安徽省高二数学文科寒假作业：第6天 直线与圆的方程(一)含答案
高二数学寒假作业05 直线与圆的方程(学生版)
高二数学寒假作业05 直线与圆的方程一、巩固基础知识1．圆2)1(22=++y x 的圆心到直线3+=x y 的距离为( )。
A 、1B 、2C 、2D 、222．已知直线012=-+ay x 与直线02)2(=+--ay x a 平行，则a 的值是( )。
A 、32-B 、32-或0C 、0或23D 、23 3．已知直线l ：01=+-y x 与圆C ：012422=+--+y x y x 交于A 、B 两点，则=||AB ( )。
A 、2B 、22C 、4D 、244．设入射光线沿直线12+=x y 射向直线x y =，则被x y =反射后，反射光线所在的直线方程是( )。
A 、012=--y xB 、012=+-y xC 、032=++y xD 、0123=+-y x5．过点)24(，P 作圆422=+y x 的两条切线，切点分别为A 、B ，O 为坐标原点，则OAB ∆外接圆的方程是( )。
A.5)1()2(22=-+-y xB.20)1()1(22=-+-y xC.(x ＋2)2＋(y ＋1)2＝5D.(x ＋4)2＋(y ＋2)2＝206．已知直线01=-+-m my x 被圆O ：422=+y x 所截得的弦长为22，则=m 。
7．已知直线l ：063=+-y x 与圆1222=+y x 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，则=||CD 。
8．已知R a ∈，方程0584)2(222=+++++⋅a y x y a x a 表示圆，则圆心坐标是______________，半径是______________。
二、扩展思维视野9．若圆4)()(22=-+-a y a x 上有且仅有两个点到原点的距离为2，则实数a 的取值范围为( )。
A 、)022(，- B 、)220()022(，， - C 、)221()122(，， -- D 、)220(， 10．直线l ：px y =(p 是不等于0的整数)与直线10+=x y 的交点恰好是整点(横坐标和纵坐标都是整数)，那么满足条件的直线l 有( )。
高中数学必修二直线方程与圆的方程练习及答案(2021年整理)
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直线与圆的方程（1）1、设直线l的方程为(1)20()+++-=∈．a x y a a R（1) 若l在两坐标轴上的截距相等,求l的方程;（2) 若l不经过第二象限，求实数a的取值范围．2、已知三角形ABC的顶点坐标为A（—1，5）、B(-2，—1）、C（4,3)，M是BC边上的中点．（1）求AB边所在的直线方程;（2）求中线AM所在的直线方程；（3）求AB边的高所在直线方程．3、求与x 轴相切，圆心在直线30x y -=上，且被直线0x y -=截得的弦长为4、已知圆M 经过直线:240l x y ++=与圆22:2410C x y x y ++-+=的交点，且圆M 的圆心到直线2650x y +-=的距离为M 的方程．直线与圆的方程(1）答案1。
【答案】 (1） 20x y ++=．(2) a≤－1．【解析】试题分析：（Ⅰ）根据直线方程求出它在两坐标轴上的截距，根据它在两坐标轴上的截距相等，求出a 的值,即得直线l 方程．(Ⅱ）把直线方程化为斜截式为12y a x a =-+--（），若l 不经过第二象限,则1a =- 或 ()1020a a -+--≥，≤，由此求得实数a 的取值范围．解：（1)当直线过原点时，该直线在x 轴和y 轴上的截距都为零，截距相等,∴2a =，方程即30x y +=．若2a ≠,由于截距存在，∴ 221a a a -=-+， 即11a +=，∴0a =， 方程即20x y ++=．(2)将l 的方程化为(1)2y a x a =-++-，∴欲使l 不经过第二象限，当且仅当()1020a a ⎧-+≥⎪⎨-≤⎪⎩∴a≤－1． 所以a 的取值范围是a≤－1．2.【解析】（1)先根据斜率公式求出AB 的斜率，写出点斜式方程再化成一般式即可．（2）先根据中点坐标公式求出中点M 的坐标，然后求出AM 的斜率，写出点斜式方程再化成一般式方程．(3)根据AB 的斜率可求出AB 边上的高的斜率，再根据它过点C ，从而可求出高线的点斜式方程，再化成一般式即可．解：（1)k AB=，且已知A 、B 点，由直线方程的点斜式得y+1=6（x+2)，化简得6x —y+11=0（2）因为M 点是BC 的中点，所以M 点坐标为（1，1)则AM 所在直线方程为化简得2x+y —3=0方程为y —3=(x —4) 化简得：x+6y —22=03。
高二数学文科寒假作业第7天 直线与圆的方程(二) Word版含答案
第天直线与圆的方程（二）
【课标导航】
.通过几何和代数两种路径判定直线和圆的位置关系；
.理解并简单应用相交弦、切点弦、弦心距等基本概念；
.在理解直线和圆的相交和相切关系，利用几何意义解决部分函数的值域问题；
一、选择题（在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
．设直线过点其斜率为，且与圆相切，则的值为（）．．．．
．已知，，若，则（）
．．．．
．一束光线从点出发，经轴反射到圆上的最短路程是（）
．．．．
．若直线始终平分圆的周长，则的最小值为
（）
．．．．
. 设圆上有且仅有两个点到直线的距离等于，则圆半
径的取值范围是
（）
．．．．
.已知圆：截直线所得线段的长度是，则圆与圆：
的位置关系是（）
.内切 .相交 .外切 .相离
.已知点在圆上运动，且，若点的坐标为（，），则的最大值为( )
．到一个三角形的三个顶点的距离的平方和最小的点，是这个三角形的（）
.垂心 . 重心 . 外心 . 内心
二、填空题
．设是曲线：为参数，）上任意一点，则的取值范围是
. 方程有两个不等实根，则的取值范围是
. 圆上到直线的距离为的点数共有
. 直线截圆得的劣弧所对的圆心角的弧度数为
三、解答题（应写出文字说明、证明过程或演算步骤）
．已知的顶点为（，－），边上的中线所在直线方程为，的平
分线所在直线方程为，求边所在直线的方程．
14．设圆满足：①截轴所得弦长为；②被轴分成两段圆弧，其弧长之比为：；③圆心到直线
的距离为，求该圆的方程．。
第二章 直线和圆的方程 专题测试(原卷版+解析版) (人教A版)高二数学选择性必修一
第二章直线和圆的方程专题测试(原卷版+解析版) (人教A版)高二数学选择性必修一第二章直线和圆的方程专题测试注意事项：1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
2.请将答案正确填写在答题卡上。
第I卷（选择题）一、单选题（每题只有一个选项为正确答案，每题5分，共40分）1.（2020·福建高二学业考试）已知直线 $ $l_1\parallell_2$，则实数 $k=$（）。
A。
$-2$B。
$-1$C。
$1$D。
$2$2.（2020·XXX高一月考）直线$l_1:(a-2)x+(a+1)y+4=0$，$l_2:(a+1)x+ay-9=0$ 互相垂直，则 $a$ 的值是（）。
A。
$-0.25$B。
$1$C。
$-1$D。
$1$ 或 $-1$3.（2020·XXX高一月考）直线 $l:(m-1)x-my-2m+3=0$（$m\in R$）过定点 $A$，则点 $A$ 的坐标为（）。
A。
$(-3,1)$B。
$(3,1)$C。
$(3,-1)$D。
$(-3,-1)$4.（2020·广东高二期末）设 $a\in R$，则“$a=1$”是“直线$ax+y-1=0$ 与直线 $x+ay+1=0$ 平行”的（）。
A。
充分不必要条件B。
必要不充分条件C。
充分必要条件D。
既不充分也不必要条件5.（2020·黑龙江高一期末）若曲线 $y=4-x^2$ 与直线$y=k(x-2)+4$ 有两个交点，则实数 $k$ 的取值范围是（）。
A。
$\left[\frac{3}{4},1\right]$B。
$\left[\frac{3}{4},+\infty\right)$C。
$(1,+\infty)$D。
$(1,3]$6.（2020·XXX高三其他）已知直线 $x+y=t$ 与圆$x+y=2t-t^2$（$t\in R$）有公共点，则 $\frac{t(4-t)}{9}$ 的最大值为（）。
新人教版高中数学选修一第二单元《直线和圆的方程》检测(含答案解析)(1)
一、选择题1．1m =-是直线(21)10mx m y +-+=和直线390x my ++=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2．如图一所示，在平面内，点P 为圆O 的直径AB 的延长线上一点，2AB BP ==，过动点Q 作圆的切线QR ，满足2PQ QR =，则QAP 的面积的最大值为（ ）A ．83B 83C ．163D ．333．已知圆22:3C x y +=，从点()2,0A -观察点()2,B a ，要使视线不被圆C 挡住，则a 的取值范围是 （ ） A ．4433,33⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭B ．()(),22,-∞-+∞C ．((),2323,-∞-+∞D ．((),4343,-∞-⋃+∞4．设有一组圆()()()224*:1k C x y k k k N -+-=∈，给出下列四个命题：①存在k ，使圆与x 轴相切 ②存在一条直线与所有的圆均相交 ③存在一条直线与所有的圆均不相交 ④所有的圆均不经过原点 其中正确的命题序号是（ ） A ．①②③B ．②③④C ．①②④D ．①③④5．夹在两平行直线1:340l x y -=与2:34200l x y --=之间的圆的最大面积等于（ ） A ．2πB ．4πC ．8πD ．12π6．已知圆C 经过()4,2P -，()1,3Q -两点，且在y 轴上截得的线段的长为43于5.若直线//l PQ ，且l 与圆C 交于点A ，B ，且以线段AB 为直径的圆经过坐标原点，则直线l 的方程为（ ） A ．40x y ++=或30x y +-= B ．40x y +-=或30x y ++= C ．40x y ++=或30x y ++=D ．40x y +-=或30x y +-=7．直线210y x -+=关于30y x -+=对称的直线方程是（ ）A ．280x y --=B ．2100x y --=C ．2120x y +-=D ．2100x y +-=8．过坐标原点O 作圆()()22341x y -+-=的两条切线，切点为,A B ，直线AB 被圆截得弦AB 的长度为( )A ．5B ．5CD ．59．若直线y x b =+与曲线3y =2个公共点，则b 的取值范围是（ ）A ．[1-+B ．(11]--C ．[3,1+D ．[1,3]-10．唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说：“白日登山望烽火，黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题，即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发，先到河边饮马后再回军营，怎样走才能使总路程最短？在平面直角坐标系中，设军营所在区域为221x y +≤，若将军从点(4,3)A -处出发，河岸线所在直线方程为4x y +=，并假定将军只要到达军营所在区域即回到军营，则“将军饮马”的最短总路程为（ ） A ．8B ．7C ．6D ．511．直线:210l x my m +--=与圆22:(2)4C x y +-=交于A B 、两点，则当弦AB 最短时直线l 的方程为（ ） A ．2410x y +-= B ．2430x y -+= C ．2410x y ++=D ．2430x y ++=12．抛物线2?y x =上一点到直线240x y --=的距离最短的点的坐标是( ) A ．()2,4B ．11,24⎛⎫⎪⎝⎭C ．39,24⎛⎫⎪⎝⎭D ．()1,1二、填空题13．已知圆C 过点（8，1），且与两坐标轴都相切，则面积较小的圆C 的方程为________.14．直线:=l y kx O:221x y +=相交于,A B 两点，当AOB ∆的面积达到最大时，k =_______15．过点(5,2)，且在x 轴上的截距是在y 轴上的截距的2倍的直线一般式方程是___________16．已知P 为||||x y m +=上的点，过点P 作圆O ：221x y +=的切线，切点为M 、N ，若使得90MPN ∠=︒的点P 有8个，则m 的取值范围是_________. 17．已知方程：22(42)20,()x y m x my m m R +-+--=∈ ①该方程表示圆，且圆心在直线210x y --=上；②始终可以找到一条定直线与该方程表示的曲线相切；③当1m =-时，该方程表示的曲线关于直线:10l x y -+=的对称曲线为C ，则曲线C上的点到直线l 的最大距离为22； ④若m 1≥，过点(1,0)-作该方程表示的面积最小的曲线的两条切线，切点分别为,A B ，则AB 所在的直线方程为420x y +-=．以上四个命题中，是正确的有_______________（填序号）18．过点P （3，1）作⊙22:(1)1C x y -+=的两条切线，切点分别为A 、B ，则弦AB 的长为___________.19．与两圆22(2)1x y ++=，22(2)1x y -+=都相切，且半径为3的圆一共有________个20．直线l 过点()2,3P -且与x 轴、y 轴分别交于,A B 两点，若P 恰为线段AB 的中点，则直线l 的方程为_________．三、解答题21．已知点A (8，0)，点B (4，0)，动点M (x ，y )满足：|MA |MB |. （1）求点M 的轨迹方程；（2）点P (0，6)，在直线OP (O 为坐标原点)上存在定点E (不同于点P )，满足对于圆M 上任意一点N ，都有NENP为常数，试求所有满足条件的点E 的坐标. 22．已知直线l ：2x －3y ＋1＝0，点A (－1，－2)．求： （1）点A 关于直线l 的对称点A ′的坐标；（2）直线m ：3x －2y －6＝0关于直线l 的对称直线m ′的方程； （3）直线l 关于点A 对称的直线l ′的方程．23．已知圆22:6630C x x y y -+-+=，直线:20+-=l x y 是圆E 与圆C 的公共弦AB 所在直线方程，且圆E 的圆心在直线2y x =上. （1）求圆E 的方程；（2）过点(2,0)Q -分别作直线MN 、RS ，交圆E 于M 、N 、R 、S 四点，且MN RS ⊥，求四边形MRNS 面积的取值范围.24．当实数m 的值为多少时，关于,x y 的方程()()222221220m m x m m y m +-+-+++=表示的图形是一个圆?25．已知点E 与两个定点1,0A ，()4,0B 的距离的比为12. （1）记点E 的轨迹为曲线C ，求曲线C 的轨迹方程.（2）过点()2,3G 作两条与曲线C 相切的直线，切点分别为M ，N ，求直线MN 的方程.（3）若与直线1:l y x =-垂直的直线l 与曲线C 交于不同的两点P ，Q ，若POQ ∠为钝角，求直线l 在y 轴上的截距的取值范围.26．我们定义一个圆的圆心到一条直线的距离与该圆的半径之比，叫做直线关于圆的距离比，记作λ.已知圆1C :221x y +=，直线:340l x y m -+=. （1）若直线l 关于圆1C 的距离比2λ=，求实数m 的值;（2）当0m =时，若圆2C 与y 轴相切于点()0,3A ，且直线l 关于圆2C 的距离比65λ=，试判断圆1C 与圆2C 的位置关系，并说明理由【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．A 解析：A 【分析】因为直线(21)10mx m y +-+=和直线390x my ++=垂直，所以0m =或1m =-，再根据充分必要条件的定义判断得解. 【详解】因为直线(21)10mx m y +-+=和直线390x my ++=垂直， 所以23(21)0,220,0m m m m m m ⨯+-⨯=∴+=∴=或1m =-. 当1m =-时，直线(21)10mx m y +-+=和直线390x my ++=垂直； 当直线(21)10mx m y +-+=和直线390x my ++=垂直时，1m =-不一定成立. 所以1m =-是直线()2110mx m y +-+=和直线390x my ++=垂直的充分不必要条件， 故选：A ． 【点睛】方法点睛：充分必要条件的常用的判断方法有：（1）定义法；（2）集合法；（3）转化法.要根据已知条件选择合适的方法求解.2．B解析：B 【分析】以AB 所在的直线为x 轴，以AB 的垂直平分线为y 轴建立直角坐标系，利用两点间距离公式推导出点Q 的轨迹方程，可得点Q 到AP 距离的最大值，由此能求出QAP 的面积的最大值. 【详解】以AB 所在的直线为x 轴，以AB 的垂直平分线为y 轴建立直角坐标系， 因为2AB BP ==，所以()3,0P，设(),Q x y因为过动点Q 作圆的切线QR ，满足2PQ QR =，()2224PQ QO OR =-所以()()2222341x y x y -+=+-，整理得：()221613x y ++=， 所以点Q 的轨迹是以()1,0-3所以当点Q 在直线1x =-上时，3y =此时点Q 到AP 距离最大，QAP 的面积的最大，所QAP 的面积最大为11834223333QAPS AP =⨯=⨯==， 故选：B 【点睛】关键点点睛：本题的关键点是建立直角坐标系，设(),Q x y ，利用()222244PQ QR OQ OR ==-，即可求出点Q 的轨迹方程，可得点Q 到AP 距离的最大值，即为三角形高最大，从而QAP 的面积最大.3．D解析：D 【分析】设过点与圆相切的直线为()2y k x =+，则圆心到直线的距离解得3k =，可得切线方程为)32y x =±+，由A 点向圆C 引2条切线，只要点B 在切线之外，那么就不会被遮挡，即a 大于B 点在x 轴上方的纵坐标或者小于B 点在x 轴上方的纵坐标即可. 【详解】设过点()2,0A -与圆22:3C x y +=相切的直线为()2y k x =+，则圆心()0,0到直线的距离为2231k k=+，解得3k =±，∴切线方程为()32y x =±+，由A 点向圆C 引2条切线，只要点B 在切线之外，那么就不会被遮挡，B 在2x =的直线上，在()32y x =±+中，取2x =，得43y =±，从A 点观察B 点，要使视线不被圆C 挡住，需43a >或43a <-， ∴a 的取值范围是()(),4343,-∞-⋃+∞， 故选：D.【点睛】本题主要考查直线与圆的位置关系，关键点是求过A 点且与圆相切时的直线方程，考查分析问题解决问题的能力.4．C解析：C 【分析】取特殊值1k =，圆与x 轴相切，①正确；利用圆心()1,k 恒在直线0kx y 上，该线与圆一定相交，可判定②③的正误；利用反证法说明④错误. 【详解】选项①中，当1k =时，圆心()1,1，半径1r =，满足与x 轴相切，正确； 选项②③中，圆心()1,k 恒在直线0kx y 上，该线与圆一定相交，故②正确，③错误；选项④中，若()0,0在圆上，则241k k +=，而*k N ∈，若k 是奇数，则左式是偶数，右式是奇数，方程无解，若k 是偶数，则左式是奇数，右式是偶数，方程无解，故所有的圆均不经过原点，正确. 故选：C. 【点睛】本题解题关键是发现圆心()1,k 恒在直线0kx y 上，确定该线与圆一定相交，再结合特殊值法和反证法逐个击破即可.5．B解析：B 【分析】夹在两平行直线之间的面积最大的圆与这两条直线都相切，求出直径即可得到面积 【详解】两平行直线1:340l x y -=与2:34200l x y --=之间的距离：4d ==，夹在两平行直线1:340l x y -=与2:34200l x y --=之间的圆半径最大值为2， 所以该圆的面积为4π. 故选：B 【点睛】此题考查求两条平行直线之间的距离，关键在于熟记距离公式正确求解.6．B解析：B 【分析】先求出圆C 的方程，设出直线l 的方程为y x m =-+，()11,A x m x -，()22,B x m x -，与圆的方程联立消去y 可得12x x +、12x x 用m 表示，由以线段AB 为直径的圆经过坐标原点，()21212121220OA OB x x y y x x m x x m ⋅=+=-++=将12x x +、12x x ，代入即可求出m的值，进而可得直线l 的方程. 【详解】因为()4,2P -，()1,3Q -，所以()32114PQ k --==---，所以直线PQ 的方程为：()31y x -=-+，即20x y +-=， 设圆心(),C a b ，半径为r ， 直线PQ 的垂直平分线为：1322y x -=-，即10x y --=， 所以10a b --=①，由于在y轴上截得的线段的长为(222r a =+②，又因为()()22213r a b =++-③，由①②③可得：10a b r ⎧=⎪=⎨⎪=⎩或54a b r ⎧=⎪=⎨⎪=⎩（舍），所以圆C 的方程为：()22113x y -+=，设直线l 的方程为：y x m =-+，()11,A x m x -，()22,B x m x -， 若以线段AB 为直径的圆经过坐标原点，则OA OB ⊥，0OA OB ⋅=，由()22113y x m x y =-+⎧⎪⎨-+=⎪⎩得：()22221120x m x m -++-=， 所以121x x m +=+，212122m x x -=，所以()()()2121212122OA OB x x x m x m x x m x x m ⋅=+-+-+=-++()221210m m m m =--++=，即2120m m --=，解得：4m =或3m =-， 所以直线l 的方程为4y x =-+或3y x =--， 即直线l 的方程为40x y +-=或30x y ++=， 故选：B 【点睛】关键点点睛：本题的关键点是利用待定系数法求出圆的方程，由以线段AB 为直径的圆经过坐标原点，得出OA OB ⊥，0OA OB ⋅=，将直线l 的方程与圆的方程联立，即可得12x x +、12x x 用m 表示，代入()()()21212121220OA OB x x x m x m x x m x x m ⋅=+-+-+=-++=，即可求出m 的值，进而求解.7．A解析：A 【分析】设所求直线上任意一点()()11,,,P x y Q x y 是P 关于直线30y x -+=的对称点，根据对称关系求得1133x y y x =+⎧⎨=-⎩,代入直线210y x -+=的方程整理即得所求.【详解】解：设所求直线上任意一点()()11,,,P x y Q x y 是P 关于直线30y x -+=的对称点，则111113022y y x x y y x x -⎧=-⎪-⎪⎨++⎪-+=⎪⎩，解得1133x y y x =+⎧⎨=-⎩, 由对称性得Q 在直线210y x -+=上，()()23310x y ∴--++=, 即280x y --=, 故选：A.【点睛】根据“一垂直二中点”列出方程组，求得1133x y y x =+⎧⎨=-⎩是解决问题的关键，利用轨迹方程思想方法求直线的方程也是重要的思想之一.8．A解析：A 【分析】求得圆的圆心坐标和半径，借助11222AOM AB S OA MA OM ∆=⨯⨯=⨯⨯，即可求解. 【详解】如图所示，设圆()()22341x y -+-=的圆心坐标为(3,4)M ，半径为1r =， 则22345OM =+=,2512426OA =-==，则11222AOM AB S OA MA OM ∆=⨯⨯=⨯⨯，可得246OA MA AB OM ⨯⨯==， 故选A.【点睛】本题主要考查了直线与圆的位置关系的应用，其中解答中涉及到圆的切线方程应用，着重考查了推理与运算能力，属于基础题.9．B解析：B 【分析】将234y x x =-22(2)(3)4-+-=x y (3y ≤)，作出直线与半圆的图形，利用两个图形有2个公共点，求出切线的斜率，观察图形可得解. 【详解】由234y x x =-22(2)(3)4-+-=x y (3y ≤)，所以直线y x b =+与半圆22(2)(3)4-+-=x y (3y ≤)有2个公共点，作出直线与半圆的图形，如图：当直线经y x b =+过点(4,3)时，341b =-=-， 当直线与圆22(2)(3)4-+-=x y 211=+，解得122b =-或122b =+由图可知，当直线y x b =+与曲线234y x x =-2个公共点时，1221b -<≤-，故选：B 【点睛】关键点点睛：作出直线与半圆的图形，利用切线的斜率表示b 的范围是解题关键.10．C解析：C 【分析】求出A 关于y 4x +=的对称点A ',根据题意，1A C '-为最短距离，求出即可. 【详解】设点A 关于4x y +=的对称点(,)A a b '，设军营所在区域为的圆心为C ,根据题意，1A C '-为最短距离，∴AA '的中点为43,22a b +-⎛⎫⎪⎝⎭，，直线'AA 的斜率为1, ∴434,22,31,4a b b a +-⎧+=⎪⎪⎨+⎪=⎪-⎩解得：7,0a b ==, ∴1716A C '-=-=，故选: C. 【点睛】本题考查点关于直线对称，点与圆心的距离，考查运算求解能力，求解时注意对称性的应用.11．B解析：B 【分析】先求出直线经过定点1(,1)2P ，圆的圆心为()0,2C ，根据直线与圆的位置关系可知，当CP l ⊥时弦AB 最短，根据1CP l k k ⋅=-求出m 的值，即可求出直线l 的方程.【详解】解：由题得，(21)(1)0x m y -+-=，21010x y -=⎧∴⎨-=⎩，解得：121x y ⎧=⎪⎨⎪=⎩， 所以直线l 过定点1(,1)2P ，圆22:(2)4C x y +-=的圆心为()0,2C ，半径为2，当CP l ⊥时，弦AB 最短，此时1CP l k k ⋅=-， 由题得212102CP k -==--，12l k ∴=， 所以212m -=，4m ∴=-， 所以直线l 的方程为：2430x y -+=.故选：B. 【点睛】本题考查直线过定点问题，考查直线方程的求法，以及直线和圆的位置关系，考查分析推理和化简运算能力.12．D解析：D 【分析】设抛物线y=x 2上一点为A （x 0，x 02），点A （x 0，x 02）到直线2x-y-4=0的距离d ==由此能求出抛物线y=x 2上一点到直线2x-y-4=0的距离最短的点的坐标． 【详解】设抛物线y=x 2上一点为A （x 0，x 02）， 点A （x 0，x 02）到直线2x-y-4=0的距离d ==∴当x 0=1时，即当A （1，1）时，抛物线y=x 2上一点到直线2x-y-4=0的距离最短． 故选D ． 【点睛】本题考查抛物线上的点到直线的距离最短的点的坐标的求法，是基础题．解题时要认真审题，仔细解答．二、填空题13．【分析】设圆的方程为代入点求得或进而得到圆的方程【详解】由题意圆过点且与两坐标轴都相切设圆的方程为将点代入圆的方程可得整理得解得或当时圆的面积较小所以圆的方程为故答案为：【点睛】求解圆的方程的两种方 解析：()()225525x y -+-=【分析】设圆的方程为222()()(0)x a y a a a -+-=>，代入点(8,1)，求得5a =或13a =，进而得到圆的方程. 【详解】由题意，圆C 过点(8,1)，且与两坐标轴都相切， 设圆的方程为222()()(0)x a y a a a -+-=>， 将点(8,1)代入圆的方程，可得222(8)(1)a a a -+-=， 整理得218650a a -+=，解得5a =或13a =，当5a =时，圆C 的面积较小，所以圆的方程为()()225525x y -+-=. 故答案为：()()225525x y -+-=. 【点睛】求解圆的方程的两种方法：几何法：根据圆的几何性质，直接求出圆心坐标和半径，进而写出方程； 待定系数法：①根据题意，选择标准方程与一般方程； ②根据条件列出关于,,a b r 或,,D E F 的方程组； ③解出,,a b r 或,,D E F 的值，代入标准方程或一般方程.14．【分析】由三角形面积公式可得当时的面积达到最大进而可得圆心到直线的距离即可得解【详解】由圆可得圆心坐标为半径将直线的方程化为因为所以当即时的面积达到最大此时圆心到直线的距离解得故答案为：【点睛】关键解析：【分析】由三角形面积公式可得当2AOB π∠=时，AOB 的面积达到最大，进而可得圆心到直线的距离，即可得解. 【详解】由圆22:1O x y +=可得圆心坐标为()0,0O ,半径1r =，将直线的方程化为:0l kx y -=，因为11sin sin 22AOB S OA OB AOB AOB =⋅∠=∠△， 所以当sin 1AOB ∠=即2AOB π∠=时，AOB 的面积达到最大，此时圆心()0,0O 到直线AB 的距离22222211dk k ，解得k = 故答案为： 【点睛】关键点点睛：解决本题的关键是利用三角形面积公式转化面积最值为圆心到弦的距离，细心计算即可得解.15．或【分析】当纵截距为时设直线方程为代入点求得的值得解当纵截距不为时设直线的截距式方程代入点求得直线的方程【详解】当轴上的截距时设直线方程为点代入方程得即当时设直线的方程为点代入方程解得即直线方程为即解析：290x y +-=或250x y -= 【分析】当纵截距为0时，设直线方程为y kx =，代入点()5,2求得k 的值得解，.当纵截距不为0时，设直线的截距式方程，代入点()5,2求得直线l 的方程. 【详解】当y 轴上的截距0b =时，设直线方程为y kx =，点()5,2代入方程，得25y x =，即250x y -=.当0b ≠时，设直线的方程为12x y b b +=，点()5,2代入方程，解得92b =，即直线方程为1992x y+=，即290x y +-=.故答案为：250x y -=或290x y +-=【点睛】讨论截距为0或截距不为0是解题关键，否则会漏解，属于基础题.16．【分析】先根据条件得到点的轨迹方程为由条件可得曲线与圆有8个公共点作出的图象根据数形结合可得答案【详解】如图根据切线的性质可得与全等由则为等腰直角三角形则所以满足条件的点的轨迹方程为：P 为与圆的交点 2m <【分析】先根据条件得到点P 的轨迹方程为222x y +=,由条件可得曲线||||x y m +=与圆222x y +=有8个公共点,作出||||x y m +=的图象，根据数形结合可得答案.【详解】如图，根据切线的性质可得OPM 与OPN 全等， 由90MPN ∠=︒，则OPM 为等腰直角三角形，则2OP =所以满足条件的点P 的轨迹方程为：222x y +=P 为||||x y m +=与圆222x y +=的交点,由条件可得曲线||||x y m +=与圆222x y +=有8个公共点.对于||||x y m +=,当0,0x y ≥≥时，x y m += 当0,0x y ≤≤时，x y m --= 当0,0x y ≥≤时，x y m -= 当0,0x y ≤≥时，x y m -+= 如图，当2m =时，曲线||||x y m +=与圆222x y +=有4个交点.当2m =时，曲线||||x y m +=与圆222x y +=相切，有4个公共点.根据图象可得，当22m <<时，曲线||||x y m +=与圆222x y +=有8个公共点故答案为：22m <<【点睛】关键点睛：本题考查轨迹问题和根据图象的交点个数求参数，解答本题的关键是先求出点P 的轨迹方程为：222x y +=，然后转化为曲线||||x y m +=与圆222x y +=有8个公共点.根据图象先求出临界情况的参数值，再数形结合解出答案，属于中档题.17．③④【分析】先将方程：化为：确定出圆心半径判断选项①②；将代入得圆方程可转化为该圆上的点到直线的最大距离问题求解；先求出以圆外点与圆心连线为直径的圆方程再将两圆方程相减即可得两切点连线的直线方程【详解析：③④ 【分析】先将方程：22(42)20x y m x my m +-+--=化为：()()22221551x m y m m m -++-=++⎡⎤⎣⎦，确定出圆心，半径判断选项①②；将1m =-代入得圆方程，可转化为该圆上的点到直线l 的最大距离问题求解；先求出以圆外点(1,0)-与圆心连线为直径的圆方程，再将两圆方程相减即可得两切点连线的直线方程.【详解】方程：22(42)20x y m x my m +-+--=可化为：()()22221551x m y m m m -++-=++⎡⎤⎣⎦，当25510m m ++>即m >或m <时，方程表示圆，故①错；由①知，当510m >或510m <时，该方程表示圆，且圆心()21,M m m +在直线210x y --=上移动，且半径不定，故②显然不正确；当1m =-时，方程表示圆M ：()()22111x y +++=,由条件知曲线C 上的点到直线l 的最大距离即为圆M 上的点到直线l 212+=，所以③正确；当m 1≥时，22211551524r m m m ⎛⎫=++=+- ⎪⎝⎭，所以当1m =时，圆面积最小，此时圆心为()3,1M ，圆M 方程为：()()223111x y -+-=，设()1,0P -，则PM 的中点为11,2⎛⎫ ⎪⎝⎭，217PM =， 所以PM 为直径的圆方程为()22117124x y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭， 两圆方程相减即得AB 所在的直线方程为420x y +-=，故④正确. 故答案为：③④ 【点睛】方法点睛：已知圆外一点引圆的两条切线，求解切点连线的直线方程，通常先求出以圆外一点与圆心连线为直径的圆方程，然后将两圆方程相减，即可得切点连线的直线方程.18．【分析】计算出的三边长利用等面积法可求得弦的长【详解】如下图所示：由已知圆半径为由两点间的距离公式得易知为的角平分线且为的中点所以故答案为：【点睛】关键点睛：本题考查求圆的弦长解答本题的关键是由圆的 解析：45【分析】计算出Rt PAC △的三边长，利用等面积法可求得弦AB 的长. 【详解】 如下图所示：由已知()3,1P 、()1,0C ，圆C 半径为1r =，AC PA ⊥，BC PB ⊥， 由两点间的距离公式得()()2231105PC =-+-=222PA PC r =-=，易知PC 为APB ∠的角平分线，且PA PB =，PC AB ∴⊥，M ∴为AB 的中点， 所以，245255PA ACAB AM PC⋅====. 故答案为：455【点睛】关键点睛：本题考查求圆的弦长，解答本题的关键是由圆的几何性质以及圆的切线的几何性质得出PA PC ，的大小，然后得出PC 为APB ∠的角平分线，且PA PB =，PC AB ⊥，再利用等面积法求出弦长，属于中档题.19．7【分析】根据两圆相离可以判定出与两圆都相切且半径为3的圆有7个【详解】解：因为两圆是相离的所以与两圆都相切且半径为3的圆的情况如下：与两圆都内切的有1个是以原点为圆心即；与两圆都外切的有2个设切点解析：7 【分析】根据两圆相离，可以判定出与两圆都相切且半径为3的圆有7个． 【详解】解：因为两圆221:(2)1O x y ++=，222:(2)1O x y -+=是相离的，所以与两圆都相切且半径为3的圆的情况如下：与两圆都内切的有1个，是以原点为圆心，即229x y +=；与两圆都外切的有2个，设切点为(0,)b 4b =⇒=±∴22(9x y +±=，同理，利用圆与圆的圆心距和半径的关系可得：与圆1O 外切于圆2O 内切的圆有2个；与圆1O 内切于圆2O 外切的圆有2个；分别为223()(92x y ++±=和223()(92x y -+=，共7个， 故答案为：7． 【点睛】由圆心距判断两圆的位置关系相离，再利用直观想象可得与两圆都相切的情况，包括内切和外切两类.20．3x ﹣2y+12=0【详解】设A （x0）B （0y ）由中点坐标公式得：解得：x=﹣4y=6由直线过点（﹣23）（﹣40）∴直线的方程为：即3x ﹣2y+12=0故答案为3x ﹣2y+12=0解析：3x ﹣2y+12=0 【详解】设A （x ，0）、B （0，y ），由中点坐标公式得：002322x y++=-=， 解得：x=﹣4，y=6，由直线l 过点（﹣2，3）、（﹣4，0），∴直线l 的方程为：320342y x -+=--+， 即3x ﹣2y+12=0． 故答案为3x ﹣2y+12=0三、解答题21．（1）2232x y +=；（2）160,3⎛⎫⎪⎝⎭E . 【分析】（1）直接用坐标表示出已知等式，化简后可得方程；（2）点(0,)E m ，(,)N x y ，由NEt NP=t =与圆方程联立方程组消去x 后得关于y 的恒等式，由此可求得m ，t ． 【详解】解：,==MA MB2232x y ∴+=，即点M 的轨迹方程是2232x y +=．（2）设点(0,)E m ，(,)N x y ，，=NEt NP=t又∵2232x y +=②，由①②整理，得222(122)32680-++-=t m y m t ，即2221220,32680,t m m t ⎧-=⎨+-=⎩解得16,63m m ==（舍），3=t ∴满足条件的点E 的坐标为16(0,)3E . 【点睛】本题考查直接法求轨迹方程，考查圆中的定点问题．求定点方法：设定点坐标(0,)E m ，动点坐标(,)N x y ，NENP为常数t ，把常数t 的等式用动点坐标表示，同时结合圆的方程，得出关于变量x 或y 的恒等式，由恒等式知识求得常数及定点坐标． 22．（1）A ′334(,)1313-；（2）9x －46y ＋102＝0；（3）2x －3y －9＝0. 【分析】（1）直接设出点(),A x y '，利用垂直和中点坐标，列方程求解；（2）首先直线m '过直线l 和m 的交点，再转化为一点关于直线的对称点，利用两点求直线方程；（3）法一，转化为点关于点的对称点，求直线方程，法二，设Q (x ，y )为l ′上任意一点，利用对称性求关于(),x y 的方程.【详解】 （1）设A ′(x ，y )，则221,13122310,22y x x y +⎧⨯=-⎪⎪+⎨--⎪⨯-⨯+=⎪⎩解得33,134,13x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩即A ′334(,)1313-. （2）在直线m 上取一点，如M (2，0)，则M (2，0)关于直线l 的对称点必在m ′上．设对称点为M ′(a ，b )，则202310,22021,23a b b a ++⎧⨯-⨯+=⎪⎪⎨-⎪⨯=-⎪-⎩解得6,1330,13a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩即M ′630(,)1313.设m 与l 的交点为N ，则由2310,3260,x y x y -+=⎧⎨--=⎩得N (4，3)．又m ′经过点N (4，3)，∴由两点式得直线m ′的方程为9x －46y ＋102＝0.（3）法一：在l ：2x －3y ＋1＝0上任取两点，如P (1，1)，N (4，3)，则P ，N 关于点A 的对称点P ′，N ′均在直线l ′上．易知P ′(－3，－5)，N ′(－6，－7)，由两点式可得l ′的方程为2x －3y －9＝0. 法二：设Q (x ，y )为l ′上任意一点，则Q (x ，y )关于点A (－1，－2)的对称点为Q ′(－2－x ，－4－y )， ∵Q ′在直线l 上，∴2(－2－x )－3(－4－y )＋1＝0， 即2x －3y －9＝0. 【点睛】方法点睛：与直线有关的对称问题的求解规律：点关于点对称，利用中点坐标得到对称点的关系式，1122x a x y b y =-⎧⎨=-⎩；直线关于点对称，两直线平行，斜率相等，再在已知直线上取点A ，再求点A 关于对称点的对称点A '，求直线方程；点关于直线对称，两对称点的连线与对称轴垂直，两对称点的对称中心在对称轴上，列式求解对称点；直线关于直线的对称，若两直线相交，则三条直线交于一点，再转化为求点关于直线的对称点；若两直线平行，则三条直线都平行，由平行直线系和两条平行线间的距离即可求出直线的对称直线.23．（1）229x y +=（2） 【分析】（1）设出经过圆C 和直线l 的圆系方程，利用圆心在直线2y x =上可求得结果； （2）当直线MN 的斜率不存在时，可求出四边形的MRNS面积为MN 的斜率存在时，设直线:(2)MN y k x =+，则直线:20RS x ky ++=，利用几何方法求出||MN 和||RS ，求出四边形MRNS 面积，再换元求出最值可得取值范围.【详解】（1）依题意可设圆E 的方程为22663(2)0x x y y x y λ-+-+++-=，整理得22(6)(6)320x y x y λλλ++-+-+-=，所以圆心66(,)22E λλ----，因为圆心E 在直线2y x =上，所以66222λλ--⎛⎫-=⨯- ⎪⎝⎭，解得6λ=，所以圆E 的方程为229x y +=.（2）当直线MN 的斜率不存在时，||MN =||6RS =，四边形MRNS 面积为162⨯= 当直线MN 的斜率存在时，设直线:(2)MN y k x =+，即20kx y k -+=，则直线:20RS x ky ++=，圆心E 到直线MN 的距离1d =，圆心E 到直线RS 的距离2d =，所以||MN ===，||RS ==所以四边形MRNS 面积为1||||2MN RS ⨯=， 令211t k =+，则01t <≤， 所以2244(5)(9)(54)(94)11t t k k +-=+-++224516164516()16t t t t =-++=---， 当12t =，即1k =±时，24516()16t t ---取得最大值49，此时四边形的MRNS 面积的最大值为14，当1t =，即0k =时，24516()16t t ---取得最小值45，此时四边形MRNS 面积的最小值为综上所述：四边形MRNS 面积的取值范围为 【点睛】结论点睛：经过直线0Ax By C ++=与圆220x y Dx Ey F ++++=的交点的圆系方程为22()0x y Dx Ey F Ax By C λ+++++++=.24．3m =-【分析】圆的方程中22,x y 系数需相等，可得22212m m m m +-=-+，解方程即可得答案； 【详解】要使方程()()222221220m m x m m y m +-+-+++=表示的图形是一个圆， 需满足22212m m m m +-=-+，得2230m m +-=，所以3m =-或1m =．①当1m =时，方程为2232x y +=-不合题意，舍去；②当3m =-时，方程为2214141x y +=，即22114x y +=，表示以原点为圆心，以14为半径的圆．综上，3m =-满足题意．【点睛】 圆的一般方程形式为2222(4)00x y Dx Ey F D E F ++++=+->，注意方程的特点是求解的关键.25．（1）224x y +=；（2）2340x y +-=；（3）(2,0)(0,2)- 【分析】（1）设点E 点坐标为(),x y ，则||1||2EA EB =，利用两点间的距离公式得到方程，整理即可得解；（2）连接OG ，OM ，求出以G 为圆心，||GM 为半径的圆的方程，再跟圆C 求公共弦，即切点弦方程；（3）设直线的方程为：y x b =-+，()11,P x y ，()22,Q x y ，利用根与系数的关系可得P ，Q 两点横坐标的和与积，结合POQ ∠为钝角，得0OP OQ <，即12120x x y y +<，从而可得直线l 的纵截距的取值范围．【详解】解：（1）设点E 点坐标为(),x y ，则||1||2EA EB = 得2222(1)1(4)4x y x y -+=-+ 整理得：2233120x y +-=曲线C 的方程是224x y +=.（2）过G 点()2,3作两条与曲线C 相切的直线，G 点在圆外，连接OG ，OM ，由题意知||OG =||3GM =， ∴以G 为圆心，||GM 为半径的圆的方程为22(2)(3)9x y -+-=①，又圆C 的方程为224x y +=②，由①-②得直线MN 的方程是2340x y +-=；（3）设直线的方程为：y x b =-+，联立224x y +=得：222240x bx b -+-=，设直线l 与圆的交点()11,P x y ，()22,Q x y由()22(2)840b b ∆=--->，得28b <， 12x x b +=.21242b x x -⋅= 因为POQ ∠为钝角，所以0OP OQ ⋅<，即12120x x y y +<，且OP 与OQ 不是反向共线，又11y x b =-+，22y x b =-+，所以()21212121220x x y y x x b x x b +=-++< 12x x b +=，21242b x x -= 222121240x x y y b b b +=--+<得24b <，即22b -<<，当OP 与OQ 反向共线时，直线y x b =-+过原点，此时0b =，不满足题意， 故直线l 在y 轴上的截距的取值范围是22b -<<，且0b ≠.【点睛】本题考查直线与圆的位置关系的应用，训练了利用圆系方程求两圆公共弦所在的直线方程，考查了平面向量的数量积运算，对于过圆222()()x a y b r -+-=外一点()00,x y 的切点弦方程为()()()()200x a x a y b y b r --+--=． 26．（1）10±；（2）外切或相离，答案见解析.【分析】（1）根据新定义的要求即可求出m 的值；（2）先设圆2C 的方程222()(3)x a y a -+-=，然后根据新定义可求出a 的值，再根据a的值判断两圆的位置关系.【详解】（1）由直线关于圆的距离的比的定义 得25m=，所以10m =±（2）当0m =时，直线:340l x y -=圆2C 与y 轴相切点于(0,3)A所以可设2C ：222()(3)x a y a -+-= 3126545a a a -=⇒=-或43①当4a =-时，2C ：22(4)(3)16x y ++-=两圆的圆心距5d =，两圆半径之和为145+=，因此两圆外切②当43a =时，2C ：22416()(3)39x y -+-= 两圆的圆心距48433d =-+=大于两圆的半径之和47133+=，因此两圆外离 【点睛】关键点点睛：本题的关键点是利用新定义圆的圆心到一条直线的距离与该圆的半径之比，叫做直线关于圆的距离比，可求出m 的值，利用圆2C 与y 轴相切于点()0,3A 设出其方程为222()(3)x a y a -+-=根据新定义可求出a 的值，再比较圆心距与半径之和、差，可判断两圆的位置关系.。
高二数学选一人教A版圆的标准方程+答案解析(附后)
3ngk2nmn高二数学选一人教A版第二章直线和圆的方程2.4圆的方程2.4.1圆的标准方程一、单选题（本大题共7小题，共35分。
在每小题列出的选项中，选出符合题目的一项）1.点与圆的位置关系是( )A. 在圆上B. 在圆内C. 在圆外D. 不能确定2.点与圆的位置关系是( )A. 点M在圆C内B. 点M在圆C上C. 点M在圆C外D. 不能确定3.已知点在圆外，则实数a的取值范围为( )A. B. C. D.4.已知点，，圆，则( )A. A，B都在C内B. A在C外，B在C内C. A，B都在C外D. A在C内，B 在C外5.若点在圆内，则实数m的取值范围是( )A. B. C. D.6.圆的周长是( )A. B. C. D.7.点与圆的位置关系是( )A. 在圆外B. 在圆上C. 在圆内D. 与a的值有关二、填空题（本大题共3小题，共15分）8.若圆C的半径为1，其圆心与点关于直线对称，则圆C的标准方程为__________.9.已知点，，则以线段AB为直径的圆的标准方程为__________.10.与圆同圆心，且过点的圆的标准方程为__________.三、解答题（本大题共6小题，共72分。
解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤）11.本小题12分求满足下列条件的圆的标准方程.圆心为，半径等于圆心为，经过点圆心在直线上，且与y轴交于点，12.本小题12分已知x和y满足求的最值;试求点到圆的最远距离.13.本小题12分已知x，y满足，求的最大值与最小值.14.本小题12分已知三条直线，，两两相交，求过这三个交点的圆的标准方程.15.本小题12分已知圆C经过点和，且圆心C在直线上.求圆C的标准方程;设点在圆C上，求的面积.16.本小题12分已知以点，且为圆心的圆经过原点O，且与x轴交于点A，与y轴交于点异于原点求证：的面积为定值;设直线与圆C交于点M，N两点，若，求圆C的标准方程.答案和解析1.【答案】C【解析】【分析】本题考查点与圆位置关系的判断，属于简单题.【解答】解析因为，所以点在圆外，故选2.【答案】C【解析】【分析】本题考查点与圆的位置关系的判定，属于简单题.【解答】根据题意得圆C的圆心为，半径为1，则，则点M在圆C外.故选3.【答案】B【解析】【分析】本题考查已知点与圆的位置关系，求参数范围问题，属于基础题.【解答】圆，即，所以圆心为，半径，因为点在圆外，所以点到圆心的距离大于半径，即，解得4.【答案】D【解析】【分析】本题主要考查点与圆的位置关系，属于基础题．求出圆心C的坐标和半径，再计算AC、BC的值，和半径作比较，从而得出结论．【解答】解：圆C：的圆心，半径为，点，，，，故A在C内，B在C外，故选：5.【答案】A【解析】【分析】本题考查已知点与圆的位置关系，求参数范围问题，属于基础题.【解答】由题意得，即，又，所以6.【答案】B【解析】【分析】本题考查由圆的标准方程确定圆的半径问题，考查圆的面积的求法，属于基础题.【解答】由题意知该圆的半径，所以周长为，故选7.【答案】A【解析】【分析】本题考查点与圆的位置关系的判定，属于基础题.【解答】因为，所以点在圆外.8.【答案】【解析】【分析】本题考查圆的标准方程的求法以及点与直线之间的对称问题，属于基础题.【解答】解：因为圆C的圆心与点关于直线对称，所以圆心的坐标为，故圆C的标准方程为9.【答案】【解析】【分析】本题考查圆的标准方程的求法，属于基础题.【解答】解析易知线段AB的中点的坐标即为圆心的坐标，所以圆心的坐标为，又圆的半径，所以所求圆的标准方程为10.【答案】【解析】【分析】本题考查圆的标准方程的求法，以及由圆的标准方程确定圆心问题，属于简单题.【解答】解：因为已知圆的圆心为，所以所求圆的圆心为，所以所求圆的半径为，所以所求圆的标准方程为11.【答案】解：圆的标准方程为由两点间的距离公式可得圆的半径，故圆的标准方程为因为圆与y轴交于点，，所以圆心在直线上.又圆心在直线上，所以圆心的坐标为，所以圆的半径，故圆的标准方程为【解析】本题考查圆的标准方程的求法，属于基础题.12.【答案】由题意知表示圆上的点到坐标原点的距离的平方，显然当圆上的点与坐标原点的距离取得最大值和最小值时，其平方也相应的取得最大值和最小值.易知圆的圆心的坐标为，半径为，所以原点到圆心的距离，故圆上的点到坐标原点的最远距离为，最近距离为，因此的最大值和最小值分别为和由知圆心的坐标为，半径为，则点P到圆心的距离为，所以点到圆的最远距离为【解析】本题考查点与圆上的点的最值问题，属于一般题.13.【答案】解：易知点是圆上的任意一点，且圆C的圆心为，半径，因此表示点与该圆上的点的距离.因为，所以点在圆外.如图所示.又，所以的最大值为，最小值为【解析】本题考查点到圆上点的最值问题，属于一般题.14.【答案】解：易知平行于x轴，与互相垂直，设与交于点C，，分别与交于点A，B，则三个交点A，B，C构成直角三角形，所以经过A，B，C三点的圆就是以线段AB为直径的圆.联立得解得所以点A的坐标是，联立得解得所以点B的坐标是，所以线段AB的中点的坐标是，又，所以所求圆的标准方程是【解析】本题考查两条直线交点坐标的求法以及圆的标准方程的求法，属于基础题.15.【答案】解析依题意知，所求圆的圆心C为线段AB的垂直平分线和直线的交点.由题意得线段AB的中点的坐标为，直线AB的斜率为1，的垂直平分线的方程为，即联立得解得即圆心为，半径，故所求圆C的标准方程为点在圆C上，代入圆C的标准方程得或舍去，，故，直线AQ的方程为，点B到直线AQ的距离为4，的面积【解析】本题考查圆的标准方程的求法以及圆中的三角形面积问题，属于一般题.16.【答案】证明：由题意可得，圆的标准方程为，化简得，圆与两坐标轴的交点分别为，，，故的面积为定值.，原点O在线段MN的垂直平分线上，设线段MN的中点为H，则C，H，O三点共线，易知OC的斜率，，解得，圆心为或当圆心为时，该直线与圆C相离，不符合题意;当圆心为时，满足题意.综上所述，圆C的标准方程是【解析】本题考查直线与圆位置关系的判断与求参，考查圆中的三角形面积的求法，以及如何求圆的标准方程问题，属于较难题.。
人教版高中数学选修一第二单元《直线和圆的方程》测试题(含答案解析)(1)
一、选择题1．直线()()()230x m x y m -+-+=∈R 过下面哪个定点（ ） A ．()4,0B ．()0,4C ．()2,5D ．()3,22．如果实数x 、y 满足22640x y x +-+=，那么yx的最大值是（ ）A ．23B C ．3D 3．若点()1,1P --为圆2260x y x ++=的弦MN 的中点，则弦MN 所在直线的方程为（ ）A ．230x y +-=B ．210x y --=C ．230x y +-=D ．210x y -+=4．若圆C ：222430x y x y ++-+=，关于直线260ax by ++=对称，则由点(),a b 向圆所作的切线长的最小值为（ ） A ．2B ．4C ．6D ．85．已知M (3，)，N (－1，)，F (1，0)，则点M 到直线NF 的距离为（ ）A B ．C ．D ．6．夹在两平行直线1:340l x y -=与2:34200l x y --=之间的圆的最大面积等于（ ） A ．2πB ．4πC ．8πD ．12π7．赵州桥，是一座位于河北省石家庄市赵县城南洨河之上的石拱桥，因赵具古称赵州而得名．赵州桥始建于隋代，是世界上现存年代久远、跨度最大、保存最完整的单孔石拱桥．小明家附近的一座桥是仿赵州桥建造的一座圆拱桥，已知在某个时间段这座桥的水面跨度是20米，拱顶离水面4米；当水面上涨2米后，桥在水面的跨度为（ ）A ．10米B ．米C ．米D ．8．直线210y x -+=关于30y x -+=对称的直线方程是（ ） A ．280x y --=B ．2100x y --=C ．2120x y +-=D ．2100x y +-=9．已知圆222:(1)(1)(0)C x y r r -+-=>，若圆C 上至少有3个点到直线20x y ++=，则实数r 的取值范围为（ ）A ．(0,B ．C ．)+∞D ．+∞[) 10．若圆x 2+y 2+ax -by =0的圆心在第二象限，则直线x +ay -b =0一定不经过（ ） A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限11．若直线y x b =+与曲线3y =2个公共点，则b 的取值范围是（ ）A ．[1-+B ．(11]--C ．[3,1+D ．[1,3]-12．已知函数22()()4)()f x x a a a R =-+-∈，若关于x 的不等式()2f x ≤有解，则实数a 的值为（ ） A ．2-B ．2C．D二、填空题13．已知圆C ：224x y +=，直线l ：(0)x y m m +=>，圆C 上恰有两个点到直线l 的距离为1.则m 的取值范围是_____________.14．设()11,M x y 、()22,N x y 为不同的两点，直线:0l ax by c ++=，1122ax by cax by cδ++=++，以下命题中正确的序号为__________．（1）存在实数δ，使得点N 在直线l 上； （2）若1δ=，则过M 、N 的直线与直线l 平行； （3）若1δ=-，则直线l 经过MN 的中点；（4）若1δ>，则点M 、N 在直线l 的同侧且直线l 与线段MN 的延长线相交； 15．经过点(2,1)M ，并且与圆2268240x y x y +--+=相切的直线方程是________． 16．过圆226430x y x y +-+-=的圆心，且垂直于2110x y ++=的直线方程是______．17．在平面直角坐标系中，如果x 与y 都是整数，就称点(,)x y 为整点，下列命题中正确的是_______．（写出所有正确命题的编号）① 存在这样的直线，既不与坐标轴平行又不经过任何整点； ② 如果k 与b 都是无理数，则直线y kx b =+不经过任何整点； ③ 如果直线l 经过两个不同的整点，则直线l 必经过无穷多个整点； ④ 直线y kx b =+经过无穷多个整点的充分必要条件是：k 与b 都是有理数．18．与两圆22(2)1x y ++=，22(2)1x y -+=都相切，且半径为3的圆一共有________个19．已知：()2,0A -，()2,0B ，()0,2C ，()1,0E -，()1,0F ，一束光线从F 点出发发射到BC 上的D 点经BC 反射后，再经AC 反射，落到线段AE 上（不含端点）FD 斜率的范围为____________.20．若直线l：y kx =23-60x y +=的交点位于第一象限，则直线l 的倾斜角的取值范围是___________.三、解答题21．已知圆221:2440C x y x y ++--=.（1）在下列两个条件中任选一个作答.注：如果选择两个条件分别解答，按第一个解答计分.①已知不过原点的直线l 与圆1C 相切，且在x 轴、y 轴上的截距相等，求直线l 的方程； ②从圆外一点(2,1)P 向圆引切线，求切线方程.（2）若圆222:4C x y +=与圆1C 相交与D 、E 两点，求线段DE 的长.22．在平面几何中，通常将完全覆盖某平面图形且直径最小的圆，称为该平面图形的最小覆盖圆.最小覆盖圆满足以下性质：①线段AB 的最小覆盖圆就是以AB 为直径的圆； ②锐角ABC 的最小覆盖圆就是其外接圆.已知曲线W ：244x y +=，()0,A t ，()2,0B ，(C ，()2,0D -为曲线W 上不同的四点.（1）求实数t 的值及ABC 的最小覆盖圆的方程； （2）求四边形ABCD 的最小覆盖圆的方程； （3）求曲线W 的最小覆盖圆的方程.23．已知ABC 的顶点(5,1)A ，直线BC 的方程为6590x y AB --=，边上的中线CM 所在直线方程为250x y --=． （1）求顶点C 的坐标；（2）求AC 边上的高所在直线方程．24．已知圆C ：222440x y x y +-+-=，斜率为1的直线l 与圆C 交于A 、B 两点. （1）化圆的方程为标准形式，并指出圆心和半径；（2）是否存在直线l ，使以线段AB 为直径的圆过原点？若存在，求出直线l 的方程，若不存在，说明理由；（3）当直线l 平行移动时，求CAB △面积的最大值.25．已知圆C 经过点()1,0A -和()3,4B ，且圆心C 在直线3150x y +-=上． （1）求圆C 的标准方程；（2）设点()()1,0Q m m ->在圆C 上，求△QAB 的面积．26．已知圆心为C 的圆经过A （1，1）和B （2，－2），且圆心C 在直线l ：10x y -+=上.（1）求圆心为C 的圆的一般式．．．方程；（2）是否存在过原点的直线l ′与⊙C 交于E 、F 两点且使EF 为直径的圆过点M （0），若存在，求出直线l ′方程，若不存在说明理由.【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．C 解析：C 【分析】由恒等式的思想得出2030x x y -=⎧⎨-+=⎩，解之可得选项.【详解】由2030x x y -=⎧⎨-+=⎩，解得：25x y =⎧⎨=⎩，故直线过恒过点()2,5，故选：C. 【点睛】方法点睛：求直线恒过点的方法：方法一（换元法）：根据直线方程的点斜式直线的方程变成()y k x a b =-+，将x a =带入原方程之后，所以直线过定点()a b ，；方法二（特殊引路法）：因为直线的中的m 是取不同值变化而变化，但是一定是围绕一个点进行旋转，需要将两条直线相交就能得到一个定点.取两个m 的值带入原方程得到两个方程，对两个方程求解可得定点.2．D解析：D 【分析】本题首先可求出圆的圆心与半径，然后将yx看作圆上一点(),x y 与()0,0连线的斜率，并结合图像得出当过原点的直线与圆相切时斜率最大，最后根据直线与圆相切即可得出结果. 【详解】22640x y x +-+=，即()2235x y -+=，圆心为()3,0，半径为5，yx的几何意义是圆上一点(),x y 与()0,0连线的斜率， 如图，结合题意绘出图像：结合图像易知，当过原点的直线与圆相切时，斜率最大，即yx最大， 令此时直线的倾斜角为α，则5tan α=，y x 5，故选：D. 【点睛】关键点点睛：本题考查直线的斜率的几何意义的应用，考查直线与圆相切的相关性质，能否将yx看作点(),x y 与()0,0连线的斜率是解决本题的关键，考查数形结合思想，是中档题.3．D解析：D 【分析】连接圆心与弦中点，根据垂径定理的逆定理得到直线AP 与弦所在的直线垂直，由圆的标准方程求出圆心A 的坐标，再由弦中点P 的坐标，求出直线AP 的斜率，根据两直线垂直斜率的乘积为1-，求出弦所在直线的斜率，再由弦中点P 的坐标及求出的斜率，写出弦所在直线的方程即可． 【详解】解：由题意，知圆的标准方程为()2239x y ++=，圆心为()30A -,. 因为点()1,1P --为弦MN 的中点，所以AP MN ⊥. 又AP 的斜率101132k --==--+，所以直线MN 的斜率为2， 所以弦MN 所在直线的方程为()121y x +=+，即210x y -+=. 故选：D 【点睛】此题考查了直线与圆的位置关系，涉及的知识有：圆的标准方程，垂径定理，直线斜率的求法，两直线垂直时斜率满足的关系，以及直线的点斜式方程，解题的关键是连接圆心与弦中点，根据垂径定理的逆定理得到直线AP 与弦所在的直线垂直．4．B解析：B 【分析】由题意圆C 的圆心()1,2-在直线620ax by ++=上，可得2260a b -++=，即点(),a b 在直线:30l x y -++=上，过点作圆C 的切线，切点为E ，则DE ==CD 最短，可得答案.【详解】由将圆C 的方程化为标准方程为：()()22122x y ++-=， 圆心为()1,2-2因为圆C 关于直线620ax by ++=对称，所以圆心位于该直线上，将圆心坐标代入直线方程中， 有2260a b -++=，即点(),a b 在直线:30l x y -++=上， 设(),D a b ，过点作圆C 的切线，切点为E 则2222DE CD r CD =-=-要使得切线DE 长最短，则只需CD 最短.CD 的最小值为过点C 作直线:30l x y -++=的垂线.此时123322CD ++==2CE r =所以根据勾股定理，得224DE CD CE =-=. 故选：B 【点睛】解题关键是利用圆的定义和圆切线的长的求法，根据数形结合，列出方程求解，主要考查学生的分析能力和计算能力，属于中档题.5．B解析：B 【分析】首先利用题中所给的点N (－1，3，F (1，0)，求出直线NF 的方程，之后利用点到直线的距离公式求得结果. 【详解】易知NF 的斜率k 3NF 的方程为y 3 (x －1)， 3＋y 3＝0.所以M 到NF.故选：B. 【点睛】思路点睛：该题考查的是有关点到直线的距离的问题，解题思路如下：（1）根据题意首先求出直线的方程，可以先求斜率，利用点斜式求，也可以直接利用两点式求；（2）之后利用点到直线的距离公式直接求结果.6．B解析：B 【分析】夹在两平行直线之间的面积最大的圆与这两条直线都相切，求出直径即可得到面积 【详解】两平行直线1:340l x y -=与2:34200l x y --=之间的距离：4d ==，夹在两平行直线1:340l x y -=与2:34200l x y --=之间的圆半径最大值为2， 所以该圆的面积为4π. 故选：B 【点睛】此题考查求两条平行直线之间的距离，关键在于熟记距离公式正确求解.7．C解析：C 【分析】根据题意，建立圆拱桥模型，设圆O 半径为R , 当水面跨度是20米，拱顶离水面4米，分析可得22100(4)R R =--，求出R ，当水面上涨2米后，可得跨度2CD CN =，计算可得解. 【详解】根据题意，建立圆拱桥模型，如图所示：设圆O 半径为R ,当水面跨度是20米，拱顶离水面4米，此时水面为AB ，M 为AB 中点，即20AB =，4OM R =-，利用勾股定理可知，22222AB AM OA OB ==-，即22100(4)R R =--，解得292R =， 当水面上涨2米后，即水面到达CD ，N 为CD 中点，此时2ON R =-，由勾股定理得2222(2)66CD CN R R ==--=.故选：C 【点睛】关键点睛：本题考查圆的弦长，解题的关键是利用已知条件建立模型，利用数形结合求解，考查学生的转化能力与运算求解能力，属于基础题.8．A解析：A 【分析】设所求直线上任意一点()()11,,,P x y Q x y 是P 关于直线30y x -+=的对称点，根据对称关系求得1133x y y x =+⎧⎨=-⎩,代入直线210y x -+=的方程整理即得所求. 【详解】解：设所求直线上任意一点()()11,,,P x y Q x y 是P 关于直线30y x -+=的对称点，则111113022y y x x y y x x -⎧=-⎪-⎪⎨++⎪-+=⎪⎩，解得1133x y y x =+⎧⎨=-⎩, 由对称性得Q 在直线210y x -+=上，()()23310x y ∴--++=, 即280x y --=, 故选：A. 【点睛】根据“一垂直二中点”列出方程组，求得1133x y y x =+⎧⎨=-⎩是解决问题的关键，利用轨迹方程思想方法求直线的方程也是重要的思想之一.9．D解析：D 【分析】根据题意，得到直线不过圆心，且求得圆心到直线的距离，结合题中条件，得到实数r 的取值范围. 【详解】圆222:(1)(1)(0)C x y r r -+-=>的圆心(1,1)到直线20x y ++=为：d ==，且直线20x y ++=不过圆心，若圆222:(1)(1)(0)C x y r r -+-=>上至少有3个点到直线20x y ++=，则有r ≥=所以实数r 的取值范围为+∞[)， 故选：D. 【点睛】思路点睛：该题考查的是有关直线与圆的相关问题，解决该题的思路如下： （1）求得圆心到直线的距离，并且发现直线不过圆心； （2）结合题中条件，得到r 的取值范围.10．C解析：C 【分析】由圆心位置确定a ，b 的正负，再结合一次函数图像即可判断出结果. 【详解】因为圆22+0x y ax by +-=的圆心坐标为,22a b ⎛⎫- ⎪⎝⎭， 由圆心在第二象限可得0,0a b >>，所以直线0x ay b +-=的斜率10a -<，y 轴上的截距为0b a>，所以直线不过第三象限. 故选：C11．B解析：B 【分析】将3y =22(2)(3)4-+-=x y (3y ≤)，作出直线与半圆的图形，利用两个图形有2个公共点，求出切线的斜率，观察图形可得解. 【详解】由3y =22(2)(3)4-+-=x y (3y ≤)，所以直线y x b =+与半圆22(2)(3)4-+-=x y (3y ≤)有2个公共点，作出直线与半圆的图形，如图：当直线经y x b =+过点(4,3)时，341b =-=-， 当直线与圆22(2)(3)4-+-=x y 相切时，211=+，解得122b =-或122b =+（舍），由图可知，当直线y x b =+与曲线234y x x =--有2个公共点时，1221b -<≤-，故选：B 【点睛】关键点点睛：作出直线与半圆的图形，利用切线的斜率表示b 的范围是解题关键.12．A解析：A 【分析】 令22y x =-，则222(0)x y y +=≥，将问题转化为圆222x y +=与圆22()(4)2x a y a -+--=有交点，利用圆心距与半径的关系可得解.【详解】 令22y x =-，则222(0)x y y +=≥，所以()2f x ≤有解化为22()(4)2x a y a -+--≤有解，则问题转化为半圆222(0)x y y +=≥与圆22()(4)2x a y a -+--=有交点， 因为圆22()(4)2x a y a -+--=的圆心在直线4y x =+上，如图：22(4)22a a ++≤，即2440a a ++≤，即2(2)0a +≤，解得2a =-. 故选：A【点睛】关键点点睛：令y =，将问题转化为半圆222(0)x y y +=≥与圆22()(4)2x a y a -+--=有交点是解题关键.二、填空题13．【分析】根据圆的几何性质结合点到直线距离公式进行求解即可【详解】圆C ：的半径为2圆心坐标为：设圆心到直线l ：的距离为要想圆C 上恰有两个点到直线l 的距离为1只需即而所以故答案为：【点睛】关键点睛：利用解析：【分析】根据圆的几何性质，结合点到直线距离公式进行求解即可. 【详解】圆C ：224x y +=的半径为2，圆心坐标为：(0,0) 设圆心(0,0)到直线l ：x y m +=的距离为d ，要想圆C 上恰有两个点到直线l 的距离为1，只需112d <<+，即13m <<⇒<< 0m >m <<.故答案为： 【点睛】关键点睛：利用圆的性质转化为点到直线的距离是解题的关键.14．②③④【分析】①点在直线上则点的坐标满足直线方程从而得到进而可判断①不正确②若则进而得到根据两直线斜率的关系即可判断②③若即可得到即可判断③④若则或根据点与直线的位置关系即可判定④【详解】解：若点在解析：②③④ 【分析】①点在直线上，则点的坐标满足直线方程，从而得到220ax bx c ++=，进而可判断①不正确．②若1δ=，则1122ax by c ax by c ++=++，进而得到1221y y ax x b-=--，根据两直线斜率的关系即可判断②．③若1δ=-，即可得到1212()()022x x y y a b c ++++=，即可判断③． ④若1δ>，则11220ax by c ax by c ++>++>，或11220ax by c ax by c ++<++<，根据点与直线的位置关系即可判定④． 【详解】解：若点N 在直线l 上则220ax bx c ++=，∴不存在实数δ，使点N 在直线l 上，故①不正确；若1δ=，则1122ax by c ax by c ++=++， 即1221y y ax x b-=--， MN l k k ∴=， 即过M 、N 两点的直线与直线l 平行，故②正确； 若1δ=-，则11220ax by c ax by c +++++= 即，1212()()022x x y y a b c ++++=， ∴直线l 经过线段MN 的中点，即③正确；若1δ>，则11220ax by c ax by c ++>++>，或12220ax by c ax by c ++<++<， 即点M 、N 在直线l 的同侧，且直线l 与线段MN 不平行．故④正确． 故答案为：②③④． 【点睛】本题考查两直线的位置关系，点与直线的位置关系，直线的一般式方程等知识的综合应用，若两直线平行则两直线的斜率相等．15．或【分析】求出圆心和半径判断斜率不存在的直线是否是切线斜率存在时设出直线方程由圆心到切线距离等于半径求得参数值得切线方程【详解】圆标准方程是圆心为半径为1易知直线与圆相切设斜率存在的切线方程为即由解解析：2x =或4350x y --= 【分析】求出圆心和半径，判断斜率不存在的直线是否是切线，斜率存在时设出直线方程，由圆心到切线距离等于半径求得参数值得切线方程． 【详解】圆标准方程是22(3)(4)1x y -+-=，圆心为(3,4)，半径为1． 易知直线2x =与圆相切，设斜率存在的切线方程为1(2)y k x -=-，即210kx y k --+=，1=，解得43k =，切线方程为481033x y --+=，即4350x y --=．故答案为：2x =或4350x y --=． 【点睛】本题考查求圆的切线方程，解题方法是由圆心到切线的距离等于半径求解．但解题时要注意过定点斜率不存在的直线是否是切线，否则由方程求不出此直线方程．如果所过的点在圆上，由可由过切点的半径与切线垂直得出切线斜率后得直线方程．16．【分析】求出圆心坐标由垂直设出直线方程为代入圆心坐标求出参数得直线方程【详解】圆的标准方程是圆心坐标为垂直于的直线方程为则∴所求直线方程为故答案为：【点睛】方法点睛：本题考查由垂直求直线方程解题方法 解析：280x y --=【分析】求出圆心坐标，由垂直设出直线方程为20x y m -+=，代入圆心坐标求出参数m ，得直线方程． 【详解】圆226430x y x y +-+-=的标准方程是22(3)(2)10x y -++=，圆心坐标为(3,2)-，垂直于2110x y ++=的直线方程为20x y m -+=，则23(2)0m ⨯--+=，8m =-， ∴所求直线方程为280x y --=． 故答案为：280x y --=． 【点睛】方法点睛：本题考查由垂直求直线方程，解题方法有两种：（1）由垂直得斜率乘积为1-，得出所求主直线的斜率，再由写出点斜式方程， （2）与直线0Ax By C ++=垂直的直线方程可设为0Bx Ay m -+=，代入已知点坐标求出参数m 后可得．17．①③【分析】给直线分别取不同的方程可得到②和④的反例同时找到符合条件①的直线；通过直线经过两个不同的整点可证得其经过无穷多个整点③正确【详解】①令直线为：则其不与坐标轴平行且不经过任何整点①正确；②解析：①③ 【分析】给直线l 分别取不同的方程，可得到②和④的反例，同时找到符合条件①的直线；通过直线经过两个不同的整点可证得其经过无穷多个整点，③正确. 【详解】①令直线l 为：12y x =+，则其不与坐标轴平行且不经过任何整点，①正确； ②令直线l为：y =-()2,0，②错误；③令直线l 为：y kx b =+，过两个不同的整点()11,x y ，()22,x y ， 则1122y kx by kx b =+⎧⎨=+⎩，两式作差得：()1212y y k x x -=-，即直线l 经过整点()1212(),(),n x x n y y n Z --∈，∴直线l 经过无穷多个整点，③正确；④令直线l 为：1132y x =+，则l 不过整点，④错误. 故答案为：①③. 【点睛】本题考查对于直线方程的理解，关键是能够通过特例来否定命题和验证存在性的问题，对于学生对直线方程特点的掌握有较高的要求.18．7【分析】根据两圆相离可以判定出与两圆都相切且半径为3的圆有7个【详解】解：因为两圆是相离的所以与两圆都相切且半径为3的圆的情况如下：与两圆都内切的有1个是以原点为圆心即；与两圆都外切的有2个设切点解析：7 【分析】根据两圆相离，可以判定出与两圆都相切且半径为3的圆有7个． 【详解】解：因为两圆221:(2)1O x y ++=，222:(2)1O x y -+=是相离的，所以与两圆都相切且半径为3的圆的情况如下：与两圆都内切的有1个，是以原点为圆心，即229x y +=；与两圆都外切的有2个，设切点为(0,)b 4b =⇒=±∴22(9x y +±=，同理，利用圆与圆的圆心距和半径的关系可得：与圆1O 外切于圆2O 内切的圆有2个；与圆1O 内切于圆2O 外切的圆有2个；分别为223()(92x y ++±=和223()(92x y -+=，共7个， 故答案为：7． 【点睛】由圆心距判断两圆的位置关系相离，再利用直观想象可得与两圆都相切的情况，包括内切和外切两类.19．【分析】先作出关于的对称点再作关于的对称点因为光线从点出发射到上的点经反射后反射光线的反向延长线经过关于直线的对称点点又因为再经反射反射光线经过关于直线的对称点所以只需连接交与点连接分别交为点则之间 解析：()4,+∞【分析】先作出F 关于BC 的对称点P ，再作P 关于AC 的对称点M ，因为光线从F 点出发射到BC 上的D 点经BC 反射后，反射光线的反向延长线经过F 关于直线BC 的对称点P 点，又因为再经AC 反射，反射光线经过P 关于直线AC 的对称点，所以只需连接,MA ME 交AC 与点N ，连接,PN PA 分别交BC 为点,G H ，则,G H 之间即为点D 的变动范围．再求出直线,FG FH 的斜率即可． 【详解】∵(2,0),(2,0),(0,2)A B C -，∴直线BC 方程为20x y +-=，直线AC 方程为20x y -+=,如图， 作F 关于BC 的对称点P ，则(2,1)P ， 再作P 关于AC 的对称点M ，则(1,4)M -,连接,MA ME 交AC 与点N ，则直线ME 方程为1x =-, ∴(1,1)N -，连接,PN PA 分别交BC 为点,G H ，则直线PN 方程为1y =，直线PA 方程为420x y -+=， ∴64(1,1),,55G H ⎛⎫ ⎪⎝⎭，连接,GF HF ， 则,G H 之间即为点D 的变动范围．∵直线FG 方程为1x =，直线FH 的斜率为 454615=-∴FD 斜率的范围为(4,)+∞ 故答案为：(4,)+∞.【点睛】本题主要考查入射光线与反射光线之间的关系，入射光线与反射光线都经过物体所成的像，据此就可找到入射点的范围，解决此类问题时，关键在于求出点关于直线的对称点，属于中档题.20．【解析】若直线与直线的交点位于第一象限如图所示：则两直线的交点应在线段上（不包含点）当交点为时直线的倾斜角为当交点为时斜率直线的倾斜角为∴直线的倾斜角的取值范围是故答案为解析：(,)62ππ【解析】若直线:3l y kx =2360x y +-=的交点位于第一象限，如图所示：则两直线的交点应在线段AB 上（不包含,A B 点）, 当交点为()0,2A 时，直线l 的倾斜角为2π，当交点为()3,0B 时，斜率(03330k -==-l 的倾斜角为6π ∴直线的倾斜角的取值范围是,62ππ⎛⎫⎪⎝⎭． 故答案为,62ππ⎛⎫⎪⎝⎭ 三、解答题21．（1）①132y x =-+±②4350x y --=或2x =；（2）4. 【分析】（1）①由已知得直线l 的斜率为1-，然后利用点到直线的距离等于半径可得直线截距可得答案；②分别讨论当过P 的直线斜率不存在和存在两种情况，不存在时特殊情况可得答案；存在时利用圆心到直线的距离等于半径可得答案；（2）两个圆的方程联立求得交点坐标，再利用两点间的距离公式可得答案. 【详解】（1）①圆C 的方程变形为22(1)(2)9x y ++-=，∴圆心C 的坐标为(1,2)-，半径为3.直线l 在两坐标轴上的截距相等且不为零， 故直线l 的斜率为1-.∴设直线l 的方程y x b =-+，又直线l 与圆22(1)(2)9x y ++-=相切， 32=，整理得132b =± ∴所求直线l 的方程为132y x =-+±②圆C 的方程变形为22(1)(2)9x y ++-=，∴圆心C 的坐标为(1,2)-，半径为3.当过P 的直线斜率不存在时，直线方程为2x =， 此时圆C 到直线的距离为3， 所以直线2x =是圆C 的切线. 当过P 的直线斜率存在时， 设切线方程为1(2)y k x -=-， 即120kx y k -+-=3=，43k ∴=，∴切线方程4412033x y -+-⨯=， 即4350x y --=，综上所述，切线方程为4350x y --=或2x =.（2）联立方程222224404x y x y x y ⎧++--=⎨+=⎩，得115x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，225x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩，||4DE ∴===. 【点睛】直线和圆相切时，可以利用圆与直线联立的方程组有一组实数解，或者利用圆心到直线的距离等于圆的半径求得参数，有时利用后面方法计算运算量比较小些. 22．(1) t =2220x y x +--=；(2) 224x y +=；(3) 22174x y +=. 【分析】（1）根据点()0,A t 在曲线W ：244x y +=上，由44t =求解，设ABC 的外接圆方程220x y Dx Ey F ++++=,将A ，B ，C 的坐标代入求解.（2）根据BD 的最小覆盖圆是以BD 为直径的圆，然后再验证点A ，C 在圆即可. （3）设(),P a b ，244a b +=，由222424OP a b b b =+=-++最小时求解.【详解】（1）因为点()0,A t 在曲线W ：244x y +=上，所以44t =， 解得t =t=（舍去），所以(0,A ，()2,0B ，(C ，设ABC 的外接圆方程为：220x y Dx Ey F ++++=,则2020420F F D F ⎧+=⎪⎪++=⎨⎪++=⎪⎩，解得102D E F =-⎧⎪=⎨⎪=-⎩， 所以圆的方程为：2220x y x +--=. 因为ABC 是锐角三角形，所以ABC 的最小覆盖圆的方程是2220x y x +--=. （2）因为BD 的最小覆盖圆是以BD 为直径的圆， 所以BD 的最小覆盖圆的方程为：224x y +=,又因为2OA OA ==， 所以点A ，C 在圆内，所以四边形ABCD 的最小覆盖圆的方程是224x y +=.（3）因为曲线W ：244x y +=是中心对称图形，设(),P a b ，222424OP a b b b =+=-++，(2211724b b ⎛⎫=--+≤ ⎪⎝⎭， 当 212b =时，min OP所以曲线W 的最小覆盖圆的方程是22174x y +=. 【点睛】关键点点睛：本题关键是由最小覆盖圆的性质转化为求覆盖平面图形最小圆的方程. 23．（1）(4,3)C ；（2）250x y --=． 【分析】（1）联立直线方程可解得结果；（2）设出()00,B x y ，利用AB 的中点M 在直线CM 上以及点()00,B x y 在直线BC 上，解方程组可得B 的坐标，利用垂直可得斜率，根据点斜式可得所求直线方程. 【详解】 （1）联立6590250x y x y --=⎧⎨--=⎩，解得43x y =⎧⎨=⎩，可得(4,3)C ；（2）设()00,B x y ，则AB 的中点0051,22x y M ++⎛⎫⎪⎝⎭， 则0000659015502x y y x --=⎧⎪⎨++--=⎪⎩，解得(1,3)B --，又23145AC k -==--，所以AC 边上的高所在直线的斜率12k =，所以AC 边上的高所在直线方程为13(1)2y x +=+，即250x y --=. 【点睛】关键点点睛：求出点B 的坐标是求出AC 边上的高所在直线方程的关键，设()00,B x y ，利用直线BC 的方程和AB 的中点坐标满足CM 的方程可解得点B 的坐标.24．（1）()()22129x y -++=；圆心()1,2C -，3r =；（2）存在；；1y x =+或4y x =-；（3）92. 【分析】（1）将一般方程化为标准方程后即可得到结果；（2）设:l y x m =+，与圆的方程联立得到根与系数的关系，利用OA OB ⊥，即12120x x y y +=，由此整理可得方程求得m ，进而得到所求方程；（3）设:l y x m =+，由垂径定理表示出AB ，将所求面积表示为关于圆心到直线距离d 的函数，利用函数最值的求法可求得结果. 【详解】（1）由222440x y x y +-+-=得：()()22129x y -++=.∴圆C 的圆心为：()1,2C -，半径3r =.（2）假设存在直线l ，设方程为y x m =+，()11,A x y ，()22,B x y ， 以AB 为直径的圆过圆心O ，∴OA OB ⊥，即12120x x y y +=.由222440y x m x y x y =+⎧⎨+-+-=⎩消去y 得：()22221440x m x m m ++++-=.由()()22418440m m m ∆=+-+->得：33m -<<.由根与系数关系得：()121x x m +=-+，212442m m x x +-=，()()()212121212y y x m x m x x m x x m ∴=++=+++，()21212121220x x y y x x m x x m ∴+=+++=，解得：1m =或4-.∴直线l 方程为：1y x =+或4y x =-.（3）设圆心C 到直线l ：y x m =+的距离为d ，则AB =12CABSd ∴=⨯==∴当2d =()max92CAB S=，∴圆心到直线距离2d ==，解得：0m =或6m =-， ∴当直线l 的方程为y x =或6y x =-时，CAB △面积取得最大值92. 【点睛】方法点睛：处理直线与圆问题中的三角形面积的最值或取值范围问题时，通常结合垂径定理和点到直线距离公式将所求面积表示为关于圆心到直线距离d 或者半径r 的函数关系式的形式，利用函数最值的求解方法求得结果. 25．（1）()()223640x y ++-=；（2）24． 【分析】（1）求出AB 的垂直平分线和直线3150x y +-=的交点可得圆心坐标，再利用两点间距离求半径，即可得答案；（2）求出点()1,12Q -，再利用点到直线距离公式求高，代入面积公式即可得答案； 【详解】（1）依题意知所求圆的圆心C 为AB 的垂直平分线和直线3150x y +-=的交点．AB 的中点为()1,2，直线AB 的斜率为1，AB ∴的垂直平分线的方程为()21y x -=--，即3y x =-+．由33150y x x y =-+⎧⎨+-=⎩，得36x y =-⎧⎨=⎩，即圆心()3,6C -． ∴半径r ==．故所求圆C 的标准方程为()()223640x y ++-=． （2）点()()1,0Q m m ->在圆C 上，12m =∴或0m =(舍去)，()1,12Q ∴-，12AQ ==，直线AQ 的方程为：1x =-，点B 到直线AQ 的距离为4，QAB ∴的面积1141242422S AQ =⨯⨯=⨯⨯=．【点睛】利用圆的几何意义求圆的方程时，注意只要圆过两点A,B ，其圆心必在线段的中垂线上. 26．(1) 2264120x y x y +++-= (2)存在，0x =或32y x =- 【分析】（1）设圆心(),1C a a +，由AC BC =可求出a ，从而得出答案.（2）当直线l '的斜率不存在，即0x =时,满足条件，当直线l '的斜率存在时，设直线l '的方程为y kx =，由方程联立，得出韦达定理，由以EF 为直径的圆过点M （0），则0ME MF ⋅=，将韦达定理代入，求出k 的值，得到答案.【详解】（1）由圆心C 在直线l ：10x y -+=上，设圆心(),1C a a +圆C 经过A （1，1）和B （2，－2），则AC BC ==，解得3a =-所以5AC ==所以圆心()3,2C --，半径为5，所以圆的方程为()()223225x y +++=所以圆心为C 的圆的一般式方程：2264120x y x y +++-=（2）当直线l '的斜率不存在，即0x =时，则()()0,2,0,6E F -,满足0ME MF ⋅=即满足EF 为直径的圆过点M （0）.当直线l '的斜率存在时，设直线l '的方程为y kx =，()()1122,,,E x y F x y 2264120y kx x y x y =⎧⎨+++-=⎩ ，得()()22164120k x k x +++-= ()()22644810k k ∆=+++> 21212226412,11k x x x x k k ++=-⋅=-++由以EF 为直径的圆过点M （0），则0ME MF ⋅=()()(11221212ME MF x y x y x x y y ⋅=--=--+(())212121212112x x y y k x x x x =--+=+-++ ()221211201k k -=+++=+ 解得32k =- ，且满足0∆> 所以存在满足条件的直线l '方程为：0x =或32y x =-【点睛】关键点睛：本题考查求圆的方程和根据条件求直线方程，解答本题的关键是由以EF 为直径的圆过点M （0），则0ME MF ⋅=，得到ME MF ⋅=())212121120k x x x x +-++=，再由方程联立韦达定理代入解出参数k 得到答案,属于中档题.。
新人教版高中数学选修一第二单元《直线和圆的方程》测试(包含答案解析)(1)
一、选择题1．1m =-是直线(21)10mx m y +-+=和直线390x my ++=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2．若平面上两点()2,0A -，()10B ,，则l ：()1y k x =-上满足2PA PB =的点P 的个数为（ ） A ．0 B ．1C ．2D ．与实数k 的取值有关3．如果实数x 、y 满足22640x y x +-+=，那么yx的最大值是（ ）A ．23B C ．3D 4．已知圆22:3C x y +=，从点()2,0A -观察点()2,B a ，要使视线不被圆C 挡住，则a 的取值范围是 （ ）A ．⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭B ．()(),22,-∞-+∞C ．((),23,-∞-+∞D ．((),-∞-⋃+∞5．过点()引直线l 与曲线y =A ，B 两点，O 为坐标原点，当OA OB ⊥值时，直线l 的斜率等于（ ）.A ．3B ．C ．±D 6．若圆C ：222430x y x y ++-+=，关于直线260ax by ++=对称，则由点(),a b 向圆所作的切线长的最小值为（ ） A ．2B ．4C ．6D ．87．已知M (3，)，N (－1，)，F (1，0)，则点M 到直线NF 的距离为（ ）A B ．C ．D ．8．已知直线l ：(3)(2)20m x m y m ++---=，点()21A --，，(22)B -，，若直线l 与线段AB 相交，则m 的取值范围为（ ）A ．(4][4)-∞-⋃+∞，， B ．(22)-， C ．3[8]2-，D ．(4)+∞，9．在平面直角坐标系xOy 中，直线240x y +-=与两坐标轴分别交于点A 、B ，圆C 经过A 、B ，且圆心在y 轴上，则圆C 的方程为（ ） A ．226160x y y ++-=B ．226160x y y +--=C ．22890x y y ++-=D ．22890x y y +--=10．直线y =x +b 与曲线x =b 的取值范围是（ ）A ．||b =B ．-1<b ≤1或b =C ．-1≤b <1D ．非以上答案11．一艘海监船上配有雷达，其监测范围是半径为26 km 的圆形区域，一艘外籍轮船从位于海监船正东40 km 的A 处出发径直驶向位于海监船正北30km 的B 处岛屿，船速为10 km/h 这艘外籍轮船能被海监船监测到且持续时间长约为（ ） 小时 A ．1B ．2C ．3D ．412．已知直线0(0)x y a a +-=>与圆224x y +=交于不同的两点,,A B O 是坐标原点，且有||||OA OB AB +≥，那么a 的取值范围是（ ）A ．)+∞B ．(2,)+∞C ．[2,D ．二、填空题13．在平面直角坐标系xOy 中，过圆1C ：22()(4)1x k y k -++-=上任一点P 作圆2C ：22(1)1x y ++=的一条切线，切点为Q ，则当PQ 取最小值时，k =______．14．设圆222:()0O x y r r +=>，定点(3,4)A -，若圆O 上存在两点到A 的距离为2，则r 的取值范围是___________.15．已知直线l 经过点(2,1)，且和直线30x --=的夹角等于30，则直线l 的方程是_________．16．若M 是直线cos sin 10x y θθ++=上到原点的距离最近的点，则当θ在实数范围内变化时，动点M 的轨迹方程是______．17．已知P 为||||x y m +=上的点，过点P 作圆O ：221x y +=的切线，切点为M 、N ，若使得90MPN ∠=︒的点P 有8个，则m 的取值范围是_________. 18．过点()10,10-且在x 轴上的截距是在y 轴上截距的4倍的直线的方程为_____________.19．已知直线l 过点(4,1)A -20y -+=的夹角为30°，则直线l 的方程为____________.20．过点()5,0P -作直线()()()121430m x m y m m R +-+--=∈的垂线，垂足为M ，已知点()3,11N ，则MN 的取值范围是______. 三、解答题21．已知||1t ≤，直线1:10l tx y -+=和直线2:10l x ty ++=相交于点P ，1l 和y 轴交于点A ，2l 和x 轴交于点B ．（1）判断1l 与2l 的位置关系，并用t 表示点P 的坐标； （2）求||OP 的长度的取值范围，并指出取最值时点P 的位置．22．已知一个动点M 在圆2216x y +=上运动，它与定点()8,0Q 所连线段的中点为P ． （1）求点P 的轨迹方程；（2）若点P 的轨迹的切线在两坐标轴上有相等的截距，求此切线方程.23．已知直线l 经过直线10x y -+=与直线240x y +-=的交点，且()2,3M ，()4,5N -到l 的距离相等，求直线l 的方程.24．已知直线l ：240x y +-=，圆C 的圆心在x 2，且圆心C 到直线l 65. （1）求圆C 的方程；（2）直线l 上是否存在一点Q 作圆C 的两条切线，切点分别为,M N 直线MN 恒过定点，并求定点坐标.25．直线21:20l a x y a ++=，2:10l x ay ++=，圆22:650C x y y +-+=.（1）当a 为何值时，直线1l 与2l 垂直；（2）若圆心C 在直线2l 的左上方，当直线2l 与圆C 相交于P ，Q 两点，且22PQ =求直线2l 的方程.26．在平面直角坐标系xOy 中，已知圆C 的方程为22(1)4x y -+=，M 点的坐标为(3，-3).（1）求过点M 且与圆C 相切的直线方程.（2）已知圆222:420Q x y x ay a +-++=，若圆Q 与圆C 14，求圆Q的方程.【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．A【分析】因为直线(21)10mx m y +-+=和直线390x my ++=垂直，所以0m =或1m =-，再根据充分必要条件的定义判断得解. 【详解】因为直线(21)10mx m y +-+=和直线390x my ++=垂直， 所以23(21)0,220,0m m m m m m ⨯+-⨯=∴+=∴=或1m =-. 当1m =-时，直线(21)10mx m y +-+=和直线390x my ++=垂直； 当直线(21)10mx m y +-+=和直线390x my ++=垂直时，1m =-不一定成立. 所以1m =-是直线()2110mx m y +-+=和直线390x my ++=垂直的充分不必要条件， 故选：A ． 【点睛】方法点睛：充分必要条件的常用的判断方法有：（1）定义法；（2）集合法；（3）转化法.要根据已知条件选择合适的方法求解.2．C解析：C 【分析】首先利用直接法求点P 的轨迹方程，则转化为直线()1y k x =-与轨迹曲线的交点个数. 【详解】 设(),P x y ，2PA PB =，=整理为：()22224024x y x x y +-=⇔-+=， 即点P 的轨迹是以()2,0为圆心，2r为半径的圆，直线():1l y k x =-是经过定点()1,0，斜率存在的直线，点()1,0在圆的内部，所以直线():1l y k x =-与圆有2个交点，则l ：()1y k x =-上满足2PA PB =的点P 的个数为2个. 故选：C 【点睛】方法点睛：一般求曲线方程的方法包含以下几种：直接法：把题设条件直接“翻译”成含,x y 的等式就得到曲线的轨迹方程.定义法：运用解析几何中以下常用定义（如圆锥曲线的定义），可从曲线定义出发，直接写出轨迹方程，或从曲线定义出发建立关系式，从而求出轨迹方程.相关点法：首先要有主动点和从动点，主动点在已知曲线上运动，则可以采用此法.3．D【分析】本题首先可求出圆的圆心与半径，然后将yx看作圆上一点(),x y 与()0,0连线的斜率，并结合图像得出当过原点的直线与圆相切时斜率最大，最后根据直线与圆相切即可得出结果. 【详解】22640x y x +-+=，即()2235x y -+=，圆心为()3,0，半径为5，yx的几何意义是圆上一点(),x y 与()0,0连线的斜率， 如图，结合题意绘出图像：结合图像易知，当过原点的直线与圆相切时，斜率最大，即yx最大， 令此时直线的倾斜角为α，则5tan α=，y x 5，故选：D. 【点睛】关键点点睛：本题考查直线的斜率的几何意义的应用，考查直线与圆相切的相关性质，能否将yx看作点(),x y 与()0,0连线的斜率是解决本题的关键，考查数形结合思想，是中档题.4．D解析：D 【分析】设过点与圆相切的直线为()2y k x =+，则圆心到直线的距离解得3k =，可得切线方程为)32y x =±+，由A 点向圆C 引2条切线，只要点B 在切线之外，那么就不会被遮挡，即a 大于B 点在x 轴上方的纵坐标或者小于B 点在x 轴上方的纵坐标即可. 【详解】设过点()2,0A -与圆22:3C x y +=相切的直线为()2y k x =+，则圆心()0,0到直线的距离为2231k k=+，解得3k =±，∴切线方程为()32y x =±+，由A 点向圆C 引2条切线，只要点B 在切线之外，那么就不会被遮挡，B 在2x =的直线上，在()32y x =±+中，取2x =，得43y =±，从A 点观察B 点，要使视线不被圆C 挡住，需43a >或43a <-， ∴a 的取值范围是()(),4343,-∞-⋃+∞， 故选：D.【点睛】本题主要考查直线与圆的位置关系，关键点是求过A 点且与圆相切时的直线方程，考查分析问题解决问题的能力.5．A解析：A 【分析】方法一：利用AOB 的面积，求点到直线的距离，再求直线的斜率；方法二：设直线方程20kx y k -+=，利用点到直线的距离求弦长以及面积，利用三角形的面积取得最大值时，求直线的斜率.. 【详解】方法一：根据三角形的面积公式和圆的弦的性质求解. 由于21y x =-()2210x y y +=≥，直线l 与()2210x y y +=≥交于AB 两点，如图所示，11sin 22ACB SAOB =∠≤△，且当90AOB ∠=︒时， AOBS取得最大值，此时2AB =，点O 到直线l 的距离为22， 则30OCB ∠=︒，所以直线l 的斜角为30°，则斜率为3. 方法二：由21y x =-，得()2210x y y +=≥.所以曲线21y x =-表示单位圆在x 轴上方的部分（含与x 轴的交点），设直线l 的斜率为k ，要保证直线l 与曲线有两个交点，且直线不与x 轴重合， 则01k <<，直线l 的方程为(02y k x -=+，即20kx y k -+=. 则原点O 到l 的距离221k d k =+，l 被半圆截得的半弦长为222221111k k k k ⎛⎫--= ⎪ ⎪++⎝⎭则()()22 222222211111ABOk k kkSkk k--=⋅=+++△()()()22222216141k kk-+++-=+()22246211kk=-+-++令211tk=+，则3462ABOS t t=-+-△，当3t4=，即21314k=+时，ABOS有最大值为12.此时由21314k=+，解得33k=.故选：A【点睛】思路点睛：本题考查直线与圆的位置关系，本题第一种方程，重点是分析几何关系，即点到直线的距离后就可知道斜率，第二种方程，重点是由条件可知当OA OB⊥时，此时AOB的面积最小，即用斜率k表示面积，求最值，得到直线的斜率.6．B解析：B【分析】由题意圆C的圆心()1,2-在直线620ax by++=上，可得2260a b-++=，即点(),a b 在直线:30l x y-++=上，过点作圆C的切线，切点为E，则2222DE CD r CD=-=-，只需CD最短，可得答案.【详解】由将圆C 的方程化为标准方程为：()()22122x y ++-=， 圆心为()1,2-因为圆C 关于直线620ax by ++=对称，所以圆心位于该直线上，将圆心坐标代入直线方程中， 有2260a b -++=，即点(),a b 在直线:30l x y -++=上， 设(),D a b ，过点作圆C 的切线，切点为E则DE ==要使得切线DE 长最短，则只需CD 最短.CD 的最小值为过点C 作直线:30l x y -++=的垂线.此时CD ==CE r =所以根据勾股定理，得4DE ==. 故选：B 【点睛】解题关键是利用圆的定义和圆切线的长的求法，根据数形结合，列出方程求解，主要考查学生的分析能力和计算能力，属于中档题.7．B解析：B 【分析】首先利用题中所给的点N (－1，，F (1，0)，求出直线NF 的方程，之后利用点到直线的距离公式求得结果. 【详解】易知NF 的斜率kNF 的方程为y(x －1)，＋y＝0. 所以M 到NF.故选：B. 【点睛】思路点睛：该题考查的是有关点到直线的距离的问题，解题思路如下：（1）根据题意首先求出直线的方程，可以先求斜率，利用点斜式求，也可以直接利用两点式求；（2）之后利用点到直线的距离公式直接求结果.8．C解析：C 【分析】根据题意得直线l 恒过点4155C ⎛⎫ ⎪⎝⎭，，进而得直线l 的斜率k 的取值范围为：116k ≤-或37k ≥，再根据32m k m +=--，解不等式即可得答案. 【详解】直线l 方程变形得：(1)(322)0x y m x y +-+--=. 由103220x y x y +-=⎧⎨--=⎩得4515x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，∴直线l 恒过点4155C ⎛⎫ ⎪⎝⎭，， 11354725ACk +==+，121154625BC k +==--， 由图可知直线l 的斜率k 的取值范围为：116k ≤-或37k ≥， 又32m k m +=--， ∴11263m m ≤--+-或3273m m -≥+-，即28m <≤或322m -≤<，又2m =时直线的方程为45x =，仍与线段AB 相交， ∴m 的取值范围为382⎡⎤-⎢⎥⎣⎦，. 故选：C.【点睛】本题解题的关键在于根据直线系方程(1)(322)0x y m x y +-+--=得直线l 恒过点4155C ⎛⎫⎪⎝⎭，.考查数形结合思想，运算求解能力，是中档题. 9．A解析：A 【分析】求出点A 、B 的坐标，设圆心坐标为()0,b ，由AC BC =可求出圆心C 的坐标，并求出圆的半径，由此可求得圆C 的方程. 【详解】易知，直线240x y +-=交x 轴于点()4,0A ，交y 轴于点()0,2B ，设圆心C 的坐标为()0,b ，由AC BC =2b =-，解得3b =-， 所以，圆C 的半径为325BC =--=，因此，圆C 的方程为()22325x y ++=，即为226160x y y ++-=.故选：A. 【点睛】求圆的方程，主要有两种方法：（1）几何法：具体过程中要用到初中有关圆的一些常用性质和定理．如：①圆心在过切点且与切线垂直的直线上；②圆心在任意弦的中垂线上；③两圆相切时，切点与两圆心三点共线；（2）待定系数法：根据条件设出圆的方程，再由题目给出的条件，列出等式，求出相关量．一般地，与圆心和半径有关，选择标准式，否则，选择一般式．不论是哪种形式，都要确定三个独立参数，所以应该有三个独立等式．10．B解析：B 【分析】作出曲线x =y x b =+，求出直线过半圆直径两端点时的b 值，及直线与半圆相切时的b 值可得结论． 【详解】作出曲线x =y x b =+，如图， 易知(0,1),(1,0)A B -，当直线y x b =+过点A 时，1b =，当直线y x b =+过点B 时，1b =-，当直线y x b =+1=，b =b =∴b 的取值范围是11b -<≤或b = 故选：B【点睛】本题考查直线与圆的位置关系，解题时要注意曲线是半圆，因此直线过B 点时与半圆有两个交点，直线与半圆相切时，也只有一个公共点，这是易错点．11．B解析：B 【分析】根据题意建立合适平面直角坐标系，将问题转化为求直线被圆所截得的弦长问题，然后根据弦长对应的距离求解出监测时间. 【详解】根据题意以海监船的位置为坐标原点，其正东方向为x 轴，正北方向为y 轴， 所以()()40,0,0,30A B ，圆22:676O x y +=，记从N 处开始被监测，到M 处监测结束， 所以:14030AB x y l +=，即:341200AB l x y +-=， 因为O 到:341200AB l x y +-=的距离为221202434OO -'==+，所以22220MN MO OO '=-=，所以监测时间持续2010=2小时， 故选：B.【点睛】思路点睛：建立平面直角坐标系求解直线与圆的有关问题的思路：（1）选择合适坐标原点（方便求解直线、圆的方程），建立平面直角坐标系； （2）根据题意写出直线与圆的方程；（3）根据直线与圆的位置关系，采用几何法计算相关长度，完成问题的求解.12．C解析：C 【分析】设AB 的中点为C ，由||||OA OB AB +，可得||||OC AC ，则222||||2()24AC OC =≤+，再结合直线与圆相交列不等式，即可求出实数a 的取值范围． 【详解】设AB 的中点为C ， 因为||||OA OB AB +，所以||||OC AC ，因为||2OC =，所以222||||2(24AC OC =≤+，所以2a -或2a ， 22<，所以2222a -<< 因为0a >，所以实数a 的取值范围是[2，2)， 故选：C ． 【点睛】本题考查直线与圆的位置关系、平面向量的加法运算，考查点到直线的距离公式，考查学生的计算能力，属于中档题．二、填空题13．【分析】首先画出相应的图形根据切线的性质得到对应的垂直关系利用勾股定理得到线段之间的关系从而将问题转化再应用圆上的点到定点的距离的最小值在什么位置取得从而求得结果【详解】由方程可得圆C1C2的圆心坐解析：32【分析】首先画出相应的图形，根据切线的性质，得到对应的垂直关系，利用勾股定理得到线段之间的关系，从而将问题转化，再应用圆上的点到定点的距离的最小值在什么位置取得，从而求得结果. 【详解】由方程可得圆C 1,C 2的圆心坐标分别为(),4k k -+,()1,0-,半径都是1. 如图，因为PQ 为切线，所以2PQ C Q ⊥，由勾股定理，得221PQ PC =-PQ 最小，则需2PC 最小，显然当点P 为12C C 与1C 的交点时，2PC 最小，此时，2121PC C C =-，所以当12C C 最小时，2PC 就最小，()2222123251(4)2617222C C k k k k x ⎛⎫=++-+=-+=-+ ⎪⎝⎭ 当32k时，12C C 最小，得到PQ 最小， 故答案是：32. 【点睛】该题考查的是有关直线与圆的位置关系，切线长的求法，勾股定理，两点间距离公式，二次函数的最值，以及数形结合的思想.14．【分析】将问题转化为以为圆心2为半径的圆为圆与圆相交问题再根据圆与圆的位置关系求解即可【详解】解：根据题意设以为圆心2为半径的圆为圆所以圆圆心为半径为则两圆圆心距为:因为圆上存在两点到的距离为2所以 解析：(3,7)【分析】将问题转化为以(3,4)A -为圆心，2为半径的圆为圆A 与圆O 相交问题，再根据圆与圆的位置关系求解即可. 【详解】解：根据题意设以(3,4)A -为圆心，2为半径的圆为圆A ， 所以圆222:(0),O x y r r +=> 圆心为(0,0),O 半径为r ， 则两圆圆心距为 : ||5OA = ， 因为圆O 上存在两点到A 的距离为2， 所以圆O 与圆A 相交，所以252,r r -<<+ 解得 :37.r << 所以的取值范围是：(3,7). 故答案为：(3,7). 【点睛】圆与圆位置关系问题的解题策略：（1）判断两圆的位置关系时常用几何法，即利用两圆圆心之间的距离与两圆半径之间的关系，一般不采用代数法；（2）若两圆相交，则两圆公共弦所在直线的方程可由两圆的方程作差消去22,x y 项得到.15．或【分析】分析可得已知直线的倾斜角为则直线的倾斜角为或分类讨论并利用点斜式方程求解即可【详解】由已知可得直线的斜率所以倾斜角为因为直线与的夹角为所以直线的倾斜角为或当倾斜角为时直线为即为；当倾斜角为解析：1y =10y --= 【分析】分析可得已知直线的倾斜角为30，则直线l 的倾斜角为0或60，分类讨论并利用点斜式方程求解即可. 【详解】由已知可得直线3y x =3k =，所以倾斜角为30，因为直线l 与y x =30，所以直线l 的倾斜角为0或60，当倾斜角为60时,直线l 为)12y x -=-10y -+-=； 当倾斜角为0︒时,直线l 为1y =，故答案为：1y =10y -+-=. 【点睛】本题考查直线与直线的夹角，关键点是求出直线30x --=的倾斜角得到l 的倾斜角，考查求直线方程，考查分类讨论思想.16．【分析】直线上到原点的距离最近的点就是过原点作直线的垂线垂足即为又原点到直线的距离为定值所以可知动点的轨迹【详解】∵原点到直线的距离为∴当在实数范围内变化时动点的轨迹为以原点为圆心半径为1的圆即其轨 解析：221x y +=【分析】直线cos sin 10x y θθ++=上到原点的距离最近的点，就是过原点作直线的垂线，垂足即为M ，又原点到直线的距离为定值，所以可知动点M 的轨迹. 【详解】∵原点()0,0到直线cos sin 10x y θθ++=1=，∴当θ在实数范围内变化时，动点M 的轨迹为以原点()0,0为圆心，半径为1的圆， 即其轨迹方程为221x y +=． 故答案为：221x y += 【点睛】本题主要考查轨迹方程，解决与直线有关的轨迹问题时，要充分考虑到图形的几何性质，属于中档题.17．【分析】先根据条件得到点的轨迹方程为由条件可得曲线与圆有8个公共点作出的图象根据数形结合可得答案【详解】如图根据切线的性质可得与全等由则为等腰直角三角形则所以满足条件的点的轨迹方程为：P 为与圆的交点2m <【分析】先根据条件得到点P 的轨迹方程为222x y +=,由条件可得曲线||||x y m +=与圆222x y +=有8个公共点,作出||||x y m +=的图象，根据数形结合可得答案.【详解】如图，根据切线的性质可得OPM 与OPN 全等，由90MPN ∠=︒，则OPM 为等腰直角三角形，则OP =所以满足条件的点P 的轨迹方程为：222x y +=P 为||||x y m +=与圆222x y +=的交点,由条件可得曲线||||x y m +=与圆222x y +=有8个公共点.对于||||x y m +=,当0,0x y ≥≥时，x y m += 当0,0x y ≤≤时，x y m --= 当0,0x y ≥≤时，x y m -= 当0,0x y ≤≥时，x y m -+= 如图，当2m =时，曲线||||x y m +=与圆222x y +=有4个交点.当2m =时，曲线||||x y m +=与圆222x y +=相切，有4个公共点.根据图象可得，当22m <<时，曲线||||x y m +=与圆222x y +=有8个公共点故答案为：22m <<【点睛】关键点睛：本题考查轨迹问题和根据图象的交点个数求参数，解答本题的关键是先求出点P 的轨迹方程为：222x y +=，然后转化为曲线||||x y m +=与圆222x y +=有8个公共点.根据图象先求出临界情况的参数值，再数形结合解出答案，属于中档题.18．或【分析】分类讨论：直线过坐标原点直线不过坐标原点再根据截距的关系求解出直线的方程【详解】当直线过坐标原点时显然直线的斜率存在设代入所以所以所以直线方程为；当直线不过坐标原点时设所以横截距为纵截距为解析：y x =-或11542y x =-+ 【分析】分类讨论：直线过坐标原点、直线不过坐标原点，再根据截距的关系求解出直线的方程. 【详解】当直线过坐标原点时，显然直线的斜率存在，设y kx =，代入()10,10-， 所以1010k -=，所以1k =-，所以直线方程为y x =-； 当直线不过坐标原点时，设()1010y k x -=+，所以横截距为1010k--，纵截距为1010k +，所以()101041010k k --=+，解得14k =-或1k =-（舍），所以直线方程为11542y x =-+，故答案为：y x =-或11542y x =-+. 【点睛】本题考查根据截距关系求解直线方程，难度一般.根据截距的倍数求解直线方程时，要注意直线过坐标原点的情况.19．或【分析】分析可得已知直线的倾斜角为则直线的倾斜角为或分类讨论并利用点斜式方程求解即可【详解】由题直线的倾斜角为则直线的倾斜角为或当倾斜角为时直线为即为；当倾斜角为时直线为故答案为：或【点睛】本题考解析：4x =-330y -+= 【分析】分析可得已知直线的倾斜角为60︒,则直线l 的倾斜角为30或90︒,分类讨论,并利用点斜式方程求解即可 【详解】由题,直线2y =+的倾斜角为60︒,则直线l 的倾斜角为30或90︒,当倾斜角为30时,直线l 为)14y x -=+,330y -+=； 当倾斜角为90︒时,直线l 为4x =-,故答案为：4x =-330y -+= 【点睛】本题考查直线倾斜角与斜率的关系,考查求直线方程,考查分类讨论思想20．【分析】化已知直线为即有且解方程可得定点可得在以为直径的圆上运动求得圆心和半径由圆的性质可得最值【详解】解：由直线化为令解得所以直线过定点因为为垂足所以为直角三角形斜边为所以在以为直径的圆上运动由点解析：13⎡⎣【分析】化已知直线为()()2430--+--=m x y x y ，即有240x y --=且30x y --=，解方程可得定点Q ，可得M 在以PQ 为直径的圆上运动，求得圆心和半径，由圆的性质可得最值． 【详解】解：由直线()()()121430m x m y m m R +-+--=∈化为()()2430--+--=m x y x y ，令24030x y x y --=⎧⎨--=⎩，解得12x y =⎧⎨=-⎩，所以直线过定点()1,2Q -，因为M 为垂足，所以PQM 为直角三角形，斜边为PQ ，所以M 在以PQ 为直径的圆上运动，由点()5,0P -可知以PQ 为直径的圆圆心为()2,1C --，半径为==r则MN 的取值范围-≤≤+CN r MN CN r ，又因为13==CN ，所以MN 的取值范围是13⎡+⎣.故答案为：13⎡-⎣.【点睛】本题考查直线恒过定点，以及圆的方程的运用，圆外一点与圆上的点的距离的最值求法，考查运算能力，属于中档题．三、解答题21．（1）垂直，2211,11t t P t t ---+⎛⎫⎪++⎝⎭；（2），最小时(1,0)P -或(0,1)P ，最大时(1,1)P -．【分析】（1）可得0t =时，显然12l l ⊥，0t ≠时，由121k k =-可得12l l ⊥；联立直线方程可求得P 的坐标； （2）可得2221O t P =+，由||1t ≤即可求得取值范围. 【详解】（1）当0t =时，1:1l y =，2:1l x =-，显然12l l ⊥，当0t ≠时，121,k t k t==-，则121k k =-，则12l l ⊥， 综上，12l l ⊥， 联立直线方程1010tx y x ty -+=⎧⎨++=⎩，解得2211,11t t x y t t ---+==++，2211,11t t P t t ---+⎛⎫∴ ⎪++⎝⎭；（2）由（1）知222222112111t t t O t t P ---+⎛⎫⎛⎫+= ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭=， 1t ≤，201t ∴≤≤，则2112t ≤+≤，则22121t ≤≤+， 即[]21,2OP ∈，则OP ⎡∈⎣，当21t =时，即1t =±时，OP 取得最小值为1，此时(1,0)P -或(0,1)P ， 当20t =时，即0t =时，OP，此时(1,1)P -. 【点睛】关键点睛：本题考查直线位置关系的判断以及取值范围的求解，解题的关键是联立直线方程求出点P 坐标，将||OP 化成关于t 的式子2221O t P =+即可求解. 22．（1）22(4)4x y -+=；（2）3y x =±或4x y +=± 【分析】（1）设(),P x y ，()00,M x y ，用,x y 表示出00,x y ，把00(,)x y 代入已知圆方程化简后可得P 点轨迹方程；（2）截距均为0时，设切线y kx =，截距相等且不为0时，设切线(0)x y a a +=≠，由圆心到切线的距离等于半径求出参数即得切线方程． 【详解】解：（1）设(),P x y ，()00,M x y ，根据中点公式得008202x x y y +⎧=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩，解得00282x x y y =-⎧⎨=⎩．由220016x y +=，得22(28)(2)16x y -+=∴点P 的轨迹方程是22(4)4x y -+=．（2）当切线在两坐标轴上截距均为0时，设切线y kx =2=∴3k =±，所以切线方程为y x =， 当切线在两坐标轴上截距相等且不为0时，设切线(0)x y a a +=≠2=，∴4a =±4x y +=±综上：切线方程为y x =或4x y +=± 【点睛】关键点点睛：求动点轨迹方程的方法：直接法：设曲线上动点坐标为(,)x y 后，就可根据命题中的已知条件，研究动点形成的几何特征，在此基础上运用几何或代数的基本公式、定理等列出含有,x y 的关系式。
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第6天 直线与圆的方程（一）
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1.直线与圆的方程；
2.直线与圆、圆与圆的位置关系.
一、选择题
1. 过点)1,3(--P 的直线l 与圆122=+y x 有公共点，则直线l 的倾斜角的取值范围是 （ ） A.]60π，（ B.]30π，（ C.]6
0[π， D.]3
0[π
， 2．直线l 过点)2,1(-且与直线0432=+-y x 垂直，则l 的方程是
（ ） A.3x+2y-1=0 B.3x+2y+7=0 C.2x-3y+5=0
D. 2x-3y+8=0
3．当入为任意实数时,直线（3＋2λ）x ＋（4＋λ）y ＋2λ－2=0恒过的定点是 （ ）
A ．（－2 ,1）
B ．（2 ,－1）
C ．（－2 ,2）
D ．（2 ,－2）
4．圆0222=++-+b y ax y x 关于直线1=-y x 对称的圆的方程为122=+y x ，则a b += （ ）
A.1
B.2
C.3
D.－2或3
5．设m R ∈，过定点A 的动直线0x my +=和过定点B 的动直线
30mx y m --+=交于点(,)P x y ，则||||PA PB +的取值范围是
（ ）
A. B. C.
D.
6．过点(11,2)A 作圆22241640x y x y ++--=的弦，其中弦长为整数的共有 （ ）
A. 16条
B.17条
C. 32条
D.34条
7．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 x
B.032=-+y x
C.01=-+y x
D.052=--y x
8．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8 C.0或10
D.1或11
二、填空题 9. 过点)2,1(P 且在坐标轴上的截距相等的直线方程为 .（结果化为一般式）
10.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
条件。
11．经过直线x=1与圆x 2＋y 2=4的交点的所有圆中,具有最小面积的圆的方程是 ．
12．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
三、解答题
13. 两条互相平行的直线分别过A （6，2）、B （-3，-1），并且各自绕A 、 B 旋转，如果两平行线间距
离为d.
（Ⅰ）求d 的范围；
（Ⅱ）求当d 取最大值时的直线方程．
14. 已知m ∈R ，直线l ：2(1)4mx m y m -+=和圆C ：2284160x y x y +-++=。
（Ⅰ）求直线l 斜率的取值范围；
（Ⅱ）直线l 能否将圆C 分割成弧长的比值为12
的两段圆弧？为什么？
15.在△ABC 中BC =2,
AB (0)AC m m =>,建立适当的平面直角坐标系，求顶点A 的轨迹方程，并说明轨。