a 1=2,a m =16. ∵m(a 1+a m )2=135,∴m=15,∴d=14m -1=1,∴a 100=a 1+99d=101.14.148111 因为在等差数列{a n },{b n }中,S n T n =7n+14n+27(n ∈N *),所以a 11b 11=2a112b 11=a 1+a 21b 1+b 21=S 21T 21=21×7+14×21+27=148111.15.1007 ∵f (x )=4x4x +2,∴f (x )+f (1-x )=4x 4x +2+41-x 41-x +2=4x 4x +2+41-x ·4x (41-x +2)·4x=4x4x +2+44+2·4x=4x4x +2+22+4x =4x +24x +2=1.故可得f12015+f22015+f32015+…+f20142015=f12015+f20142015+f22015+f20132015+…+f10072015+f10082015=1007×1=1007.16.4 2n+2-2n 2-n-4 ∵数列{a n }满足a n +a n+2=2a n+1,∴{a n }为等差数列. 设{a n }的公差为d ,则{a 5=a 2+3d,a 2=a 1+d,即{20=8+3d,8=a 1+d,解得{d =4,a 1=4,故a n =4n.∴b n -a n =2n +1+1-4n , ∴S n =4(1-2n )1-2+n-4·n(n+1)2=2n+2-2n 2-n-4.17.(1)证明当n ≥2时,由a n +2S n S n-1=0得S n -S n-1=-2S n S n-1,所以1S n−1S n -1=2.又1S 1=1a 1=2,所以{1S n}是首项为2,公差为2的等差数列.(2)解由(1)可得1S n=2n ,所以S n =12n .当n ≥2时,a n =S n -S n-1=12n −12(n -1)=-12n(n -1); 当n=1时,a 1=12,不符合a n =-12n(n -1).故a n ={12,n =1,-12n(n -1),n ≥2且n ∈N *.18.(1)解根据题意可得a 10=3×10-23×10+1=2831. (2)解是.令a n =710,即3n -23n+1=710,解得n=3, 故710为数列{a n }中的项,为第3项.(3)证明由题意可得a n =3n -23n+1=1-33n+1, ∵n ∈N *,∴3n+1>3,∴0<33n+1<1,∴0<1-33n+1<1,即0<a n <1.19.解(1)设开始运动n 分钟后相遇,依题意,有2n+n(n -1)2+5n=70,整理,得n 2+13n-140=0, 解得n=7,n=-20(舍去).故甲、乙两物体开始运动后7分钟相遇.(2)设开始运动m 分钟后第2次相遇,依题意,有2m+m(m -1)2+5m=3×70,整理,得m 2+13m-420=0,解得m=15,m=-28(舍去).故甲、乙两物体开始运动后15分钟第二次相遇.20.解(1)因为a 3+3a 2+3=24+36+3=3,所以数列{a n +3}的公比为3,所以a n +3=(a 2+3)·3n-2=9·3n-2=3n,故a n =3n -3.(2)因为3(b n+1-b n )=a n ,所以b n+1-b n =13(3n -3)=3n-1-1, 所以b 2-b 1=30-1,b 3-b 2=31-1,…,b n -b n-1=3n-2-1,所以b n -b 1=(30+31+…+3n-2)-(n-1)=1-3n -11-3-(n-1)=3n -12-n+12,所以b n =3n -12-n+1.21.(1)证明当n=1时,有2a 1=a 12+1-4,即a 12-2a 1-3=0,解得a 1=3(a 1=-1舍去).当n ≥2时,有2S n-1=a n -12+n-5,又2S n =a n 2+n-4,两式相减得2a n =a n 2−a n -12+1,即a n 2-2a n +1=a n -12,即(a n -1)2=a n -12, 因此a n -1=a n-1或a n -1=-a n-1.若a n -1=-a n-1,即a n +a n-1=1.则有当a 1=3时,a 2=-2,这与数列{a n }的各项均为正数相矛盾,所以a n -1=a n-1,即a n -a n-1=1,因此数列{a n }为等差数列.(2)解由(1)知a 1=3,d=1,所以数列{a n }的通项公式为a n =3+(n-1)×1=n+2,故S n =n 2+5n 2. 22.解(1)∵数列{b n }满足b 1=1,b 2=2,且a n b n +b n =nb n+1,∴a 1+1=2,解得a 1=1.又∵数列{a n }是公差为2的等差数列,∴a n =1+2(n-1)=2n-1.∴2nb n =nb n+1,即2b n =b n+1,∴数列{b n }是以1为首项,2为公比的等比数列,故b n =2n-1.(2)数列{c n }满足c n =a n+1b n+1=2n 2n =n 2n -1,数列{c n }的前n 项和T n =1+22+322+…+n 2n -1, ∴12T n =12+222+…+n -12n -1+n 2n , 两式相减得12T n =1+12+122+…+12n -1−n 2n =1-12n1-12−n 2n =2-n+22n , ∴T n =4-n+22n -1,不等式(-1)n λ<T n +n 2n -1,即(-1)n λ<4-22n -1恒成立,当n=2k (k ∈N *)时,λ<4-22n -1,∴λ<3; 当n=2k-1(k ∈N *)时,-λ<4-22n -1,∴λ>-2.综上可得,实数λ的取值范围是(-2,3).。
人教A版高中数学必修2第四章《圆与方程》测试题(含答案)
由于 ，故O在线段PM的垂直平分线上，又P在圆N上，从而 .
因为ON的斜率为3，所以 的斜率为 ，故 的方程为 .
又 ，O到 的距离为 ， ，所以 的面积为 .
21．(1).由已知得过点 的圆的切线斜率的存在,
设切线方程为 ,即 .
则圆心 到直线的距离为 ,
A． B．
C． D．
5．一条光线从点 射出，经 轴反射后与圆 相切，则反射光线所在直线的斜率为（）
A． 或 B． 或 C． 或 D． 或
6．已知圆 截直线 所得线段的长度是 ，则圆 与圆 的位置关系是（ ）
A．内切B．相交C．外切D．相离
7．已知方程 ，则 的最大值是（ ）
A．14－ B．14＋ C．9D．14
A．4B．6C． D．
12．已知直线 ： 是圆 的对称轴.过点 作圆 的一条切线，切点为 ，则 （ ）
A．2B． C．6D．
二、填空题
13．已知两点 ，以线段 为直径的圆的方程为________________.
14．方程x2＋y2－x＋y＋m＝0表示一个圆，则m的取值范围是_______
15．已知 为直线 上一点，过 作圆 的切线，则切线长最短时的切线方程为__________．
当 的斜率不存在， 的斜率等于0时， 与圆 不相交， 与圆 不相交.
当 、 的斜率存在且都不等于0，两条直线分别与两圆相交时，设 、 的方程分别为 ，即 .
因为 到 的距离 ，
到 的距离 ，所以 到 的距离与 到 的距离相等.
所以圆 与圆 的半径相等，所以 被圆 截得的弦长与 被圆 截得的弦长恒相等.
综上所述，过点 任作互相垂直的两条直线分别与两圆相交，所得弦长恒相等.
人教版高一数学必修二第四章圆与方程(单元测试,含答案).doc
与方程姓名：班级:一、选择题(共8小题；共40分)1Mx2 +尸一4x + 6y = 0的圆心坐标是()A (2,3)B (-2,3) C(-2,-3) D(2,-3)2OO的百径是3,百线1与OO相交，圆心0到百线1的距离是d,贝M应满足()Ad > 3 B 15 < d < 3 C 0 < d < 15 Dd < 0 3圆(x — 2)2 + (y- l)2 = 4与圆(x + l)2 + (y- 2)2 = 9的公切线有()条A1 B 2 C3 D4 4从原点向圆x2 + y2 一12y + 27 = 0作两条切线，则该圆夹在两条切线间的劣弧长为()A nB 2nC 4TTD 6TT5过点(1,1)的直线与圆(x - 2)2 + (y - 3)2 = 9相交于A, B两点，贝lj| AB |的最小值为() A2V3 B4 C2V5 D5 6已知圆C的半径为2, |员|心在x轴的正半轴上，直线3x + 4y + 4 = 0与圆C相切，贝I」圆C的方程为()Ax2 4-y2 - 2x - 3 = 0 B x2 4- y2 + 4x = 0Cx2 +y2 + 2x - 3 = 0 D x2 + y2 - 4x = 07耍在边长为16米的正方形草坪上安装喷水龙头，使整个草坪都能喷洒到水.假设每个喷水龙头的喷洒范閘都是半径为6米的圆面，则需安装这种喷水龙头的个数最少是()A6 B 5 C4 D38 已知圆:C1:(x-2)2 + (y-3)3 = 1,圆：C2:(x-3)2 + (y-4)2 = 9, M、N分别是圆C〔、C?上的动点，P为x轴上的动点,贝OIPMI + IPNI的最小值为()A5V2-4 B V17- 1 C6-2V2 D V17二、填空题(共7小题；共35分)9过点A(3,—4)与闘x2 +y2 = 25相切的直线方程是_______ .10如果单位圆X? +y2 = 1与圆C: (x — a)2 + (y - a)2 = 4相交，则实数a的取值范围为 ________ 11在空间直角坐标系,已知点A(l,0,2), B(l,-3,1),点M在y轴上,且M到A与到B的距离相等,则点M的坐标是 _____ ・12已知圆C: (x-2)2+y2 = l.若直线y二k(x+l)上存在点P,使得过P向圆C所作的州条切线所成的角为夕则实数k的取值范闌为 _______ .13如图，以棱长为a的止方体的三条棱所在的直线为坐标轴建立空间百角坐标系，若点P为对角线AB的点，点Q在棱CD上运动，则PQ的最小值为 .14在圆C:(x-2)2 + (y-2)2 = 8内,过点P(l,0)的最长的弦为AB,最短的弦为DE,贝9以边形ADBE的面积为____ •15据气象台预报：在A城正东方300km的海而B处有一台风心，正以每小时40km的速度向術北方向移动，在距台风心250km以内的地区将受其影响.从现在起经过约__________ h,台风将影响A城, 持续时间约为_______ h.(结果精确到Olh)三、解答题(共5小题；共65分)16若关于x, y的方程X? + y? - 4x + 4y + m = 0表示圆C.(1)求实数m的取值范围；(2)若圆C与圆M:x2 4-y2 = 2相离，求m的取值范囤.17已知圆C:x? + y? + 4x + 4y + m = 0,直线l:x + y 4- 2 = 0.(1)若I员IC与直线1相离，求m的取值范围；(2)若I员1D过点P(l,l), H.与恻C关丁•直线1对称，求I処D的方程.18如图，在平面直角坐标系xOy,点A(0,3),直线l:y = 2x-4.设圆C的半径为1,圆心在1上.(1)若圆心C也在直线y = x-l上，过点A作圆C的切线，求切线的方程;(2)若圆C上存在点M,使MA = 2M0,求圆心C的横坐标a的取值范|节|・19已知直线啲方程为2x+(l + m)y+2m = 0, m€R，点P的坐标为(-1,0).(1)求证：直线1恒过定点，并求出定点坐标；(2)求点P到直线1的距离的最大值；(3)设点P在直线1上的射影为点M, N的坐标为(2,1),求线段MN长的取值范闱.20 在平面直角坐标系xOy,已知圆Ci： (x + 3)2 + (y - I)2 = 4和圆C?： (x 一4)2 + (y — 5)2 = 4.(1)若直线1过点A(4,0), £L被圆C］截得的弦长为2孙，求直线啲方程；（2）设P为平面上的点，满足：存在过点P的无穷多对互相垂肖的肖线h和12,它们分别与圆C1 和圆C2相交，且直线h被圆C］截得的弦长与直线12被圆C2截得的弦长相等，试求所有满足条件的点p的坐标.答案第一部分I D 2 C 3 B 4 B 5 B 6 D 7 C 8 A第二部分9 3x-4y = 2510 -—< a < H J C —< a < —」 2 22 2 II (0,-1,0) 12 ［一普，晋］13 yal4 4V615 20； 66第三部分 16 (1) |w|C 化简为(x- 2)2 4-(y + 2)2 = 8-m,所以8 — m > 0,即m V 8.(2)圆C 的圆心为(2,-2),半径为V8^ (m<8),圆M 的圆心为(0,0),半径为返,由题意，得圆心距大于两圆的半径和，则“22 + 22 + 解得6<m<8.17 (1)圆Ux?+y2+4x + 4y + m = 0即(x 4- 2)2 + (y + 2)2 = 8 - m.圆心C(-2,—2)到直线啲距离d =三|旦=V2,若圆C 与直线1相离，则d > r,所以 * = 8 — m < 2即 m > 6乂严=8 - m > 0即m V 8.故m 的取值范围是(6,8).(2)设圆D 的圆心D 的坐标为(xo ，y ())，由于圆C 的圆心C(_2,_2), 依题意知点D 和点C 关于直线1对称，解牡:0 所以圆D 的方程为x 2+y 2 = r 2,而r=|DP |=V2,因此，圆D 的方程为x 2+y 2 = 2.18 (1)由题设，I 员I 心C 是直线y = 2x- 4和y = x- 1的交点, 解得点C(3,2),于是切线的斜率必存在.设过A(0,3)的圆C 的切线方稈为y = kx + 3由题意，得解得：k=0或—孑 4故所求切线方程为{Xo-2 Yo+2Xo+2 + 竽+2 = 0x (-1) = -1I 3k + 1 |Vk 2 + 1y = 3 或3x + 4y — 12 = 0(2)因为圆心在直线y = 2x —4上，所以圆C的方程为(x — a)2 3 + ［y — 2 (a — 2)］2 = 1 设点M(x,y),因为MA = 2M0,所以Jx2 + (y — 3)2 = 2jx2 +y2, 化简得x? + y2 + 2y — 3 = 0,即x2 + (y + l)2 = 4, 所以点M在以D(0,-l)为圆心，2为半径的圆上.由题意，点M(x,y)在圆C上，所以圆(：与圆D有公共点，贝I」12-11 < CD <2 + 1, 即l<Va2 + (2a-3)2<3 整理，得—8 S 5a2— 12a S 0由5a2-12a + 8>0,得a G R;S5a2 - 12a < 0,得12所以点C的横坐标a的取值范闌为［0,y .19(1)由2x + (l + m)y+2m = 0得2x + y + m(y + 2) = 0,所以直线1恒过直线2x + y= 0与直线y + 2 = 0交点Q.解方程组炸暮律得Q(l，-2)，所以直线1恒过定点，且定点为Q(l,-2).2 设点P在直线1上的射影为点M,贝IJIPMI < |PQ|,当且仅当直线1与PQ垂直时,等号成立, 所以点P到直线1的距离的最大值即为线段PQ的长度为2逅.3因为直线1绕着点Q(l,-2)旋转，所以点M在以线段PQ为直径的I员1上，其I员I心为点C(O.-l)，半径为说，因为N的坐标为(2,1),所以|CN| = 2V2,从而V2 < |MN| < 3V2.20(1)由于直线x = 4与圆C］不相交，所以直线1的斜率存在.设直线1的方程为y = k(x - 4),圆C］的I员I心到直线1的距离为d, 乂因为直线1被I员©截得的弦长为2箱，所以|l-k(-3-4)| d = ------- , ----Vl + k 2 y = 0 或 7x + 24y - 28 = 0 (2)设点P(a,b)满足条件，不妨设直线h 的方程为y — b = k(x — a), k H 0, 则直线】2的方程为山点到直线的距离公式得 d = J22 - (V3)2 = 1从而即所以直线1的方程k(24k + 7) = 0, 7 241因为圆Ci和C2的半径相等，及宜线I】被圆C］截得的弦长与直线-被【员丄2截得的弦长相等，所以I 员IC］的|员］心到直线1］的距离和圆C2的國心到直线】2的距离相等,即|1 一k(-3 - a) - b| |5 + £ (4 — a) — b|整理得|1 + 3k + ak — bl = |5k + 4 — a — bk|,从而1 + 3k + ak — b = 5k + 4 — a - bk,(a + b — 2)k — b — a + 3, 因为k的取值有无穷多个，所以(a + b — 2 = 0,戒(a — b + 8 = 0, (b - a + 3 = 0 严ia + b-5 = 0 解得这样点P只可能是点P］ (I，-扌)或点卩2 (-!，¥)• 经检验点P］和P2满足题口条件.。
2023-2024学年人教B版数学必修第二册同步测试(解析版)4.1.1实数指数幂及其运算
第四章 4.1.1实数指数幂及其运算A 级 基础巩固一、选择题1．化简4(3(－5)2)3的结果为( )A ．5B ． 5C ．－ 5D ．－52．若2＜a ＜3，化简(2－a )2＋4(3－a )4的结果是( ) A ．5－2a B ．2a －5 C ．1D ．－13．(多选题)下列各式运算正确的是( ) A ．(－a 2b )2·(－ab 2)3＝－a 7b 8 B ．(－a 2b 3)3÷(－ab 2)3＝a 3b 3 C ．(－a 3)2·(－b 2)3＝a 6b 6D ．[－(a 3)2·(－b 2)3]3＝a 18b 184．如果x ＝1＋2b ，y ＝1＋2－b ，那么用x 表示y 等于( ) A ．x ＋1x －1B ．x ＋1xC ．x －1x ＋1D ．x x －15．若m ＜0，n ＞0，则m n 等于( ) A ．－m 2n B ．－m 2n C ．－(mn )2 D ．m 2n二、填空题6．64－23的值是____．7．计算：2－12＋(－4)02＋12－1－(1－5)0＝____．8．(1)4(x －4)4＝____； (2)7(x －7)7＝____． 三、解答题 9．化简下列各式： (1)4x 14(－3x 14y 13)6x －12 y －23 ； (2)(3a 2b )·a b 4ab 3．10．若代数式2x －1＋2－x 有意义，化简4x 2－4x ＋1＋24(x －2)4．B 级 素养提升一、选择题1．(多选题)在下列根式与分数指数幂的互化中，不正确的是( ) A ．(－x )0.5＝－x (x ≠0) B ．6y 2＝y 13C ．⎝⎛⎭⎫x y －34＝4⎝⎛⎭⎫y x 3(xy ≠0)D ．x －13＝－3x2．下列式子中，错误的是( ) A ．(27a 3) 13÷0.3a －1＝10a 2B ．(a 23－b 23 )÷(a 13＋b 13)＝a 13－b 13C ．[(22＋3)2(22－3)2] 12＝－1D ．4a 3a 2a ＝24a 113．若(3－2x )－34有意义，则实数x 的取值范围是( )A ．(－∞，＋∞)B ．(－∞，32)∪(32，＋∞)C ．(－∞，32)D ．(32，＋∞)4．化简3a a 的结果是( ) A ．a B ．a 12C ．a 2D ．a 13二、填空题5．已知a ＋1a ＝7，则a 2＋a －2＝____，a －a －1＝____．6．计算49－12＋3×⎝⎛⎭⎫1343233＝____． 7．若10x＝2,10y＝3，则10(3x -4y )2＝____．三、解答题 8．化简：a 43 －8a 13b4b 23 ＋23ab ＋a 23÷(1－23b a)×3a ． 9．根据已知条件求下列值：(1)已知x ＝12，y ＝23，求x ＋y x －y －x －y x ＋y的值；(2)已知a ，b 是方程x 2－6x ＋4＝0的两根，且a ＞b ＞0，求a －ba ＋b的值．第四章 4.1.1实数指数幂及其运算A 级 基础巩固一、选择题1．化简4(3(－5)2)3的结果为( B )A ．5B ． 5C ．－ 5D ．－5[解析] 原式＝4(352)3＝(523)34＝523 ×34＝512 ＝5．2．若2＜a ＜3，化简(2－a )2＋4(3－a )4的结果是( C ) A ．5－2a B ．2a －5 C ．1 D ．－1[解析] ∵(2－a )2＝|2－a |＝a －2．4(3－a )4＝|3－a |＝3－a ，∴原式＝a －2＋3－a ＝1，故选C ．3．(多选题)下列各式运算正确的是( ABD ) A ．(－a 2b )2·(－ab 2)3＝－a 7b 8 B ．(－a 2b 3)3÷(－ab 2)3＝a 3b 3 C ．(－a 3)2·(－b 2)3＝a 6b 6D ．[－(a 3)2·(－b 2)3]3＝a 18b 18[解析] 对于A ，(－a 2b )2·(－ab 2)3＝a 4b 2·(－a 3b 6)＝－a 7b 8，故A 正确；对于B ，(－a 2b 3)3÷(－ab 2)3＝－a 6b 9÷(－a 3b 6)＝a 6－3b 9－6＝a 3b 3，故B 正确；对于C ，(－a 3)2·(－b 2)3＝a 6·(－b 6)＝－a 6b 6，故C 错误；对于D ，易知正确，故选ABD ．4．如果x ＝1＋2b ，y ＝1＋2－b ，那么用x 表示y 等于( D ) A ．x ＋1x －1B ．x ＋1xC ．x －1x ＋1D ．x x －1[解析] 由x ＝1＋2b ，得2b ＝x －1，y ＝1＋2－b ＝1＋12b ＝1＋1x －1＝xx －1．5．若m ＜0，n ＞0，则m n 等于( A ) A ．－m 2n B ．－m 2n C ．－(mn )2D ．m 2n[解析] ∵m ＜0，∴m ＝－m 2， ∴m n ＝－m 2n ，故选A ． 二、填空题6．64－23的值是__116__．[解析] 64－23＝(26)－23＝2－4＝116．7．计算：2－12＋(－4)02＋12－1－(1－5)0＝．[解析] 2－12＋(－4)02＋12－1－(1－5)0＝12＋12＋2＋1－1＝22． 8．(1)4(x －4)4＝__⎩⎪⎨⎪⎧x －4，x ≥4，4－x ，x ＜4__；(2)7(x －7)7＝__x －7__．[解析] 当化简偶次根式时，需判断根式内式子的取值范围． 三、解答题 9．化简下列各式： (1)4x 14(－3x 14y 13)6x －12 y －23；(2)(3a 2b )·a b 4ab 3．[解析] (1)原式＝⎝⎛⎭⎫－4×3×16·x 14 ＋14 ＋12y 13 ＋23＝－2xy ． (2)原式＝a 23＋12 －14b 13－1－34＝a 1112b －1712．10．若代数式2x －1＋2－x 有意义，化简4x 2－4x ＋1＋24(x －2)4． [解析] 由2x －1＋2－x 有意义，则⎩⎪⎨⎪⎧2x －1≥0，2－x ≥0，即12≤x ≤2．故4x 2－4x ＋1＋24(x －2)4＝(2x －1)2＋24(x －2)4＝|2x －1|＋2|x －2| ＝2x －1＋2(2－x )＝3．B 级 素养提升一、选择题1．(多选题)在下列根式与分数指数幂的互化中，不正确的是( ABD ) A ．(－x )0.5＝－x (x ≠0) B ．6y 2＝y 13C ．⎝⎛⎭⎫x y －34 ＝4⎝⎛⎭⎫y x 3(xy ≠0)D ．x －13＝－3x[解析] 对于A ，若x ＜0，－x 无意义，故A 错误；对于B ，当y ＜0时，6y 2≠y 13，故B 错误；对于C ，由分数指数幂可得xy ＞0，则⎝⎛⎭⎫x y －34＝⎝⎛⎭⎫y x 34＝4⎝⎛⎭⎫y x 3，故C 正确；对于D ，x －13＝1x 13＝13x，故D 错误．2．下列式子中，错误的是( C ) A ．(27a 3) 13÷0.3a －1＝10a 2B ．(a 23 －b 23 )÷(a 13 ＋b 13 )＝a 13 －b 13 C ．[(22＋3)2(22－3)2] 12＝－1D ．4a 3a 2a ＝24a 11[解析] 对于A ，原式＝3a ÷0.3a －1＝3a 20.3＝10a 2，故A 正确；对于B ，原式＝(a 13－b 13)(a 13＋b 13)a 13 ＋b 13＝a 13 －b 13 ，故B 正确；对于C ，原式＝[(3＋22)2(3－22)2] 13 ＝(3＋22)(3－22)＝1.这里注意3＞22，a 13(a ＞0)是正数，故C 错误；对于D ，原式＝ 4a3a52＝4a ·a 56＝a 1124 ＝24a 11，故D 正确． 3．若(3－2x )－34有意义，则实数x 的取值范围是( C )A ．(－∞，＋∞)B ．(－∞，32)∪(32，＋∞)C ．(－∞，32)D ．(32，＋∞)[解析]要使(3－2x ) －34有意义，需使3－2x ＞0，即x ＜32．4．化简3a a 的结果是( B ) A ．a B ．a 12 C ．a 2 D ．a 13[解析] 原式＝3aa 12＝3a 32＝a 12．二、填空题5．已知a ＋1a＝7，则a 2＋a －2＝__47__，a －a －1＝．[解析] 因为a ＋1a ＝7，则(a ＋1a )2＝a 2＋1a 2＋2＝49，变形可得a 2＋1a 2＝47；(a －a －1)2＝(a ＋a －1)2－4＝49－4＝45所以a －a －1＝±35． 6．计算49－12＋3×⎝⎛⎭⎫1343233＝__17__． [解析]原式＝7－1＋23×7－3×233＝7－1＝17．7．若10x ＝2,10y＝3，则10(3x -4y )2＝9．[解析] 由10x＝2,10y＝3，得1032x ＝(10x) 32 ＝232，102y ＝(10y )2＝32，∴10(3x -4y )2＝1032 x 102y ＝23232＝229．三、解答题 8．化简：a 43 －8a 13b4b 23＋23ab ＋a 23÷(1－23b a)×3a ． [解析] 原式＝a 13 (a －8b )4b 23 ＋2a 13 b 13 ＋a 23 ÷a 13 －2·b 13 a 13·a 13 ＝a 13(a 13－2b 13)(a 23＋2a 13b 13＋4b 23)4b 23 ＋2a 13 b 13 ＋a 23 ·a 13a 13 －2b 13 ·a 13 ＝a 13 ·a 13 ·a 13＝A ．9．根据已知条件求下列值：(1)已知x ＝12，y ＝23，求x ＋y x －y －x －y x ＋y的值；(2)已知a ，b 是方程x 2－6x ＋4＝0的两根，且a ＞b ＞0，求a －ba ＋b的值． [解析] (1)x ＋y x －y－x －y x ＋y＝(x ＋y )2x －y －(x －y )2x －y ＝4xy x －y ．将x ＝12，y ＝23代入上式得：原式＝4 12×2312－23＝4 13－16＝－2413＝－83． (2)∵a ，b 是方程x 2－6x ＋4＝0的两根，∴⎩⎪⎨⎪⎧a ＋b ＝6ab ＝4，∵a ＞b ＞0，∴a ＞b ． ∴⎝⎛⎭⎪⎫a －b a ＋b 2＝a ＋b －2ab a ＋b ＋2ab ＝6－246＋24＝210＝15， ∴a －b a ＋b＝15＝55．。
数学试题 人教a版必修2 同步练习第四章检测测试题(两套)
第四章检测(A)(时间:90分钟满分:120分)一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.圆心为(1,-7),半径为2的圆的方程是( )A.(x-1)2+(y+7)2=4B.(x+1)2+(y-7)2=4C.(x+1)2+(y-7)2=2D.(x-1)2+(y+7)2=2解析:由已知条件得圆的标准方程为(x-1)2+(y+7)2=4.答案:A2.已知空间两点P1(-1,3,5),P2(2,4,-3),则|P1P2|等于( )A解析:|P1P2|答案:A3.直线l:x-y=1与圆C:x2+y2-4x=0的位置关系是( )A.相离B.相切C.相交D.无法确定解析:圆C的圆心为C(2,0),半径为2,圆心C到直线l的距离d.答案:C4.圆x2+y2=1与圆x2+y2=4的位置关系是( )A.外离B.内含C.相交D.相切解析:圆x2+y2=1的圆心为(0,0),半径为1,圆x2+y2=4的圆心为(0,0),半径为2,则圆心距0<|2-1|=1,所以两圆内含.答案:B5.圆(x-1)2+(y-1)2=1上的点到直线x+2y+2=0的最短距离为( )A解析:由已知得圆心坐标为(1,1),半径r为1,圆心到直线的距离d.所以最短距离为d-r答案:C6.已知圆C:(x-a)2+(y-b)2=1过点A(1,0),则圆C的圆心的轨迹是( )A.点B.直线C.线段D.圆解析:∵圆C:(x-a)2+(y-b)2=1过点A(1,0),∴(1-a)2+(0-b)2=1,即(a-1)2+b2=1.故圆C的圆心的轨迹是以(1,0)为圆心,1为半径的圆.答案:D7.已知圆C与直线x-y=0及x-y-4=0都相切,圆心在直线x+y=0上,则圆C的方程为( )A.(x+1)2+(y-1)2=2B.(x-1)2+(y-1)2=2C.(x-1)2+(y+1)2=2D.(x+1)2+(y+1)2=2解析:由题意设圆心坐标为(a,-a),因为圆心到直线x-y-4=0与x-y=0的距离相等,所a=1.所以圆心坐标为(1,-1),半径r故所求圆的方程为(x-1)2+(y+1)2=2.答案:C8.已知圆x2+y2+2x-2y+a=0截直线x+y+2=0所得弦的长度为4,则实数a的值是( )A.-2B.-4C.-6D.-8解析:圆的方程可化为(x+1)2+(y-1)2=2-a,因此圆心为(-1,1),半径r圆心到直线x+y+2=0的距离d4,因此由勾股定理可a=-4.故选B.答案:B9.圆x2+y2+2x+4y-3=0上到直线x+y+2=0的距离A.1个B.2个C.3个D.4个解析:圆的标准方程为(x+1)2+(y+2)2=((-1,-2)到直线x+y+2=0的距离4个.答案:D10.若过定点M(-1,0)且斜率为k的直线与圆x2+4x+y2-5=0在第一象限内的部分有交点,则k的取值范围是( )A.0<kC.0<k解析:圆x2+4x+y2-5=0可变形为(x+2)2+y2=9,如图所示.当x=0时,y=A(0k AM∈(0答案:A二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分.把答案填在题中的横线上)11.点P(3,4,5)关于原点的对称点的坐标是.解析:因为点P(3,4,5)与P'(x,y,z)的中点为坐标原点,所以点P'的坐标为(-3,-4,-5).答案:(-3,-4,-5)12.已知圆C1:(x+1)2+(y-1)2=1与圆C2:(x+5)2+(y+2)2=m2(m>0)外切,则m的值为.解析:由已知得C1(-1,1),半径r1=1;C2(-5,-2),半径r2=m,所以圆心距d=|C1C2|又因为两圆外切,所以d=r1+r2.所以5=1+m,即m=4.答案:413.已知M(-2,0),N(2,0),则以MN为斜边的直角三角形的直角顶点P的轨迹方程是.解析:由题意可知点P在以MN为直径的圆上,且除去M,N两点,所以圆心坐标为(0,0),半径为2.所以轨迹方程是x2+y2=4(x≠±2).答案:x2+y2=4(x≠±2)14.若圆x2+y2=4与圆x2+y2-2ax+a2-1=0内切,则a=.解析:两圆的圆心分别为O1(0,0),O2(a,0),半径分别为r1=2,r2=1.由两圆内切可得|O1O2|=r1-r2,即|a|=1,所以a=±1.答案:±115.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.解析:因为直线mx-y-2m-1=0(m∈R)恒过点(2,-1),所以当点(2,-1)为切点时,半径最大,此时半径r(x-1)2+y2=2.答案:(x-1)2+y2=2三、解答题(本大题共5小题,共45分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)16.(8分)已知圆M:(x-1)2+(y-1)2=4,直线l经过点P(2,3)且与圆M交于A,B两点,且|AB|=解:当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y-3=k(x-2),即kx-y+3-2k=0.如图,作MC⊥AB于点C,连接BM.在Rt△MBC中,|BC||MC|由点到直线的距离公式解得k l的方程为3x-4y+6=0.当直线l的斜率不存在时,其方程为x=2,且|AB|=.综上所述,直线l的方程为3x-4y+6=0或x=2.17.(8分)求与直线y=x相切,圆心在直线y=3x上且截y轴所得的弦长为解:设圆心坐标为O1(x0,3x0),半径为r,解得r y轴被圆截得的弦长∴即圆的方程为(x(x18.(9分)已知一个圆的圆心为A(2,1),且与圆x2+y2-3x=0相交于P1,P2两点.若|P1P2|=2,求这个圆的方程. 解:设圆的方程为(x-2)2+(y-1)2=r2,即x2+y2-4x-2y+5-r2=0.所以直线P1P2的方程为x+2y-5+r2=0.则点A(2,1)到直线P1P2的距离又因为|P1P2|=2,所以当r=1时,易知符合题意,此时所求圆的方程为(x-2)2+(y-1)2=1.当r≠1时,r2=6或r2=1(舍去).此时所求圆的方程为(x-2)2+(y-1)2=6.故所求圆的方程是(x-2)2+(y-1)2=6或(x-2)2+(y-1)2=1.19.(10分)在棱长为2的正方体OABC-O1A1B1C1中,P是对角线O1B上任意一点,Q为棱B1C1的中点.求|PQ|的最小值.解:分别以OA,OC,OO1所在的直线为x轴、y轴、z轴建立如图所示的空间直角坐标系.由于Q是B1C1的中点,所以Q(1,2,2).点P在xOy平面上的射影在OB上,在yOz平面上的射影在O1C上 ,所以点P的坐标(x,y,z)满则|PQ|当x=1时,即P(1,1,1)时,|PQ|取得最小20.(10分)已知点P(2,2),圆C:x2+y2-8y=0,过点P的动直线l与圆C交于A,B两点,线段AB的中点为M,O 为坐标原点.(1)求点M的轨迹方程;(2)当|OP|=|OM|时,求l的方程及△POM的面积.解:(1)当C,M,P三点均不重合时,∠CMP=90°,所以点M的轨迹是以线段PC为直径的圆(除去点P,C),即(x-1)2+(y-3)2=2(x≠2,且y≠2或x≠0,且y≠4).当C,M,P三点中有重合的情形时,易求得点M的坐标为(2,2)或(0,4).综上可知,点M的轨迹是一个圆,轨迹方程为(x-1)2+(y-3)2=2.(2)由(1)可知点M的轨迹是以点N(1,3)为圆.由于|OP|=|OM|,故O在线段PM的垂直平分线上.又P在圆N上,从而ON⊥PM.因为ON的斜率为3,所以l的斜率l的方程为y=又易得|OM|=|OP|=O到l的距离△POM的面积第四章检测(B)(时间:90分钟满分:120分)一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.点A(3,-2,4)关于点(0,1,-3)的对称点的坐标为( )A.(-3,4,-10)B.(-3,2,-4)C解析:由中点坐标公式得A(3,-2,4)关于点(0,1,-3)对称的点为(-3,4,-10).答案:A2.若方程x2+y2-4x+4y+10-k=0表示圆,则k的取值范围是( )A.k<2B.k>2C.k≥2D.k≤2解析:若方程表示圆,则(-4)2+42-4(10-k)>0,解得k>2.答案:B3.圆心为(1,1),且与直线x+y=4相切的圆的方程是( )A.(x-1)2+(y-1)2=4B.(x+1)2+(y+1)2=4C.(x+1)2+(y+1)2=2D.(x-1)2+(y-1)2=2解析:根据题意得r故圆的方程是(x-1)2+(y-1)2=2.答案:D4.对任意的实数k,直线y=kx+1与圆x2+y2=2的位置关系一定是( )A.相离B.相切C.相交但直线不过圆心D.相交且直线过圆心解析:直线y=kx+1恒过定点(0,1),定点到圆心的距离d=1,所以直线y=kx+1与圆相交但直线不过圆心. 答案:C5.若圆C1:(x-a)2+y2=12与圆C2:x2+y2=4相切,则a的值为( )A.±3B.±1C.±1或±3D.1或3解析:圆C1的圆心坐标为(a,0),半径为1,圆C2的圆心坐标为(0,0),半径为2.当两圆外切时,|a|=3,则a=±3.当两圆内切时,|a|=1,则a=±1.答案:C6.已知半径为6的圆与x轴相切,且与圆x2+(y-3)2=1内切,则此圆的方程是( )A.(x-4)2+(y-6)2=6B.(x+4)2+(y-6)2=6或(x-4)2+(y-6)2=6C.(x-4)2+(y-6)2=36D.(x+4)2+(y-6)2=36或(x-4)2+(y-6)2=36解析:由题意可设圆的方程为(x-a)2+(y-6)2=36.由两圆内切,a2=16,所以a=±4,故所求圆的方程是(x+4)2+(y-6)2=36或(x-4)2+(y-6)2=36.答案:D7.已知一条光线从点(-2,-3)射出,经y轴反射后与圆C:(x+3)2+(y-2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为( )A.C.解析:圆(x+3)2+(y-2)2=1的圆心为C(-3,2),半径r=1.如图,作出点A(-2,-3)关于y轴的对称点B(2,-3).由题意可知,反射光线的反向延长线一定经过点 B.设反射光线的斜率为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可|5k+5|12k2+25k+12=0,即(3k+4)(4k+3)=0,解得k=k=答案:D8.过点A(3,1)和圆(x-2)2+y2=1相切的直线方程是( )A.y=1B.x=3C.x=3或y=1D.不确定解析:由题意知,点A在圆外,故过点A的切线应有两条.当所求直线的斜率存在时,设其为k,则直线方程为y-1=k(x-3),即kx-y+1-3k=0.因为直线与圆相切,所以d k=0,所以切线方程为y=1.当所求直线的斜率不存在时,x=3也符合条件.综上所述,所求切线方程为x=3或y=1.答案:C9.已知圆C1:x2+y2+4x-4y-3=0,动点P在圆C2:x2+y2-4x-12=0上,则△PC1C2面积的最大值为( )A.解析:圆C1:x2+y2+4x-4y-3=0,即(x+2)2+(y-2)2=11,圆心为C1(-2,2),半径圆C2:x2+y2-4x-12=0,即(x-2)2+y2=16,圆心为C2(2,0),半径为4,则|C1C2|故△PC1C2的面积最大值 B.答案:B10.若两圆C1,C2都和两坐标轴相切,且都过点(4,1),则两圆圆心距|C1C2|等于( )A.4B.解析:由题意知两圆的圆心在直线y=x上.设C1(a,a),C2(b,b),可得(a-4)2+(a-1)2=a2,(b-4)2+(b-1)2=b2,即a,b是方程x2-10x+17=0的两根,a+b=10,ab=17,|C1C2|答案:C二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分.把答案填在题中的横线上)11. 如图,在空间直角坐标系中,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,若|B1E|A1B1答案:12.已知点M是圆x2+y2=1上的任意一点,点N是圆(x-3)2+(y-4)2=4上的任意一点,则|MN|的最小值为.解析:由已知可得两圆圆心分别为(0,0),(3,4),半径分别为1,2,所以圆心距为5>1+2.所以两圆外离,所以当M,N在圆心连线上时,|MN|取最小值,且最小值为5-3=2.答案:213.已知点A(1,2,-1),点C与点A关于平面xOy对称,点B与点A关于x轴对称,则|BC|的值为.解析:由已知可求得点C的坐标为(1,2,1),点B的坐标为(1,-2,1),所以|BC|答案:414.若直线y=kx+1与圆x2+y2=1相交于P,Q两点,且∠POQ=120°(其中O为原点),则k的值为.解析:由题意知点O到直线y=kx+1的距离答案:15.若☉O:x2+y2=5与☉O1:(x-m)2+y2=20(m∈R)相交于A,B两点,且两圆在点A处的切线互相垂直,则线段AB 的长度是.解析:由题意知点A处的切线分别过两圆的圆心,所以OA⊥O1A.所以m2=m=±5.由等面积法得|AB|=2答案:4三、解答题(本大题共5小题,共45分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)16.(8分)已知圆x2+y2+x-6y+3=0与直线x+2y-3=0的两个交点为P,Q,求以PQ为直径的圆的方程.解:设点P(x1,y1),Q(x2,y2),则点P,Q的坐标满足方程组,即点P(1,1),Q(-3,3),所以线段PQ的中点坐标为(-1,2),|PQ|故以PQ为直径的圆的方程是(x+1)2+(y-2)2=5.17.(8分)已知圆C:x2+y2-2x+4my+4m2=0,圆C1:x2+y2=25,直线l:3x-4y-15=0.(1)求圆C1:x2+y2=25被直线l截得的弦长;(2)当m为何值时,圆C与圆C1的公共弦平行于直线l?解:(1)因为圆C1:x2+y2=25的圆心为O(0,0),半径r=5,所以圆心O到直线l:3x-4y-15=0的距离d由勾股定理可知,圆C1:x2+y2=25被直线l截得的弦长(2)圆C与圆C1的公共弦的方程为2x-4my-4m2-25=0.因为该公共弦平行于直线3x-4y-15=0,m18.(9分)已知实数x,y满足x2+y2+4x+3=0,求:(1(2)(x-3)2+(y-4)2的最大值与最小值.解:圆x2+y2+4x+3=0的标准方程为(x+2)2+y2=1,记为圆C,则圆心C(-2,0),半径r=1.(1)如图①,设点M(x,y)在圆C上,Q(1,2),k kx-y-k+2=0.由图可知,当直线QM与圆C相切时,k取得最大值或最小值.由C(-2,0)到直线kx-y-k+2=0的距离为1,k所图①图②(2)如图②,令A(3,4),则(x-3)2+(y-4)2表示圆上的点与点A距离的平方.设直线AC与圆交于P,Q两点,则(x-3)2+(y-4)2的最大值为|AQ|2,最小值为|AP|2.|AQ|=|AC|+r( x-3)2+(y-4)2的最大值最小值19.(10分)已知圆C:x2+y2+2x-4y+1=0,O为坐标原点,动点P在圆C外,过P作圆C的切线l,设切点为M.(1)若点P运动到(1,3)处,求此时切线l的方程;(2)求满足条件|PM|=|PO|的点P的轨迹方程.解:把圆C的方程化成标准方程(x+1)2+(y-2)2=4,所以圆心为C(-1,2),半径r=2.(1)当l的斜率不存在时,此时l的方程为x=1,点C到l的距离d=2=r,满足条件.当l的斜率存在时,设斜率为k,则l的方程为y-3=k(x-1),即kx-y+3-k=0,k=所以l的方程为y-3=即3x+4y-15=0.综上,满足条件的切线l的方程为x=1或3x+4y-15=0.(2)设P(x,y),则|PM|2=|PC|2-|MC|2=(x+1)2+(y-2)2-4,|PO|2=x2+y2,因为|PM|=|PO|,所以(x+1)2+(y-2)2-4=x2+y2,整理,得2x-4y+1=0.故点P的轨迹方程为2x-4y+1=0.20.(10分)已知圆C经过点M(0,-2),N(3,1),且圆心C在直线x+2y+1=0上.(1)求圆C的方程;(2)设直线ax-y+1=0与圆C相交于A,B两点,是否存在实数a,使得过点P(2,0)的直线l垂直平分弦AB?若存在,求出实数a的值;若不存在,请说明理由.解:(1)设圆C的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,故圆C的方程为x2+y2-6x+4y+4=0.(2)设符合条件的实数a存在,由于l垂直平分弦AB,故圆心C(3,-2)必在l上,所以l的斜率k PC=-2,k AB=a=所以a把直线ax-y+1=0,即y=ax+1代入圆C的方程,消去y,整理得(a2+1)x2+6(a-1)x+9=0.由于直线ax-y-1=0交圆C于A,B两点,故Δ=36(a-1)2-36(a2+1)>0,即-72a>0,解得a<0.则实数a的取值范围是(-∞,0).由∉(-∞,0),故不存在实数a,使得过点P(2,0)的直线l垂直平分弦AB.。
高中数学人教A版必修二 第四章 圆与方程 学业分层测评24 Word版含答案
学业分层测评一、选择题1．点P在圆C1：x2＋y2－8x－4y＋11＝0上点Q在圆C2：x2＋y2＋4x＋2y＋1＝0上则|PQ|的最小值是()A．5 B．1C．35－5 D．35＋5【解析】圆C1：x2＋y2－8x－4y＋11＝0即(x－4)2＋(y－2)2＝9圆心为C1(42)；圆C2：x2＋y2＋4x＋2y＋1＝0即(x＋2)2＋(y＋1)2＝4圆心为C2(－2－1)两圆相离|PQ|的最小值为|C1C2|－(r1＋r2)＝35－5【答案】 C2．设两圆C1、C2都和两坐标轴相切且都过点(41)则两圆心的距离|C1C2|＝()A．4 B．4 2C．8 D．8 2【解析】∵两圆与两坐标轴都相切且都经过点(41)∴两圆圆心均在第一象限且横、纵坐标相等．设两圆的圆心分别为(aa)(bb)则有(4－a)2＋(1－a)2＝a2(4－b)2＋(1－b)2＝b2即ab为方程(4－x)2＋(1－x)2＝x2的两个根整理得x2－10x＋17＝0∴a＋b＝10ab＝17∴(a－b)2＝(a＋b)2－4ab＝100－4×17＝32∴|C1C2|＝2(a－b)2＝32×2＝8【答案】 C3．过点P(23)向圆C：x2＋y2＝1上作两条切线P APB则弦AB所在的直线方程为()A．2x－3y－1＝0B．2x＋3y－1＝0C．3x＋2y－1＝0D．3x－2y－1＝0【解析】 弦AB 可以看作是以PC 为直径的圆与圆x 2＋y 2＝1的交线而以PC为直径的圆的方程为(x －1)2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫y －322＝134根据两圆的公共弦的求法可得弦AB 所在的直线方程为：(x －1)2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫y －322－134－(x 2＋y 2－1)＝0整理可得2x ＋3y －1＝0故选B【答案】 B二、填空题6．过两圆x 2＋y 2－x －y －2＝0与x 2＋y 2＋4x －4y －8＝0的交点和点(31)的圆的方程是________．【解析】 设所求圆的方程为 (x 2＋y 2－x －y －2)＋λ(x 2＋y 2＋4x －4y －8)＝0(λ≠－1)将(31)代入得λ＝－25故所求圆的方程为x 2＋y 2－133x ＋y ＋2＝0【答案】 x 2＋y 2－133x ＋y ＋2＝07．两圆相交于两点A (13)和B (m －1)两圆圆心都在直线x －y ＋c ＝0上则m ＋c 的值为________．【解析】 由题意知线段AB 的中点在直线x －y ＋c ＝0上且k AB ＝41－m＝－1即m ＝5 又点⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋m 2，1在该直线上 所以1＋m 2－1＋c ＝0所以c ＝－2所以m ＋c ＝3【答案】 3三、解答题8．求圆心为(21)且与已知圆x 2＋y 2－3x ＝0的公共弦所在直线经过点(5－2)的圆的方程．【解】 设所求圆的方程为(x －2)2＋(y －1)2＝r 2即x 2＋y 2－4x －2y ＋5－r 2＝0①已知圆的方程为x 2＋y 2－3x ＝0②②－①得公共弦所在直线的方程为x ＋2y －5＋r 2＝0又此直线经过点(5－2)∴5－4－5＋r 2＝0∴r 2＝4故所求圆的方程为(x －2)2＋(y －1)2＝49．有相距100 km 的AB 两个批发市场商品的价格相同但在某地区居民从两地运回商品时A 地的单位距离的运费是B 地的2倍．问怎样确定AB 两批发市场的售货区域对当地居民有利？【09960144】【解】 建立以AB 所在直线为x 轴AB 中点为原点的直角坐标系则A (－500)B (500)．设P (xy )由2|P A |＝|PB |得x 2＋y 2＋5003x ＋2 500＝0 所以在圆x 2＋y 2＋5003x ＋2 500＝0内到A 地购物合算；在圆x 2＋y 2＋5003x ＋2500＝0外到B 地购物合算；在圆x 2＋y 2＋5003x ＋2 500＝0上到AB 两地购物一样合算．[自我挑战]10．以圆C 1：x 2＋y 2＋4x ＋1＝0与圆C 2：x 2＋y 2＋2x ＋2y ＋1＝0相交的公共弦为直径的圆的方程为( )A ．(x －1)2＋(y －1)2＝1B ．(x ＋1)2＋(y ＋1)2＝1C ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋352＋⎝ ⎛⎭⎪⎫y ＋652＝45 D ⎝ ⎛⎭⎪⎫x －352＋⎝ ⎛⎭⎪⎫y －652＝45 【解析】 两圆方程相减得公共弦所在直线的方程为x －y ＝0因此所求圆的圆心的横、纵坐标相等排除CD 选项画图(图略)可知所求圆的圆心在第三象限排除A 故选B【答案】 B11．设半径为3 km 的圆形村落A 、B 两人同时从村落中心出发A 向东B 向北A 出村后不久改变前进方向斜着沿切于村落圆周的方向前进后来恰好与B 相遇设A 、B 两人的速度一定其比为3∶1问A 、B 两人在何处相遇？【解】由题意以村中心为原点正东方向为x轴的正方向正北为y轴的正方向建立直角坐标系设A、B两人的速度分别为3v km/h v km/h设A出发a h在P处改变方向又经过b h到达相遇点Q则|PQ|＝3b v|OP|＝3a v|OQ|＝(a＋b)v则P(3a v0)Q(0(a＋b)v)在Rt△OPQ中由|PQ|2＝|OP|2＋|OQ|2得5a＝4bk PQ＝0－v(a＋b)3a v－0∴k PQ＝－34设直线PQ的方程为y＝－34x＋c(c>0)由PQ与圆x2＋y2＝9相切得|4c|42＋32＝3解得c＝154故A、B两人相遇在正北方离村落中心154km。
高一数学必修二第四章圆与方程基础练习题及答案
高一数学（必修2）第四章 圆与方程[基础训练]一、选择题１．圆22(2)5x y ++=关于原点(0,0)P 对称的圆的方程为 ( )A ．22(2)5x y -+=B ．22(2)5x y +-=C ．22(2)(2)5x y +++=D ．22(2)5x y ++= 2．若)1,2(-P 为圆25)1(22=+-y x 的弦AB 的中点，则直线AB 的方程是（）A. 03=--y xB. 032=-+y xC. 01=-+y xD. 052=--y x3．圆012222=+--+y x y x 上的点到直线2=-y x 的距离最大值是（ ）A ．2B ．21+C ．221+ D ．221+ 4．将直线20x y λ-+=，沿x 轴向左平移1个单位，所得直线与圆22240x y x y ++-=相切，则实数λ的值为（ ）A ．37-或B ．2-或8C ．0或10D ．1或11 5．在坐标平面内，与点(1,2)A 距离为1，且与点(3,1)B距离为2的直线共有（ ）A ．1条B ．2条C ．3条D ．4条6．圆0422=-+x y x 在点)3,1(P 处的切线方程为（ ）A ．023=-+y xB ．043=-+y xC ．043=+-y xD ．023=+-y x二、填空题1．若经过点(1,0)P -的直线与圆032422=+-++y x y x 相切，则此直线在y 轴上的截距是 __________________.2．由动点P 向圆221x y +=引两条切线,PA PB ，切点分别为0,,60A B APB ∠=，则动点P 的轨迹方程为 。
3．圆心在直线270x y --=上的圆C 与y 轴交于两点(0,4),(0,2)A B --,则圆C 的方程为 .４．已知圆()4322=+-y x 和过原点的直线kx y =的交点为,P Q 则OQ OP ⋅的值为________________。
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必修2第四章《圆与方程》单元测试题
班别 __ 座号 ___ 姓名 ___ 成绩 一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分)
1．若圆C 的圆心坐标为(2，－3)，且圆C 经过点M (5，－7)，则圆C 的半径为( )．
A ．5
B ．5
C ．25
D ．10
2．过点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＝4
B ．(x ＋3)2＋(y －1)2＝4
C ．(x －1)2＋(y －1)2＝4
D ．(x ＋1)2＋(y ＋1)2＝4
3．以点(－3，4)为圆心，且与x 轴相切的圆的方程是( )．
A ．(x －3)2＋(y ＋4)2＝16
B ．(x ＋3)2＋(y －4)2＝16
C ．(x －3)2＋(y ＋4)2＝9
D ．(x ＋3)2＋(y －4)2＝19
4．若直线x ＋y ＋m ＝0与圆x 2＋y 2＝m 相切，则m 为( )．
A ．0或2
B ．2
C ．2
D ．无解
5．圆(x －1)2＋(y ＋2)2＝20在x 轴上截得的弦长是( )．
A ．8
B ．6
C ．62
D ．43
6．两个圆C 1：x 2＋y 2＋2x ＋2y －2＝0与C 2：x 2＋y 2－4x －2y ＋1＝0的位置关系为( )．
A ．内切
B ．相交
C ．外切
D ．相离
7．圆x 2＋y 2－2x －5＝0与圆x 2＋y 2＋2x －4y －4＝0的交点为A ，B ，则线段AB 的垂直平分线的方程是( )．
A ．x ＋y －1＝0
B ．2x －y ＋1＝0
C ．x －2y ＋1＝0
D ．x －y ＋1＝0
8．圆x 2＋y 2－2x ＝0和圆x 2＋y 2＋4y ＝0的公切线有且仅有( )．
A ．4条
B ．3条
C ．2条
D ．1条
9.方程0916)41(2)32(4
2
2
2
=++-++-+m y m x m y x 表示一个圆，则m 的取值范围为
10. 如果圆心坐标为(2，- 1)的圆在直线x - y - 1 = 0上截得弦长为22，那么这个圆的方程为( )
A.(x – 2)2 +(y + 1)2 = 4
B.(x - 2)2 +(y + 1)2 = 2
C.(x - 2)2 +(y + 1)2 = 8
D.(x - 2)2 +(y + 1)2 = 16
二、填空题(本大题共4小题，每小题5分，满分30分，把答案填在题中横线上)
11．圆x 2＋y 2－2x －2y ＋1＝0上的动点Q 到直线3x ＋4y ＋8＝0距离的最小值为 ___ ． 12．圆心在直线y ＝x 上且与x 轴相切于点(1，0)的圆的方程为 ___________________ ． 13．以点C (－2，3)为圆心且与y 轴相切的圆的方程是 ____________________ ． 14．两圆x 2＋y 2＝1和(x ＋4)2＋(y －a )2＝25相切，试确定常数a 的值 _________ ． 15．圆心为C (3，－5)，并且与直线x －7y ＋2＝0相切的圆的方程为 _____ ． 16．设圆x 2＋y 2－4x －5＝0的弦AB 的中点为P (3，1)，则直线AB 的方程是 ____ ． 三、解答题(本大题共5小题，共70分．解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17. 已知三条直线l 1 : x - 2y = 0，l 2 : y + 1 = 0，l 3：2x + y - 1 = 0两两相交求过这三个交点的圆的方程.
18.过点（-1，3）作圆9)1()2(2
2
=++-y x 的切线，求切线方程.
19．(12分)已知圆C 1：x 2＋y 2－3x －3y ＋3＝0，圆C 2：x 2＋y 2－2x －2y ＝0，求两圆的公共弦所在的直线方程及弦长．
20.若直线x-y+3=0被圆)0(4)2()(2
2>=-+-a y a x 所截得的弦长为32，求实数a 的
值.
21.过原点O 作圆x 2+y 2
-8x=0的弦OA 。
(1)求弦OA 中点M 的轨迹方程；
(2)延长OA 到N ，使|OA|=|AN|，求N 点的轨迹方程.
参考答案
一、选择题 1．B
圆心C 与点M 的距离即为圆的半径，227＋3－＋
5－2)()(＝5． 2．C
解析一：由圆心在直线x ＋y －2＝0上可以得到A ，C 满足条件，再把A 点坐标 (1，－1)代入圆方程．A 不满足条件．
∴选C ．
解析二：设圆心C 的坐标为(a ，b )，半径为r ，因为圆心C 在直线x ＋y －2＝0上，∴b ＝2－a ．由|CA |＝|CB |，得(a －1)2＋(b ＋1)2＝(a ＋1)2＋(b －1)2，解得a ＝1，b ＝1．
因此所求圆的方程为(x －1)2＋(y －1)2＝4．
3．B
解析：∵与x 轴相切，∴r ＝4．又圆心(－3，4)， ∴圆方程为(x ＋3)2＋(y －4)2＝16． 4．B 5．A
解析：令y ＝0， ∴(x －1)2＝16． ∴ x －1＝±4， ∴x 1＝5，x 2＝－3． ∴弦长＝|5－(－3)|＝8． 6．B
解析：由两个圆的方程C 1：(x ＋1)2＋(y ＋1)2＝4，C 2：(x －2)2＋(y －1)2＝4可求得圆心距d ＝13∈(0，4)，r 1＝r 2＝2，且r 1－r 2＜d ＜r 1＋r 2故两圆相交，选B ．
7．A
解析：对已知圆的方程x 2＋y 2－2x －5＝0，x 2＋y 2＋2x －4y －4＝0，经配方，得 (x －1)2＋y 2＝6，(x ＋1)2＋(y －2)2＝9．
圆心分别为 C 1(1，0)，C 2(－1，2)． 直线C 1C 2的方程为x ＋y －1＝0． 8．C
解析：将两圆方程分别配方得(x －1)2＋y 2＝1和x 2＋(y ＋2)2＝4，两圆圆心分别为O 1(1，0)，O 2(0，－2)，r 1＝1，r 2＝2，|O 1O 2|＝222＋1＝5，又1＝r 2－r 1＜5＜r 1＋r 2＝3，故两圆相交，所以有两条公切线，应选C ．
11．2．
解析：圆心到直线的距离d ＝
5
8＋4＋3＝3，
∴动点Q 到直线距离的最小值为d －r ＝3－1＝2． 12．(x －1)2＋(y －1)2＝1．
解析：画图后可以看出，圆心在(1，1)，半径为 1． 故所求圆的方程为：(x －1)2＋(y －1)2＝1． 13．(x ＋2)2＋(y －3)2＝4．
解析：因为圆心为(－2，3)，且圆与y 轴相切，所以圆的半径为2．故所求圆的方程为(x ＋2)2＋(y －3)2＝4．
14．0或±25．
解析：当两圆相外切时，由|O 1O 2|＝r 1＋r 2知22＋4a ＝6，即a ＝±25． 当两圆相内切时，由|O 1O 2|＝r 1－r 2(r 1＞r 2)知
22＋4a ＝4，即a ＝0．
∴a 的值为0或±25． 15．(x －3)2＋(y ＋5)2＝32．
解析：圆的半径即为圆心到直线x －7y ＋2＝0的距离； 16．x ＋y －4＝0．。