高考数学 历真题专题09 直线和圆 理
2009年全国高考理科数学试题及答案-全国2

2009年全国高考理科数学试题及答案(全国卷Ⅱ)一、选择题: 1.10i2-i=A.-2+4iB.-2-4iC.2+4iD.2-4i解:原式10i(2+i)24(2-i)(2+i)i ==-+.故选A.2.设集合{}1|3,|04x A x x B x x -⎧⎫=>=<⎨⎬-⎩⎭,则A B = A.∅B.()3,4 C.()2,1-D.()4.+∞解:{}{}1|0|(1)(4)0|144x B x x x x x x x -⎧⎫=<=--<=<<⎨⎬-⎩⎭.(3,4)A B ∴=.故选B. 3.已知ABC ∆中,12cot5A =-,则cos A = A.1213 B.513 C.513-D.1213-解:已知ABC ∆中,12cot 5A =-,(,)2A ππ∴∈.12cos 13A ===-故选D. 4.曲线21xy x =-在点()1,1处的切线方程为A.20x y --=B.20x y +-=C.450x y +-=D.450x y --=解:111222121||[]|1(21)(21)x x x x x y x x ===--'==-=---, 故切线方程为1(1)y x -=--,即20x y +-=故选B.5.已知正四棱柱1111ABCD A B C D -中,12AA AB=,E 为1AA 中点,则异面直线BE 与1CD 所成的角的余弦值为A.10B.15C.10D.35解:令1AB =则12AA =,连1A B 1C D ∥1A B ∴异面直线BE 与1CD 所成的角即1A B与BE 所成的角。
在1A BE ∆中由余弦定理易得1cos 10A BE ∠=。
故选C6.已知向量()2,1,10,||a a b a b =⋅=+=||b =A.C.5D.25解:222250||||2||520||a b a a b b b =+=++=++||5b ∴=。
专题 直线与圆的位置关系(知识点讲解)- 2023年高考数学一轮复习知识点讲解(解析版)

专题9.2 直线与圆的位置关系(知识点讲解)【知识框架】【核心素养】1.考查圆的方程,凸显数学抽象、数学运算、直观想象的核心素养.2.考查直线与圆的位置关系、圆与圆的位置关系,凸显数学运算、直观想象的核心素养. 3.与圆锥曲线相结合考查,凸显数学运算、直观想象、数学应用的核心素养.【知识点展示】一.圆的方程1.圆的定义:在平面内,到定点的距离等于定长的点的轨迹叫做圆. 2.圆的标准方程(1) 若圆的圆心为C(a,b ),半径为r ,则该圆的标准方程为:. (2) 方程表示圆心为C(a,b ),半径为r 的圆. 3.圆的一般方程(1)任意一个圆的方程都可化为:.这个方程就叫做圆的一般方程. (2) 对方程:.222()()x a y b r -+-=222()()x a y b r -+-=220x y Dx Ey F ++++=220x y Dx Ey F ++++=①若,则方程表示以,为圆心,为半径的圆; ②若,则方程只表示一个点,;③若,则方程不表示任何图形.4.点与⊙C 的位置关系(1)|AC |<r ⇔点A 在圆内⇔; (2)|AC |=r ⇔点A 在圆上⇔; (3)|AC |>r ⇔点A 在圆外⇔.二.圆的方程综合应用1. 圆的标准方程为:2.圆的一般方程.:().3.点到直线的距离:.三.直线与圆相切1.直线与圆相切:直线与圆有且只有一个公共点;2.几何法:圆心到直线的距离等于半径,即;3.代数法:,方程组有一组不同的解. 四.直线与圆相交及弦长1.直线与圆相交:直线与圆有两个公共点;2.几何法:圆心到直线的距离小于半径,即;3.代数法:,方程组有两组不同的解. 五.圆与圆的位置关系设两圆的圆心分别为、,圆心距为,半径分别为、(). (1)两圆相离:无公共点;,方程组无解.(2)两圆外切:有一个公共点;,方程组有一组不同的解. (3)两圆相交:有两个公共点;,方程组有两组不同的解. (4)两圆内切:有一公共点;,方程组有一组不同的解.(5)两圆内含:无公共点;,方程组无解.特别地,时,为两个同心圆. 六.常用结论 1.圆的三个性质2240D E F +->(2D -)2E -F E D 42122-+0422=-+F E D (2D -)2E -0422<-+F E D 00()A x y ,22200()()x a y b r <-+-22200()()x a y b r =-+-22200()()x a y b r >-+-222()()x a y b r -+-=220x y Dx Ey F ++++=2240D E F +->000(,)P x y :0l Ax By C ++=0022Ax By Cd A B++=+d r =0∆=d r <0∆>1C 2C 12d C C =R r R r >d R r >+d R r =+R r d R r -<<+d R r =-0d R r ≤<-0d =(1)圆心在过切点且垂直于切线的直线上; (2)圆心在任一弦的中垂线上;(3)两圆相切时,切点与两圆心三点共线.2.以A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)为直径端点的圆的方程为(x -x 1)(x -x 2)+(y -y 1)(y -y 2)=0. 3.当两圆相交(切)时,两圆方程(x 2,y 2项的系数相同)相减便可得公共弦(公切线)所在的直线方程.4.直线与圆相交时,弦心距d ,半径r ,弦长的一半12l 满足关系式r 2=d 2+⎝⎛⎭⎫12l 2. 5.圆的切线方程常用结论(1)过圆x 2+y 2=r 2上一点P (x 0,y 0)的圆的切线方程为x 0x +y 0y =r 2.(2)过圆(x -a )2+(y -b )2=r 2上一点P (x 0,y 0)的圆的切线方程为(x 0-a )(x -a )+(y 0-b )(y -b )=r 2.(3)过圆x 2+y 2=r 2外一点M (x 0,y 0)作圆的两条切线,则两切点所在直线方程为x 0x +y 0y =r 2.【常考题型剖析】题型一:求圆的方程例1.(2020·山东高考真题)已知圆心为()2,1-的圆与y 轴相切,则该圆的标准方程是( ) A .()()22211x y ++-= B .()()22214x y ++-= C .()()22211x y -++= D .()()22214x y -++=【答案】B 【分析】圆的圆心为(2,1)-,半径为2,得到圆方程. 【详解】根据题意知圆心为(2,1)-,半径为2,故圆方程为:22(2)(1)4x y ++-=. 故选:B.例2.(重庆·高考真题(文))圆心在y 轴上,半径为1,且过点()12,的圆的方程是( ) A .()2221x y +-= B .()2221x y ++= C .()()22131x y -+-= D .()2231x y +-=【答案】A 【解析】 【分析】根据圆心的位置及半径可写出圆的标准方程,然后将点()12,代入圆的方程即可求解. 【详解】因为圆心在y 轴上,所以可设所求圆的圆心坐标为()0,b ,则圆的方程为22()1x y b +-=,又点()12,在圆上,所以()2121b +-=,解得2b =. 故选:A例3.(2022·全国·高考真题(文))过四点(0,0),(4,0),(1,1),(4,2)-中的三点的一个圆的方程为____________.【答案】()()222313x y -+-=或()()22215x y -+-=或224765339x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭或()2281691525x y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭; 【解析】 【分析】设圆的方程为220x y Dx Ey F ++++=,根据所选点的坐标,得到方程组,解得即可; 【详解】解:依题意设圆的方程为220x y Dx Ey F ++++=,若过()0,0,()4,0,()1,1-,则01640110F D F D E F =⎧⎪++=⎨⎪+-++=⎩,解得046F D E =⎧⎪=-⎨⎪=-⎩,所以圆的方程为22460x y x y +--=,即()()222313x y -+-=;若过()0,0,()4,0,()4,2,则01640164420F D F D E F =⎧⎪++=⎨⎪++++=⎩,解得042F D E =⎧⎪=-⎨⎪=-⎩,所以圆的方程为22420x y x y +--=,即()()22215x y -+-=;若过()0,0,()4,2,()1,1-,则0110164420F D E F D E F =⎧⎪+-++=⎨⎪++++=⎩,解得083143F D E ⎧⎪=⎪⎪=-⎨⎪⎪=-⎪⎩,所以圆的方程为22814033x y x y +--=,即224765339x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;若过()1,1-,()4,0,()4,2,则1101640164420D E F D F D E F +-++=⎧⎪++=⎨⎪++++=⎩,解得1651652F D E ⎧=-⎪⎪⎪=-⎨⎪=-⎪⎪⎩,所以圆的方程为2216162055x y x y +---=,即()2281691525x y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭;故答案为:()()222313x y -+-=或()()22215x y -+-=或224765339x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭或()2281691525x y ⎛⎫-+-=⎪⎝⎭. 【规律方法】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. 题型二:圆的方程综合应用例4.(2023·全国·高三专题练习)当圆22:4630C x y x y +-+-=的圆心到直线:10l mx y m ++-=的距离最大时,m =( )A .34B .43C .34-D .43-【答案】C 【解析】 【分析】求出圆心坐标和直线过定点,当圆心和定点的连线与直线l 垂直时满足题意,再利用两直线垂直,斜率乘积为-1求解即可. 【详解】解:因为圆22:4630C x y x y +-+-=的圆心为(2,3)C -,半径4R =, 又因为直线:10l mx y m ++-=过定点A(-1,1), 故当CA 与直线l 垂直时,圆心到直线的距离最大, 此时有1AC l k k =-,即4()13m ,解得34m =-.故选:C.例5.(2016·天津·高考真题(文))已知圆C 的圆心在x 轴的正半轴上,点5)M 在圆C 上,且圆心到直线20x y -=45C 的方程为__________. 【答案】22(2)9.x y -+= 【解析】【详解】试题分析:设(,0)(0)C a a >222452,2535a a r =⇒==+(),故圆C 的方程为22(2)9.x y -+=【总结提升】涉及圆的方程问题,常用到圆的以下几何性质: ①圆心在过切点且与切线垂直的直线上; ②圆心在任一弦的垂直平分线上. 题型三:直线与圆相切例6.(2020·全国·高考真题(理))若过点(2,1)的圆与两坐标轴都相切,则圆心到直线230x y --=的距离为( )A 5B 25C 35D 45【答案】B 【解析】 【分析】由题意可知圆心在第一象限,设圆心的坐标为(),,0a a a >,可得圆的半径为a ,写出圆的标准方程,利用点()2,1在圆上,求得实数a 的值,利用点到直线的距离公式可求出圆心到直线230x y --=的距离. 【详解】由于圆上的点()2,1在第一象限,若圆心不在第一象限,则圆与至少与一条坐标轴相交,不合乎题意,所以圆心必在第一象限, 设圆心的坐标为(),a a ,则圆的半径为a , 圆的标准方程为()()222x a y a a -+-=. 由题意可得()()22221a a a -+-=, 可得2650a a -+=,解得1a =或5a =, 所以圆心的坐标为()1,1或()5,5, 圆心到直线的距离均为121132555d ⨯--==; 圆心到直线的距离均为225532555d ⨯--== 圆心到直线230x y --=的距离均为2255d -==所以,圆心到直线230x y --=25. 故选:B.例7.【多选题】(2021·全国·高考真题)已知直线2:0l ax by r +-=与圆222:C x y r +=,点(,)A a b ,则下列说法正确的是( )A .若点A 在圆C 上,则直线l 与圆C 相切B .若点A 在圆C 内,则直线l 与圆C 相离 C .若点A 在圆C 外,则直线l 与圆C 相离D .若点A 在直线l 上,则直线l 与圆C 相切 【答案】ABD 【解析】 【分析】转化点与圆、点与直线的位置关系为222,a b r +的大小关系,结合点到直线的距离及直线与圆的位置关系即可得解. 【详解】圆心()0,0C 到直线l 的距离222d a b +若点(),A a b 在圆C 上,则222a b r +=,所以222d r a b+,则直线l 与圆C 相切,故A 正确;若点(),A a b 在圆C 内,则222a b r +<,所以222d r a b+,则直线l 与圆C 相离,故B 正确;若点(),A a b 在圆C 外,则222a b r +>,所以222d r a b+,则直线l 与圆C 相交,故C 错误;若点(),A a b 在直线l 上,则2220a b r +-=即222=a b r +, 所以222d r a b+,直线l 与圆C 相切,故D 正确.故选:ABD.例8.(2020·浙江·高考真题)设直线:(0)l y kx b k =+>与圆221x y +=和圆22(4)1x y -+=均相切,则k =_______;b =______. 【答案】 323【解析】 【分析】由直线与两圆相切建立关于k ,b 的方程组,解方程组即可.【详解】设221:1C x y +=,222:(4)1C x y -+=,由题意,12,C C 到直线的距离等于半径,2211k =+,2211k =+,所以||4b k b =+,所以0k =(舍)或者2b k =-, 解得323k b ==. 323【规律方法】判断直线与圆的位置关系常见的方法 (1)几何法:利用d 与r 的关系.(2)代数法:联立方程组,消元得一元二次方程之后利用Δ判断.(3)点与圆的位置关系法:若直线恒过定点且定点在圆内,可判断直线与圆相交. 提醒:上述方法中最常用的是几何法. 题型四:直线与圆相交及弦长例9.(2023·全国·高三专题练习)过圆()22:11C x y -+=外一点P 作圆C 的两条切线,切点分别为A ,B .若△P AB 为等边三角形,则过D (2,1)的直线l 被P 点轨迹所截得的最短弦长为________. 【答案】22【解析】 【分析】先根据∠APC =30°,可得P 点轨迹方程为圆,再数形结合可知当l 与CD 垂直时,l 被圆所截得的弦长最短,结合垂径定理计算即可 【详解】由题意知()1,0C ,连接PC ,因为△P AB 为等边三角形,所以∠APC =30°,所以12sin 30CP ==,所以P 点轨迹的方程为()2214x y -+=.因为()2221124-+=<,所以点D (2,1)在圆(x -1)2+y 2=4的内部.连接CD ,结合图形可知,当l 与CD 垂直时,l 被圆()2214x y -+=所截得的弦长最短,最短弦长为22424222CD --=故答案为:22例10.(2022·天津·高考真题)若直线()00x y m m -+=>与圆()()22113x y -+-=相交所得的弦长为m ,则m =_____. 【答案】2 【解析】 【分析】计算出圆心到直线的距离,利用勾股定理可得出关于m 的等式,即可解得m 的值. 【详解】圆()()22113x y -+-=的圆心坐标为()1,13圆心到直线()00x y m m -+=>1122m-+=由勾股定理可得22322m ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,因为0m >,解得2m =.故答案为:2. 【规律方法】 1.弦长的两种求法(1)代数方法:将直线和圆的方程联立方程组,消元后得到一个一元二次方程.在判别式Δ>0的前提下,利用根与系数的关系,根据弦长公式求弦长. (2)几何方法:若弦心距为d ,圆的半径长为r ,则弦长l =2r 2-d 2. 题型五:圆与圆的位置关系例11.(2022·广西桂林·模拟预测(文))圆221:140C x y x +-=与圆222:(3)(4)15C x y -+-=的位置关系为( ) A .相交 B .内切C .外切D .相离【答案】A 【解析】 【分析】根据两圆的位置关系的判定方法,即可求解. 【详解】由221:140C x y x +-=与圆222:(3)(4)15C x y -+-=,可得圆心12(7,0),(3,4)C C ,半径127,15R R ==,则2212(73)(04)42C C -+-=2121715,715R R R R -=+= 所以211221R R C C R R -<<+,所以两圆相交. 故选:A.例12.(2022·全国·高考真题)写出与圆221x y +=和22(3)(4)16x y -+-=都相切的一条直线的方程________________.【答案】3544y x =-+或7252424y x =-或1x =- 【解析】 【分析】先判断两圆位置关系,分情况讨论即可. 【详解】圆221x y +=的圆心为()0,0O ,半径为1,圆22(3)(4)16x y -+-=的圆心1O 为(3,4),半径为4,22345+=,等于两圆半径之和,故两圆外切, 如图,当切线为l 时,因为143OO k =,所以34l k =-,设方程为3(0)4y x t t =-+>O 到l 的距离19116d ==+,解得54t =,所以l 的方程为3544y x =-+, 当切线为m 时,设直线方程为0kx y p ++=,其中0p >,0k <,由题意22113441p k k p k ⎧=⎪+⎪++=+,解得7242524k p ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,7252424y x =- 当切线为n 时,易知切线方程为1x =-, 故答案为:3544y x =-+或7252424y x =-或1x =-.【规律方法】1.判断两圆位置关系的方法常用几何法,即用两圆圆心距与两圆半径和与差的绝对值的关系,一般不用代数法. 2.两圆公共弦长的求法两圆公共弦长,先求出公共弦(两圆方程相减即得公共弦方程)所在直线的方程,转化为直线与圆相交的弦长问题.3.公共弦长要通过解直角三角形获得. 题型六:直线、圆的综合应用例13.(2020·全国·高考真题(理))已知⊙M :222220x y x y +---=,直线l :220x y ++=,P 为l 上的动点,过点P 作⊙M 的切线,PA PB ,切点为,A B ,当||||PM AB ⋅最小时,直线AB的方程为( ) A .210x y --= B .210x y +-=C .210x y -+=D .210x y ++=【答案】D 【解析】 【分析】由题意可判断直线与圆相离,根据圆的知识可知,四点,,,A P B M 共圆,且AB MP ⊥,根据44PAMPM AB SPA ⋅==可知,当直线MP l ⊥时,PM AB ⋅最小,求出以 MP 为直径的圆的方程,根据圆系的知识即可求出直线AB 的方程. 【详解】圆的方程可化为()()22114x y -+-=,点 M 到直线l 的距离为2221125221d ⨯++==>+,所以直线 l 与圆相离.依圆的知识可知,四点,,,A P B M 四点共圆,且AB MP ⊥,所以14442PAMPM AB SPA AM PA ⋅==⨯⨯⨯=,而 24PA MP -当直线MP l ⊥时,min 5MP =, min 1PA =,此时PM AB ⋅最小. ∴()1:112MP y x -=-即 1122y x =+,由1122220y x x y ⎧=+⎪⎨⎪++=⎩解得, 10x y =-⎧⎨=⎩. 所以以MP 为直径的圆的方程为()()()1110x x y y -++-=,即 2210x y y +--=, 两圆的方程相减可得:210x y ++=,即为直线AB 的方程. 故选:D.例14.(2022·全国·高考真题)设点(2,3),(0,)A B a -,若直线AB 关于y a =对称的直线与圆22(3)(2)1x y +++=有公共点,则a 的取值范围是________.【答案】13,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】 【分析】首先求出点A 关于y a =对称点A '的坐标,即可得到直线l 的方程,根据圆心到直线的距离小于等于半径得到不等式,解得即可; 【详解】解:()2,3A -关于y a =对称的点的坐标为()2,23A a '--,()0,B a 在直线y a =上, 所以A B '所在直线即为直线l ,所以直线l 为32a y x a -=+-,即()3220a x y a -+-=; 圆()()22:321C x y +++=,圆心()3,2C --,半径1r =, 依题意圆心到直线l 的距离()()223342132a ad a ----=≤-+,即()()2225532a a -≤-+,解得1332a ≤≤,即13,32a ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦;故答案为:13,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦例15.(2022·河南·郑州四中高三阶段练习(文))已知圆22:4210C x y x y +--+=,点P 是直线4y =上的动点,过P 作圆的两条切线,切点分别为A ,B ,则AB 的最小值为______. 45453【解析】【分析】根据圆的切线的性质,结合三角形面积2APBC S PA =四边形与12APBC S AB CP =四边形,化简可得4PA AB CP=,进而得到241AB CP=-AB 最短时,CP 最短求解即可【详解】圆22:4210C x y x y +--+=,即()()22214x y -+-=, 由于P A ,PB 分别切圆C 于点A ,B ,则PA PB =, CA PA ⊥,CB PB ⊥,所以2ACP APBC S S CA PA ==四边形△,因为2CA CB r ===,所以2APBC S PA =四边形, 又PC AB ⊥,所以12APBC S AB CP =四边形, 所以14PA AB CP =,即24441PA AB CP CP ==- 所以AB 最短时,CP 最短,点C 到直线4y =的距离即为CP 的最小值, 所以min 3CP =,所以AB 的最小值为445419-=45例16.(2023·全国·高三专题练习)已知线段AB 的端点B 的坐标是()5,1,端点A 在圆()221:1(3)4C x y -+-=上运动.(1)求线段AB 的中点P 的轨迹2C 的方程;(2)设圆1C 与曲线2C 的两交点为M ,N ,求线段MN 的长;(3)若点C 在曲线2C 上运动,点Q 在x 轴上运动,求AQ CQ +的最小值. 【答案】(1)22(3)(2)1x y -+-= (2)45MN =293 【解析】 【分析】(1) 设00(,)A x y ,(,)P x y ,可得002521x x y y =-⎧⎨=-⎩,代入圆()221:1(3)4C x y -+-=化简即可; (2) 联立方程()()22134x y -+-=和()()22321x y -+-=,得MN 所在公共弦所在的直线方程230x y --=,再由弦长公式可求得结果;(3) 作2C 关于x 轴得对称点()'232C -,,连接'12C C 与x 轴交于Q 点,根据时'123AQ CQ C C +≥-求解即可.(1)设00(,)A x y ,(,)P x y ,点A 在圆221:1(3)4C x y -+-=(),所以有:()22001(3)4x y -+-=,P 是A ,B 的中点,005212x x y y +⎧=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩,即002521x x y y =-⎧⎨=-⎩,得P 得轨迹方程为:22(3)(2)1x y -+-=;(2)联立方程()()22134x y -+-=和()()22321x y -+-=,得MN 所在公共弦所在的直线方程230x y --=,设1C 到直线MN 得距离为d ,则233455d --=,所以1625425MN =-45MN = (3)作出2C 关于x 轴得对称点()'232C -,,如图所示;连接'12C C 与x 轴交于Q 点,点Q 即为所求,此时'123293AQ CQ C C +≥-=,所以AQ CQ +293.【规律方法】 (一)最值问题1.与圆有关的最值问题的三种几何转化法(1)形如μ=y -bx -a 形式的最值问题可转化为动直线斜率的最值问题.(2)形如t =ax +by 形式的最值问题可转化为动直线截距的最值问题.(3)形如m =(x -a )2+(y -b )2形式的最值问题可转化为动点到定点的距离的平方的最值问题. 2.求解形如|PM |+|PN |(其中M ,N 均为动点)且与圆C 有关的折线段的最值问题的基本思路: (1)“动化定”,把与圆上动点的距离转化为与圆心的距离.(2)“曲化直”,即将折线段之和转化为同一直线上的两线段之和,一般要通过对称性解决. (二)求与圆有关的轨迹问题的四种方法(1)直接法:直接根据题设给定的条件列出方程求解. (2)定义法:根据圆的定义列方程求解. (3)几何法:利用圆的几何性质得出方程求解.(4)代入法(相关点法):找出要求的点与已知点的关系,代入已知点满足的关系式求解. 注:从高考命题看,与圆相关轨迹问题,往往与圆锥曲线有关. (三)几何法解决直线与圆的综合问题(1)处理直线与圆的弦长问题时多用几何法,即弦长的一半、弦心距、半径构成直角三角形. (2)圆的切线问题的处理要抓住圆心到直线的距离等于半径,从而建立关系解决问题.。
2020版高考数学历史专用讲义:第九章 9.4 直线与圆、圆与圆的位置关系

§9.4 直线与圆、圆与圆的位置关系最新考纲 1.能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆、圆与圆的位置关系.2.能用直线和圆的方程解决一些简单的问题.3.在平面解析几何初步的学习过程中,体会用代数方法处理几何问题的思想.1.判断直线与圆的位置关系常用的两种方法(1)几何法:利用圆心到直线的距离d 和圆的半径r 的大小关系. d <r ⇔相交;d =r ⇔相切;d >r ⇔相离. (2)代数法:――→判别式Δ=b 2-4ac⎩⎪⎨⎪⎧>0⇔相交;=0⇔相切;<0⇔相离.2.圆与圆的位置关系设圆O 1:(x -a 1)2+(y -b 1)2=r 21(r 1>0), 圆O 2:(x -a 2)2+(y -b 2)2=r 22(r 2>0).概念方法微思考1.在求过一定点的圆的切线方程时,应注意什么?提示 应首先判断这点与圆的位置关系,若点在圆上则该点为切点,切线只有一条;若点在圆外,切线应有两条;若点在圆内,切线为零条.2.用两圆的方程组成的方程组有一解或无解时能否准确判定两圆的位置关系?提示 不能,当两圆方程组成的方程组有一解时,两圆有外切和内切两种可能情况,当方程组无解时,两圆有相离和内含两种可能情况.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)如果两圆的圆心距小于两圆的半径之和,则两圆相交.( × )(2)从两圆的方程中消掉二次项后得到的二元一次方程是两圆的公共弦所在的直线方程.( × )(3)过圆O :x 2+y 2=r 2上一点P (x 0,y 0)的圆的切线方程是x 0x +y 0y =r 2.( √ )(4)过圆O :x 2+y 2=r 2外一点P (x 0,y 0)作圆的两条切线,切点分别为A ,B ,则O ,P ,A ,B 四点共圆且直线AB 的方程是x 0x +y 0y =r 2.( √ )(5)如果直线与圆组成的方程组有解,则直线与圆相交或相切.( √ ) 题组二 教材改编2.若直线x -y +1=0与圆(x -a )2+y 2=2有公共点,则实数a 的取值范围是( ) A .[-3,-1] B .[-1,3]C .[-3,1]D .(-∞,-3]∪[1,+∞)答案 C解析 由题意可得,圆的圆心为(a,0),半径为2, ∴|a -0+1|12+(-1)2≤2,即|a +1|≤2,解得-3≤a ≤1.3.圆(x +2)2+y 2=4与圆(x -2)2+(y -1)2=9的位置关系为( ) A .内切 B .相交 C .外切 D .相离答案 B解析 两圆圆心分别为(-2,0),(2,1),半径分别为2和3,圆心距d =42+1=17.∵3-2<d <3+2,∴两圆相交.4.圆x 2+y 2-4=0与圆x 2+y 2-4x +4y -12=0的公共弦长为________. 答案 2 2解析 由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-4=0,x 2+y 2-4x +4y -12=0,得两圆公共弦所在直线为x -y +2=0.又圆x 2+y 2=4的圆心到直线x -y +2=0的距离为22= 2.由勾股定理得弦长的一半为4-2=2,所以所求弦长为2 2.题组三易错自纠5.若直线l:x-y+m=0与圆C:x2+y2-4x-2y+1=0恒有公共点,则m的取值范围是() A.[-2,2] B.[-22,22]C.[-2-1,2-1] D.[-22-1,22-1]答案 D解析圆C的标准方程为(x-2)2+(y-1)2=4,圆心为(2,1),半径为2,圆心到直线的距离d=|2-1+m|2,若直线与圆恒有公共点,则|2-1+m|2≤2,解得-22-1≤m≤22-1,故选D.6.(2018·石家庄模拟)设圆C1,C2都和两坐标轴相切,且都过点(4,1),则两圆心的距离|C1C2|等于()A.4 B.4 2 C.8 D.8 2答案 C解析因为圆C1,C2和两坐标轴相切,且都过点(4,1),所以两圆都在第一象限内,设圆心坐标为(a,a),则|a|=(a-4)2+(a-1)2,解得a=5+22或a=5-22,可取C1(5+22,5+22),C2(5-22,5-22),故|C1C2|=(42)2+(42)2=8,故选C.7.过点A(3,5)作圆O:x2+y2-2x-4y+1=0的切线,则切线的方程为__________.答案5x-12y+45=0或x-3=0解析化圆x2+y2-2x-4y+1=0为标准方程得(x-1)2+(y-2)2=4,其圆心为(1,2),∵|OA|=(3-1)2+(5-2)2=13>2,∴点A(3,5)在圆外.显然,当切线斜率不存在时,直线与圆相切,即切线方程为x-3=0,当切线斜率存在时,可设所求切线方程为y-5=k(x-3),即kx-y+5-3k=0.又圆心为(1,2),半径r=2,而圆心到切线的距离d=|3-2k|k2+1=2,即|3-2k|=2k2+1,∴k=512,故所求切线方程为5x-12y+45=0或x-3=0.题型一 直线与圆的位置关系命题点1 位置关系的判断例1 (2018·贵州黔东南州联考)在△ABC 中,若a sin A +b sin B -c sin C =0,则圆C :x 2+y 2=1与直线l :ax +by +c =0的位置关系是( ) A .相切 B .相交 C .相离 D .不确定答案 A解析 因为a sin A +b sin B -c sin C =0, 所以由正弦定理得a 2+b 2-c 2=0.故圆心C (0,0)到直线l :ax +by +c =0的距离d =|c |a 2+b 2=1=r ,故圆C :x 2+y 2=1与直线l :ax +by +c =0相切,故选A. 命题点2 弦长问题例2 已知直线:12x -5y =3与圆x 2+y 2-6x -8y +16=0相交于A ,B 两点,则|AB |=________. 答案 4 2解析 把圆的方程化成标准方程为(x -3)2+(y -4)2=9,所以圆心坐标为(3,4),半径r =3,所以圆心到直线12x -5y =3的距离d =|12×3-5×4-3|122+(-5)2=1,则|AB |=2r 2-d 2=4 2.命题点3 切线问题例3 已知圆C :(x -1)2+(y +2)2=10,求满足下列条件的圆的切线方程. (1)与直线l 1:x +y -4=0平行; (2)与直线l 2:x -2y +4=0垂直; (3)过切点A (4,-1).解 (1)设切线方程为x +y +b =0, 则|1-2+b |2=10,∴b =1±25, ∴切线方程为x +y +1±25=0.(2)设切线方程为2x +y +m =0, 则|2-2+m |5=10,∴m =±52,∴切线方程为2x +y ±52=0.(3)∵k AC =-2+11-4=13,∴过切点A (4,-1)的切线斜率为-3,∴过切点A (4,-1)的切线方程为y +1=-3(x -4), 即3x +y -11=0.思维升华 (1)判断直线与圆的位置关系的常见方法 ①几何法:利用d 与r 的关系. ②代数法:联立方程之后利用Δ判断.③点与圆的位置关系法:若直线恒过定点且定点在圆内,可判断直线与圆相交. 上述方法中最常用的是几何法,点与圆的位置关系法适用于动直线问题.(2)处理直线与圆的弦长问题时多用几何法,即弦长的一半、弦心距、半径构成直角三角形. (3)圆的切线问题的处理要抓住圆心到直线的距离等于半径,从而建立关系解决问题. 跟踪训练1 (1)圆x 2+y 2-2x +4y =0与直线2tx -y -2-2t =0(t ∈R )的位置关系为________. 答案 相交解析 直线2tx -y -2-2t =0恒过点(1,-2), ∵12+(-2)2-2×1+4×(-2)=-5<0, ∴点(1,-2)在圆x 2+y 2-2x +4y =0内,直线2tx -y -2-2t =0与圆x 2+y 2-2x +4y =0相交.(2)过点(3,1)作圆(x -2)2+(y -2)2=4的弦,其中最短弦的长为________. 答案 2 2解析 设P (3,1),圆心C (2,2),则|PC |=2,半径r =2,由题意知最短的弦过P (3,1)且与PC 垂直,所以最短弦长为222-(2)2=2 2.(3)过点P (2,4)引圆(x -1)2+(y -1)2=1的切线,则切线方程为__________________. 答案 x =2或4x -3y +4=0解析 当直线的斜率不存在时,直线方程为x =2,此时,圆心到直线的距离等于半径,直线与圆相切,符合题意;当直线的斜率存在时,设直线方程为y -4=k (x -2),即kx -y +4-2k =0,∵直线与圆相切,∴圆心到直线的距离等于半径,即d =|k -1+4-2k |k 2+(-1)2=|3-k |k 2+1=1,解得k =43,∴所求切线方程为43x -y +4-2×43=0,即4x -3y +4=0.综上,切线方程为x =2或4x -3y +4=0.题型二 圆与圆的位置关系命题点1 位置关系的判断例4 分别求当实数k 为何值时,两圆C 1:x 2+y 2+4x -6y +12=0,C 2:x 2+y 2-2x -14y +k =0相交和相切.解 将两圆的一般方程化为标准方程,得C 1:(x +2)2+(y -3)2=1,C 2:(x -1)2+(y -7)2=50-k , 则圆C 1的圆心为C 1(-2,3),半径r 1=1; 圆C 2的圆心为C 2(1,7),半径r 2=50-k ,k <50.从而|C 1C 2|=(-2-1)2+(3-7)2=5.当|50-k -1|<5<50-k +1,即4<50-k <6,即14<k <34时,两圆相交. 当1+50-k =5,即k =34时,两圆外切;当|50-k -1|=5,即k =14时,两圆内切.所以当k =14或k =34时,两圆相切. 命题点2 公共弦问题例5 已知圆C 1:x 2+y 2-2x -6y -1=0和C 2:x 2+y 2-10x -12y +45=0. (1)求证:圆C 1和圆C 2相交;(2)求圆C 1和圆C 2的公共弦所在直线的方程和公共弦长.(1)证明 由题意得,圆C 1和圆C 2一般方程化为标准方程,得(x -1)2+(y -3)2=11,(x -5)2+(y -6)2=16,则圆C 1的圆心C 1(1,3),半径r 1=11, 圆C 2的圆心C 2(5,6),半径r 2=4,两圆圆心距d =|C 1C 2|=5,r 1+r 2=11+4, |r 1-r 2|=4-11,∴|r 1-r 2|<d <r 1+r 2, ∴圆C 1和C 2相交.(2)解 圆C 1和圆C 2的方程相减,得4x +3y -23=0, ∴两圆的公共弦所在直线的方程为4x +3y -23=0. 圆心C 2(5,6)到直线4x +3y -23=0的距离 d =|20+18-23|16+9=3,故公共弦长为216-9=27.思维升华 (1)判断两圆位置关系的方法常用几何法,即用两圆圆心距与两圆半径和及差的绝对值的大小关系判断,一般不用代数法.重视两圆内切的情况,作图观察. (2)两圆相交时,公共弦所在直线方程的求法两圆的公共弦所在直线的方程可由两圆的方程作差消去x 2,y 2项得到. (3)两圆公共弦长的求法求两圆公共弦长,常选其中一圆,由弦心距d ,半弦长l2,半径r 构成直角三角形,利用勾股定理求解.跟踪训练2 (1)(2016·山东)已知圆M :x 2+y 2-2ay =0(a >0)截直线x +y =0所得线段的长度是22,则圆M 与圆N :(x -1)2+(y -1)2=1的位置关系是( ) A .内切 B .相交 C .外切 D .相离 答案 B解析 ∵圆M :x 2+(y -a )2=a 2(a >0), ∴圆心坐标为M (0,a ),半径r 1为a , 圆心M 到直线x +y =0的距离d =|a |2,由几何知识得⎝⎛⎭⎫|a |22+(2)2=a 2,解得a =2.∴M (0,2),r 1=2.又圆N 的圆心坐标N (1,1),半径r 2=1,∴|MN |=(1-0)2+(1-2)2=2,r 1+r 2=3,r 1-r 2=1.∴r 1-r 2<|MN |<r 1+r 2,∴两圆相交,故选B.(2)圆x 2+y 2+4x -4y -1=0与圆x 2+y 2+2x -13=0相交于P ,Q 两点,则直线PQ 的方程为______________. 答案 x -2y +6=0解析 两个圆的方程两端相减,可得2x -4y +12=0. 即x -2y +6=0.1.若两圆x 2+y 2=m 和x 2+y 2+6x -8y -11=0有公共点,则实数m 的取值范围是( ) A .(-∞,1) B .(121,+∞) C .[1,121] D .(1,121)答案 C解析 x 2+y 2+6x -8y -11=0化成标准方程为 (x +3)2+(y -4)2=36. 圆心距为d =(0+3)2+(0-4)2=5,若两圆有公共点,则|6-m |≤5≤6+m , 所以1≤m ≤121.故选C.2.直线x -3y +3=0与圆(x -1)2+(y -3)2=10相交所得弦长为( ) A.30 B.532 C .4 2 D .3 3答案 A解析 圆(x -1)2+(y -3)2=10的圆心坐标为(1,3),半径r =10,圆心(1,3)到直线x -3y +3=0的距离d =|1-9+3|10=510,故弦|AB |=210-2510=30,故选A.3.已知直线l :x cos α+y sin α=2(α∈R ),圆C :x 2+y 2+2x cos θ+2y sin θ=0(θ∈R ),则直线l 与圆C 的位置关系是( )A .相交B .相切C .相离D .与α,θ有关答案 D解析 圆C :x 2+y 2+2x cos θ+2y sin θ=0(θ∈R ),即(x +cos θ)2+(y +sin θ)2=1(θ∈R ),圆心C 的坐标为(-cos θ,-sin θ),半径为r =1.圆心C 到直线l :x cos α+y sin α=2(α∈R )的距离d =|-cos θcos α-sin θsin α-2|cos 2α+sin 2α=2+cos(θ-α).当cos(θ-α)=-1时,d =r ,直线l 和圆C 相切; 当-1<cos(θ-α)≤1时,d >r ,直线l 和圆C 相离,故选D.4.(2018·福州模拟)过点P (1,-2)作圆C :(x -1)2+y 2=1的两条切线,切点分别为A ,B ,则AB 所在直线的方程为( ) A .y =-34 B .y =-12C .y =-32D .y =-14答案 B解析 圆(x -1)2+y 2=1的圆心为(1,0),半径为1,以|PC |=(1-1)2+(-2-0)2=2为直径的圆的方程为(x -1)2+(y +1)2=1,将两圆的方程相减得AB 所在直线的方程为2y +1=0,即y =-12.5.若点A (1,0)和点B (4,0)到直线l 的距离依次为1和2,则这样的直线有( ) A .1条 B .2条 C .3条 D .4条 答案 C解析 如图,分别以A ,B 为圆心,1,2为半径作圆.由题意得,直线l 是圆A 的切线,A 到l 的距离为1,直线l 也是圆B 的切线,B 到l 的距离为2,所以直线l 是两圆的公切线,共3条(2条外公切线,1条内公切线).6.(2018·东北三省联考)直线x +2y +m =0(m >0)与⊙O :x 2+y 2=5交于A ,B 两点,若|OA →+OB →|>2|AB →|,则m 的取值范围是( )A .(5,25)B .(25,5)C .(5,5)D .(2,5)答案 B解析 ∵直线x +2y +m =0与⊙O :x 2+y 2=5交于相异两点A ,B ,∴O 点到直线x +2y +m =0的距离d < 5.记OA →+OB →=OD →,则四边形OADB 是菱形,且|OD →|=2d . ∵|OA →+OB →|>2|AB →|,∴2d >2|AB →|, 即d >|AB →|=25-d 2,解得d >2.又d <5,∴2<d <5,即2<|m |5< 5. 又m >0,解得m ∈(25,5).7.(2016·全国Ⅲ)已知直线l :x -3y +6=0与圆x 2+y 2=12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 |=________. 答案 4解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +6=0,x 2+y 2=12,得y 2-33y +6=0,解得x 1=-3,y 1=3;x 2=0,y 2=23, ∴A (-3,3),B (0,23).过A ,B 作l 的垂线方程分别为 y -3=-3(x +3),y -23=-3x ,令y =0, 则x C =-2,x D =2,∴|CD |=2-(-2)=4.8.过点P (1,3)作圆x 2+y 2=1的两条切线,切点分别为A ,B ,则P A →·PB →=________. 答案 32解析 由题意,得圆心为O (0,0),半径为1.如图所示,∵P (1,3),∴PB ⊥x 轴,|P A |=|PB |= 3.∴△POA 为直角三角形, 其中|OA |=1,|AP |=3,则|OP |=2,∴∠OP A =30°,∴∠APB =60°. ∴P A →·PB →=|P A →||PB →|·cos ∠APB =3×3×cos 60°=32.9.在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为x 2+y 2-8x +15=0,若直线y =kx -2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,则k 的最大值是________. 答案 43解析 圆C 的标准方程为(x -4)2+y 2=1,圆心为(4,0). 由题意知(4,0)到kx -y -2=0的距离应不大于2, 即|4k -2|k 2+1≤2,整理得3k 2-4k ≤0,解得0≤k ≤43.故k 的最大值是43.10.(2018·成都模拟)已知圆C :(x -3)2+(y -4)2=25,圆C 上的点到直线l :3x +4y +m =0(m <0)的最短距离为1,若点N (a ,b )在直线l 上位于第一象限的部分,则1a +1b 的最小值为____________. 答案7+4355解析 圆C :(x -3)2+(y -4)2=25,圆心坐标(3,4),半径为5,因为圆C 上的点到直线l :3x +4y +m =0(m <0)的最短距离为1,则直线l 与圆C 相离,设圆心到直线的距离为d ,则d -r =1,可得|9+16+m |9+16=6,解得m =-55或m =5(舍去).因为点N (a ,b )在直线l 上位于第一象限的部分, 所以3a +4b =55,a >0,b >0. 则1a +1b =155⎝⎛⎭⎫1a +1b (3a +4b )=155⎝⎛⎭⎫7+4b a +3a b ≥155⎝⎛⎭⎫7+24b a ·3a b =7+4355, 当且仅当a =-55+11033,b =55-5532时取等号.11.已知圆C :x 2+y 2+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,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 的方程化为标准方程为(x +1)2+(y -2)2=4, ∴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, 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 , 得l 的方程为y -3=k (x -1), 即kx -y +3-k =0, 则|-k -2+3-k |1+k 2=2,解得k =-34.∴l 的方程为y -3=-34(x -1),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=x 2+y 2,∵|PM |=|PO |, ∴(x +1)2+(y -2)2-4=x 2+y 2, 整理,得2x -4y +1=0,∴点P 的轨迹方程为2x -4y +1=0.12.如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知以M 为圆心的圆M :x 2+y 2-12x -14y +60=0及其上一点A (2,4).(1)设圆N 与x 轴相切,与圆M 外切,且圆心N 在直线x =6上,求圆N 的标准方程; (2)设平行于OA 的直线l 与圆M 相交于B ,C 两点,且BC =OA ,求直线l 的方程; (3)设点T (t,0)满足:存在圆M 上的两点P 和Q ,使得TA →+TP →=TQ →,求实数t 的取值范围. 解 (1)圆M 的方程化为标准形式为(x -6)2+(y -7)2=25,圆心M (6,7),半径r =5, 由题意,设圆N 的方程为(x -6)2+(y -b )2=b 2(b >0). 且(6-6)2+(b -7)2=b +5.解得b =1,∴圆N 的标准方程为(x -6)2+(y -1)2=1. (2)∵k OA =2,∴可设l 的方程为y =2x +m ,即2x -y +m =0.又BC =OA =22+42=2 5.由题意,圆M 的圆心M (6,7)到直线l 的距离为d = 52-⎝⎛⎭⎫BC 22=25-5=2 5.即|2×6-7+m |22+(-1)2=25,解得m =5或m =-15.∴直线l 的方程为y =2x +5或y =2x -15.(3)由TA →+TP →=TQ →,则四边形AQPT 为平行四边形, 又∵P ,Q 为圆M 上的两点,∴PQ ≤2r =10. ∴TA =PQ ≤10,即(t -2)2+42≤10,解得2-221≤t ≤2+221.故所求t 的取值范围为[2-221,2+221].13.(2018·贵阳第一中学月考)已知直线l :(m +2)x +(m -1)y +4-4m =0上总存在点M ,使得过M 点作的圆C :x 2+y 2+2x -4y +3=0的两条切线互相垂直,则实数m 的取值范围是( )A .m ≤1或m ≥2B .2≤m ≤8C .-2≤m ≤10D .m ≤-2或m ≥8答案 C 解析 如图,设切点分别为A ,B .连接AC ,BC ,MC ,由∠AMB =∠MAC =∠MBC =90°及MA =MB 知,四边形MACB 为正方形,故|MC |=2+2=2,若直线l 上总存在点M 使得过点M 的两条切线互相垂直,只需圆心(-1,2)到直线l 的距离d =|-m -2+2m -2+4-4m |(m +2)2+(m -1)2≤2,即m 2-8m-20≤0,∴-2≤m ≤10,故选C.14.若⊙O :x 2+y 2=5与⊙O 1:(x -m )2+y 2=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 的长是________. 答案 4解析 ⊙O 1与⊙O 在A 处的切线互相垂直,如图,可知两切线分别过另一圆的圆心,∴O 1A ⊥OA .又∵|OA |=5,|O 1A |=25,∴|OO 1|=5. 又A ,B 关于OO 1所在直线对称, ∴AB 长为Rt △OAO 1斜边上的高的2倍, ∴|AB |=2×5×255=4.15.已知圆O :x 2+y 2=9,点P 为直线x +2y -9=0上一动点,过点P 向圆O 引两条切线P A ,PB ,A ,B 为切点,则直线AB 过定点( ) A.⎝⎛⎭⎫49,89 B.⎝⎛⎭⎫29,49 C .(1,2) D .(9,0)答案 C解析 因为P 是直线x +2y -9=0上的任一点,所以设P (9-2m ,m ),因为P A ,PB 为圆x 2+y 2=9的两条切线,切点分别为A ,B ,所以OA ⊥P A ,OB ⊥PB ,则点A ,B 在以OP 为直径的圆(记为圆C )上,即AB 是圆O 和圆C 的公共弦,易知圆C 的方程是⎝⎛⎭⎪⎫x -9-2m 22+⎝⎛⎭⎫y -m 22=(9-2m )2+m24, ① 又x 2+y 2=9, ②②-①得,(2m -9)x -my +9=0,即公共弦AB 所在直线的方程是(2m -9)x -my +9=0,即m (2x -y )+(-9x +9)=0,由⎩⎪⎨⎪⎧2x -y =0,-9x +9=0得x =1,y =2.所以直线AB 恒过定点(1,2),故选C.16.已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,过点F 且斜率为1的直线与抛物线C 交于点A ,B ,以线段AB 为直径的圆E 上存在点P ,Q ,使得以PQ 为直径的圆过点D ⎝⎛⎭⎫-32,t ,求实数t 的取值范围.解 由题意可得直线AB 的方程为x =y +1,与y 2=4x 联立消去x ,可得y 2-4y -4=0,显然Δ=16+16>0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=4,y 1y 2=-4,设E (x E ,y E ),则y E =y 1+y 22=2,x E =y E +1=3,又|AB |=x 1+x 2+2=y 1+1+y 2+1+2=8,所以圆E 是以(3,2)为圆心,4为半径的圆,所以点D 恒在圆E 外.圆E 上存在点P ,Q ,使得以PQ 为直径的圆过点D ⎝⎛⎭⎫-32,t ,即圆E 上存在点P ,Q ,使得DP ⊥DQ ,设过D 点的两直线分别切圆E 于P ′,Q ′点,要满足题意,则∠P ′DQ ′≥π2,所以|EP ′||DE |=4⎝⎛⎭⎫3+322+()2-t 2≥22,整理得t 2-4t -314≤0,解得2-472≤t ≤2+472,故实数t 的取值范围为⎣⎡⎦⎤2-472,2+472.。
高考数学(浙江版,理科)大一轮复习:第九章++解析几何(

第3讲 直线与圆、圆与圆的位置关系一、选择题1.已知集合A ={(x ,y )|x ,y 为实数,且x 2+y 2=1},B ={(x ,y )|x ,y 为实数,且x +y =1},则A ∩B 的元素个数为( ).A .4B .3C .2D .1 解析 法一 (直接法)集合A 表示圆,集合B 表示一条直线,又圆心(0,0)到直线x +y =1的距离 d =12=22<1=r ,所以直线与圆相交,故选C.法二 (数形结合法)画图可得,故选C. 答案 C2.若直线x -y +1=0与圆(x -a )2+y 2=2有公共点,则实数a 的取值范围是( ).A .[-3,-1]B .[-1,3]C .[-3,1]D .(-∞,-3]∪[1,+∞)解析 由题意可得,圆的圆心为(a,0),半径为2, ∴|a -0+1|12+(-1)2≤2,即|a +1|≤2,解得-3≤a ≤1. 答案 C3.若圆(x -a )2+(y -b )2=b 2+1始终平分圆(x +1)2+(y +1)2=4的周长,则a ,b 满足的关系是( ) A .a 2+2a +2b -3=0 B .a 2+b 2+2a +2b +5=0 C .a 2+2a +2b +5=0 D .a 2-2a -2b +5=0解析 即两圆的公共弦必过(x +1)2+(y +1)2=4的圆心, 两圆相减得相交弦的方程为-2(a +1)x -2(b +1)y +a 2+1=0, 将圆心坐标(-1,-1)代入可得a 2+2a +2b +5=0.答案 C4.若圆C 1:x 2+y 2+2ax +a 2-4=0(a ∈R )与圆C 2:x 2+y 2-2by -1+b 2=0(b ∈R )恰有三条切线,则a +b 的最大值为( ).A .-3 2B .-3C .3D .3 2解析 易知圆C 1的圆心为C 1(-a,0),半径为r 1=2; 圆C 2的圆心为C 2(0,b ),半径为r 2=1. ∵两圆恰有三条切线,∴两圆外切,∴|C 1C 2|=r 1+r 2,即a 2+b 2=9.∵⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22≤a 2+b22, ∴a +b ≤32(当且仅当a =b =32时取“=”), ∴a +b 的最大值为3 2. 答案 D5.若曲线C 1:x 2+y 2-2x =0与曲线C 2:y (y -mx -m )=0有四个不同的交点,则实数m 的取值范围是( ).A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-33,33B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-33,0∪⎝ ⎛⎭⎪⎫0,33C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,33D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-33∪⎝ ⎛⎭⎪⎫33,+∞解析 C1:(x -1)2+y 2=1,C 2:y =0或y =mx +m =m (x +1).当m =0时,C 2:y =0,此时C 1与C 2显然只有两个交点;当m ≠0时,要满足题意,需圆(x -1)2+y 2=1与直线y =m (x +1)有两交点,当圆与直线相切时,m =±33,即直线处于两切线之间时满足题意, 则-33<m <0或0<m <33. 综上知-33<m <0或0<m <33. 答案 B6.如右图,一个直径为1的小圆沿着直径为2的大圆内壁的逆时针方向滚动,M 和N 是小圆的一条固定直径的两个端点.那么,当小圆这样滚过大圆内壁的一周,点M ,N 在大圆内所绘出的图形大致是( ).解析 如图,建立直角坐标系,由题意可知,小圆O 1总与大圆O 相内切,且小圆O 1总经过大圆的圆心O .设某时刻两圆相切于点A ,此时动点M所处位置为点M ′,则大圆圆弧的长与小圆圆弧的长之差为0或2π.切点A 在三、四象限的差为0,在一、二象限的差为2π.以切点A 在第三象限为例,记直线OM 与此时小圆O 1的交点为M 1,记∠AOM =θ,则∠OM 1O 1=∠M 1OO 1=θ,故∠M 1O 1A =∠M 1OO 1+∠OM 1O 1=2θ.大圆圆弧的长为l 1=θ×2=2θ,小圆圆弧的长为l 2=2θ×1=2θ,则l 1=l 2,即小圆的两段圆弧与的长相等,故点M 1与点M ′重合.即动点M 在线段MO 上运动,同理可知,此时点N 在线段OB 上运动.点A 在其他象限类似可得,故M ,N 的轨迹为相互垂直的线段.观察各选项知,只有选项A 符合.故选A. 答案 A 二、填空题7.直线y =x 被圆x 2+(y -2)2=4截得的弦长为________.解析 由题意得,圆x 2+(y -2)2=4的圆心为(0,2),半径为2,圆心到直线x -y =0的距离d =22= 2. 设截得的弦长为l ,则由⎝ ⎛⎭⎪⎫l 22+(2)2=22,得l =2 2.答案 2 28.设集合A =(x ,y )⎪⎪⎪m2≤(x -2)2+y 2≤m 2,x ,y ∈R ,B ={(x ,y )|2m ≤x +y ≤2m+1,x ,y ∈R },若A ∩B =∅,则实数m 的取值范围是________. 解析 ∵A ∩B ≠∅,∴A ≠∅, ∴m 2≥m 2.∴m ≥12或m ≤0.显然B ≠∅.要使A ∩B ≠∅,只需圆(x -2)2+y 2=m 2(m ≠0)与x +y =2m 或x +y =2m +1有交点,即|2-2m |2≤|m |或|1-2m |2≤|m |,∴2-22≤m ≤2+ 2.又∵m ≥12或m ≤0,∴12≤m ≤2+ 2. 当m =0时,(2,0)不在0≤x +y ≤1内.综上所述,满足条件的m 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2+2.答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2+29.从原点向圆x 2+y 2-12y +27=0作两条切线,则该圆夹在两条切线间的劣弧长为________.解析 (数形结合法)如图,圆x 2+y 2-12y +27=0 可化为x 2+(y -6)2=9,圆心坐标为(0,6),半径为3. 在Rt △OBC 中可得:∠OCB =π3,∴∠ACB =2π3, ∴所求劣弧长为2π. 答案 2 π10.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆x 2+y 2=4上有且只有四个点到直线12x -5y +c =0的距离为1,则实数c 的取值范围是________.解析 画图可知,圆上有且只有四个点到直线12x -5y +c =0的距离为1,该圆半径为2即圆心O (0,0)到直线12x -5y +c =0的距离d <1,即0<|c |13<1,∴-13<c <13. 答案 (-13,13) 三、解答题11.已知:圆C :x 2+y 2-8y +12=0,直线l :ax +y +2a =0. (1)当a 为何值时,直线l 与圆C 相切;(2)当直线l 与圆C 相交于A ,B 两点,且|AB |=22时,求直线l 的方程. 解 将圆C 的方程x 2+y 2-8y +12=0化成标准方程为x 2+(y -4)2=4,则此圆的圆心为(0,4),半径为2.(1)若直线l 与圆C 相切,则有|4+2a |a 2+1=2,解得a =-34.(2)过圆心C 作CD ⊥AB ,则根据题意和圆的性质,得⎩⎪⎨⎪⎧|CD |=|4+2a |a 2+1,|CD |2+|DA |2=|AC |2=22,|DA |=12|AB |= 2.解得a =-7或a =-1.故所求直线方程为7x -y +14=0或x -y +2=0.12.已知与圆C :x 2+y 2-2x -2y +1=0相切的直线l 交x 轴,y 轴于A ,B 两点,|OA |=a ,|OB |=b (a >2,b >2). (1)求证:(a -2)(b -2)=2; (2)求线段AB 中点的轨迹方程; (3)求△AOB 面积的最小值.解 (1)证明:圆的标准方程是(x -1)2+(y -1)2=1,设直线方程为x a +y b=1,即bx +ay -ab =0,圆心到该直线的距离d =|a +b -ab |a 2+b 2=1,即a 2+b 2+a 2b 2+2ab -2a 2b -2ab 2=a 2+b 2,即a 2b 2+2ab -2a 2b -2ab 2=0, 即ab +2-2a -2b =0,即(a -2)(b -2)=2.(2)设AB 中点M (x ,y ),则a =2x ,b =2y ,代入(a -2)(b -2)=2, 得(x -1)(y -1)=12(x >1,y >1).(3)由(a -2)(b -2)=2得ab +2=2(a +b )≥4ab , 解得ab ≥2+2(舍去ab ≤2-2),当且仅当a =b 时,ab 取最小值6+42, 所以△AOB 面积的最小值是3+2 2.13.设直线l 的方程为y =kx +b (其中k 的值与b 无关),圆M 的方程为x 2+y 2-2x -4=0.(1)如果不论k 取何值,直线l 与圆M 总有两个不同的交点,求b 的取值范围; (2)b =1时,l 与圆交于A ,B 两点,求|AB |的最大值和最小值. 解 圆M 的标准方程为(x -1)2+y 2=5, ∴圆心M 的坐标为(1,0),半径为r = 5. (1)∵不论k 取何值,直线l 总过点P (0,b ),∴欲使l 与圆M 总有两个不同的交点,必须且只需点P 在圆M 的内部,即|MP |<5,即1+b 2<5,∴-2<b <2,即b 的取值范围是(-2,2).(2)当l 过圆心M 时,|AB |的值最大,最大值为圆的直径长2 5.当l ⊥MP 时,此时|MP |最大,|AB |的值最小,|MP |2=⎝ ⎛⎭⎪⎫k +1k 2+12=k 2+2k +1k 2+1=1+2k +1k≤1+22k ·1k=2,当且仅当k =1时取等号.最小值为2r 2-|MP |2=25-2=2 3.14.已知圆M :x 2+(y -2)2=1,Q 是x 轴上的动点,QA ,QB 分别切圆M 于A ,B 两点.(1)若Q (1,0),求切线QA ,QB 的方程; (2)求四边形QAMB 面积的最小值; (3)若|AB |=423,求直线MQ 的方程.解 (1)设过点Q 的圆M 的切线方程为x =my +1, 则圆心M 到切线的距离为1, ∴|2m +1|m 2+1=1,∴m =-43或0, ∴QA ,QB 的方程分别为3x +4y -3=0和x =1. (2)∵MA ⊥AQ ,∴S四边形MAQB =|MA |·|QA |=|QA |=|MQ |2-|MA |2=|MQ |2-1≥|MO |2-1= 3.∴四边形QAMB 面积的最小值为 3.(3)设AB 与MQ 交于P ,则MP ⊥AB ,MB ⊥BQ , ∴|MP |=1-⎝⎛⎭⎪⎫2232=13. 在Rt △MBQ 中,|MB |2=|MP ||MQ |, 即1=13|MQ |,∴|MQ |=3,∴x 2+(y -2)2=9. 设Q (x,0),则x 2+22=9,∴x =±5,∴Q (±5,0), ∴MQ 的方程为2x +5y -25=0或2x -5y +25=0.。
2021高考数学复习专题 直线与圆、圆与圆的位置关系(文 精练)

专题9.4 直线与圆、圆与圆的位置关系1.(2020·福建省厦门市科技中学模拟)直线kx -2y +1=0与圆x 2+(y -1)2=1的位置关系是( ) A .相交 B .相切 C .相离 D .不确定2.(2020·江西省鹰潭市一中模拟)若直线x =5与圆x 2+y 2-6x +a =0相切,则a =( ) A .13B .5C .-5D .-133.(2020·山东省日照市实验中学模拟)与圆C 1:x 2+y 2-6x +4y +12=0,C 2:x 2+y 2-14x -2y +14=0都相切的直线有( )A .1条B .2条C .3条D .4条4.(2020·河南省卫辉一中模拟)直线y =kx +3被圆(x -2)2+(y -3)2=4截得的弦长为23,则直线的倾斜角为( )A.π6或5π6 B .-π3或π3C .-π6或π6D.π65.(2020·湖北省武汉市四中模拟)已知直线l :kx -y -3=0与圆O :x 2+y 2=4交于A ,B 两点,且OA →·OB→=2,则k =( )A .2B .± 2C .±2D.26.(2020·湖南省邵阳模拟)已知点M (a ,b )在圆O :x 2+y 2=1外,则直线ax +by =1与圆O 的位置关系是( )A .相切B .相交C .相离D .不确定7.(2020·广东省深圳市松岗中学模拟)直线x +y +2=0分别与x 轴,y 轴交于A ,B 两点,点P 在圆(x -2)2+y 2=2上,则△ABP 面积的取值范围是( )A .[2,6]B .[4,8]C .[2,32]D .[22,32]8.(2020·重庆市合川中学模拟)过点P (1,-2)作圆C :(x -1)2+y 2=1的两条切线,切点分别为A ,B ,则AB 所在直线的方程为( )A .y =-34 B .y =-12C .y =-32D .y =-149.(2020·四川省攀枝花市三中模拟)直线y =x +1与圆x 2+y 2+2y -3=0交于A ,B 两点,则|AB |= .10.(2020·湖北荆州中学模拟)过点P (-3,1),Q (a,0)的光线经x 轴反射后与圆x 2+y 2=1相切,则a 的值为 .11.(2020·云南昆明第三中学模拟)设直线y =x +2a 与圆C :x 2+y 2-2ay -2=0相交于A ,B 两点,若|AB |=23,则圆C 的面积为 .12.(2020·贵州凯里一中模拟)已知直线l :x -3y -a =0与圆C :(x -3)2+(y +3)2=4交于M ,N ,点P 在圆C 上,且△MPN =π3,则实数a = .13.(2020·浙江温州中学模拟)设O 为坐标原点,曲线x 2+y 2+2x -6y +1=0上有两点P ,Q ,满足关于直线x +my +4=0对称,且OP →·OQ →=0.(1)求m 的值; (2)求直线PQ 的方程.14.(2020·吉林省实验中学模拟)已知圆C 的方程为x 2+(y -4)2=1,直线l 的方程为2x -y =0,点P 在直线l 上,过点P 作圆C 的切线P A ,PB ,切点为A ,B .(1)若△APB =60°,求点P 的坐标;(2)求证:经过A ,P ,C (其中点C 为圆C 的圆心)三点的圆必经过定点,并求出所有定点的坐标. 15.(2020·湖南浏阳一中模拟)在直角坐标系xOy 中,曲线y =x 2+mx -2与x 轴交于A ,B 两点,点C 的坐标为(0,1).当m 变化时,解答下列问题:(1)能否出现AC △BC 的情况?说明理由;(2)证明过A ,B ,C 三点的圆在y 轴上截得的弦长为定值.16.(2020·山西康杰中学模拟)如图所示,圆C :x 2-(1+a )x +y 2-ay +a =0.(1)若圆C 与x 轴相切,求圆C 的方程;(2)已知a >1,圆C 与x 轴相交于两点M ,N (点M 在点N 的左侧).过点M 任作一条直线与圆O :x 2+y 2=4相交于两点A ,B .问:是否存在实数a ,使得△ANM =△BNM ?若存在,求出实数a 的值;若不存在,请说明理由.专题9.4 直线与圆、圆与圆的位置关系1.(2020·福建省厦门市科技中学模拟)直线kx -2y +1=0与圆x 2+(y -1)2=1的位置关系是( ) A .相交 B .相切 C .相离 D .不确定 【答案】A【解析】直线kx -2y +1=0恒过定点⎝⎛⎭⎫0,12,且0+⎝⎛⎭⎫12-12<1, 所以点⎝⎛⎭⎫0,12在圆内,故直线和圆恒相交,故选A. 2.(2020·江西省鹰潭市一中模拟)若直线x =5与圆x 2+y 2-6x +a =0相切,则a =( ) A .13 B .5 C .-5 D .-13【答案】B【解析】圆的标准方程为(x -3)2+y 2=9-a .其圆心坐标为(3,0),半径r =9-a (a <9).由直线x =5和圆x 2+y 2-6x +a =0相切,则圆的半径r =5-3=2,即9-a =2.解得a =5,故选B.3.(2020·山东省日照市实验中学模拟)与圆C 1:x 2+y 2-6x +4y +12=0,C 2:x 2+y 2-14x -2y +14=都相切的直线有( )A .1条B .2条C .3条D .4条【答案】A【解析】两圆分别化为标准形式为C 1:(x -3)2+(y +2)2=1,C 2:(x -7)2+(y -1)2=36,则两圆圆心距|C 1C 2|=(7-3)2+[1-(-2)]2=5,等于两圆半径差,故两圆内切.所以它们只有一条公切线.故选A.4.(2020·河南省卫辉一中模拟)直线y =kx +3被圆(x -2)2+(y -3)2=4截得的弦长为23,则直线的倾斜角为( )A.π6或5π6 B .-π3或π3C .-π6或π6D.π6 【答案】A【解析】由题知,圆心(2,3),半径为2,所以圆心到直线的距离为d =22-(3)2=1.即d =|2k |1+k 2=1,所以k =±33,由k =tan α,得α=π6或5π6.故选A. 5.(2020·湖北省武汉市四中模拟)已知直线l :kx -y -3=0与圆O :x 2+y 2=4交于A ,B 两点,且OA →·OB →=2,则k =( )A .2B .± 2C .±2 D.2【答案】B【解析】圆O :x 2+y 2=4的圆心为(0,0),半径为2, 设OA →与OB →的夹角为θ,则 2×2×cos θ=2, 解得cos θ=12,θ=π3,△圆心到直线l 的距离为2cos π6=3,可得|-3|1+k 2=3,解得k =± 2. 6.(2020·湖南省邵阳模拟)已知点M (a ,b )在圆O :x 2+y 2=1外,则直线ax +by =1与圆O 的位置关系是( )A .相切B .相交C .相离D .不确定 【答案】B【解析】由题意知a 2+b 2>1,圆心O (0,0)到直线ax +by -1=0的距离d =1a 2+b 2<1,因此直线和圆相交,故选B.7.(2020·广东省深圳市松岗中学模拟)直线x +y +2=0分别与x 轴,y 轴交于A ,B 两点,点P 在圆(x -2)2+y 2=2上,则△ABP 面积的取值范围是( )A .[2,6]B .[4,8]C .[2,32]D .[22,32]【答案】A【解析】由题意知圆心的坐标为(2,0),半径r =2,圆心到直线x +y +2=0的距离d =|2+2|1+1=22,所以圆上的点到直线的最大距离是d +r =32,最小距离是d -r = 2.易知A (-2,0),B (0,-2),所以|AB |=22,所以2≤S △ABP ≤6.故选A.8.(2020·重庆市合川中学模拟)过点P (1,-2)作圆C :(x -1)2+y 2=1的两条切线,切点分别为A ,B ,则AB 所在直线的方程为( )A .y =-34 B .y =-12C .y =-32D .y =-14【答案】B【解析】圆(x -1)2+y 2=1的圆心为C (1,0),半径为1,以|PC |=(1-1)2+(-2-0)2=2为直径的圆的方程为(x -1)2+(y +1)2=1,将两圆的方程相减得AB 所在直线的方程为2y +1=0,即y =-12.故选B.9.(2020·四川省攀枝花市三中模拟)直线y =x +1与圆x 2+y 2+2y -3=0交于A ,B 两点,则|AB |= .【答案】22【解析】由题意知圆的标准方程为x 2+(y +1)2=4,所以圆心坐标为(0,-1),半径为2,则圆心到直线y =x +1的距离d =|1+1|2=2,所以|AB |=222-(2)2=2 2.10.(2020·湖北荆州中学模拟)过点P (-3,1),Q (a,0)的光线经x 轴反射后与圆x 2+y 2=1相切,则a 的值为 .【答案】-53【解析】因为P (-3,1)关于x 轴的对称点的坐标为P ′(-3,-1),所以直线P ′Q 的方程为y =-1-3-a (x -a ),即x -(3+a )y -a =0,圆心(0,0)到直线的距离d =|-a |1+(3+a )2=1,所以a =-53.11.(2020·云南昆明第三中学模拟)设直线y =x +2a 与圆C :x 2+y 2-2ay -2=0相交于A ,B 两点,若|AB |=23,则圆C 的面积为 .【答案】4π【解析】圆C :x 2+y 2-2ay -2=0化为标准方程是C :x 2+(y -a )2=a 2+2,所以圆心C (0,a ),半径r =a 2+2.|AB |=23,点C 到直线y =x +2a 即x -y +2a =0的距离d =|0-a +2a |2,由勾股定理得⎝⎛⎭⎫2322+⎝ ⎛⎭⎪⎫|0-a +2a |22=a 2+2,解得a 2=2,所以r =2,所以圆C 的面积为π×22=4π.12.(2020·贵州凯里一中模拟)已知直线l :x -3y -a =0与圆C :(x -3)2+(y +3)2=4交于M ,N ,点P 在圆C 上,且△MPN =π3,则实数a = .【答案】4或8【解析】由△MPN =π3可得△MCN =2△MPN =2π3,在△MCN 中,CM =CN =2,△CMN =△CNM =π6.则圆心C (3,-3)到直线l 的距离d =2sin π6=1,即|3-3×(-3)-a |1+3=1,解得a =4或a =8.13.(2020·浙江温州中学模拟)设O 为坐标原点,曲线x 2+y 2+2x -6y +1=0上有两点P ,Q ,满足关于直线x +my +4=0对称,且OP →·OQ →=0.(1)求m 的值; (2)求直线PQ 的方程.【解析】(1)x 2+y 2+2x -6y +1=0的标准方程为(x +1)2+(y -3)2=9,所以曲线是以(-1,3)为圆心,3为半径的圆.由已知得直线过圆心,所以-1+3m +4=0,解得m =-1.(2)设直线PQ :y =-x +b ,联立⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2+2x -6y +1=0,y =-x +b ,得2x 2+2(4-b )x +b 2-6b +1=0. 设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),则有x 1+x 2=b -4,x 1x 2=b 2-6b +12.又OP →·OQ →=0,所以x 1x 2+y 1y 2=0,即2x 1x 2-b (x 1+x 2)+b 2=0,将x 1+x 2=b -4,x 1x 2=b 2-6b +12代入上式得b 2-2b +1=0,所以b =1,所以直线PQ 的方程为y =-x +1.14.(2020·吉林省实验中学模拟)已知圆C 的方程为x 2+(y -4)2=1,直线l 的方程为2x -y =0,点P 在直线l 上,过点P 作圆C 的切线P A ,PB ,切点为A ,B .(1)若△APB =60°,求点P 的坐标;(2)求证:经过A ,P ,C (其中点C 为圆C 的圆心)三点的圆必经过定点,并求出所有定点的坐标. 【解析】(1)由条件可得圆C 的圆心坐标为(0,4),|PC |=2, 设P (a,2a ),则a 2+(2a -4)2=2,解得a =2或a =65,△点P 的坐标为(2,4)或⎝⎛⎭⎫65,125.(2)设P (b,2b ),过点A ,P ,C 的圆即是以PC 为直径的圆,其方程为x (x -b )+(y -4)(y -2b )=0,整理得x 2+y 2-bx -4y -2by +8b =0,即(x 2+y 2-4y )-b (x +2y -8)=0.由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-4y =0,x +2y -8=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =4或⎩⎨⎧x =85,y =165,△该圆必经过定点(0,4)和⎝⎛⎭⎫85,165.15.(2020·湖南浏阳一中模拟)在直角坐标系xOy 中,曲线y =x 2+mx -2与x 轴交于A ,B 两点,点C 的坐标为(0,1).当m 变化时,解答下列问题:(1)能否出现AC △BC 的情况?说明理由;(2)证明过A ,B ,C 三点的圆在y 轴上截得的弦长为定值. 【解析】(1)不能出现AC △BC 的情况.理由如下:设A (x 1,0),B (x 2,0),则x 1,x 2满足x 2+mx -2=0, 所以x 1x 2=-2. 又点C 的坐标为(0,1),故AC 的斜率与BC 的斜率之积为-1x 1·-1x 2=-12,所以不能出现AC △BC 的情况.(2)证明:BC 的中点坐标为⎝⎛⎭⎫x 22,12,可得BC 的中垂线方程为y -12=x 2⎝⎛⎭⎫x -x 22. 由(1)可得x 1+x 2=-m , 所以AB 的中垂线方程为x =-m2.联立⎩⎨⎧x =-m2,y -12=x 2⎝⎛⎭⎫x -x 22,又x 22+mx 2-2=0,可得⎩⎨⎧x =-m 2,y =-12.所以过A ,B ,C 三点的圆的圆心坐标为⎝⎛⎭⎫-m 2,-12,半径r =m 2+92.故圆在y 轴上截得的弦长为2r 2-⎝⎛⎭⎫m 22=3,即过A ,B ,C 三点的圆在y 轴上截得的弦长为定值.16.(2020·山西康杰中学模拟)如图所示,圆C :x 2-(1+a )x +y 2-ay +a =0.(1)若圆C 与x 轴相切,求圆C 的方程;(2)已知a >1,圆C 与x 轴相交于两点M ,N (点M 在点N 的左侧).过点M 任作一条直线与圆O :x 2+y 2=4相交于两点A ,B .问:是否存在实数a ,使得△ANM =△BNM ?若存在,求出实数a 的值;若不存在,请说明理由.【解析】(1)联立⎩⎪⎨⎪⎧y =0,x 2-(1+a )x +y 2-ay +a =0, 得x 2-(1+a )x +a =0,由题意得Δ=(1+a )2-4a =(a -1)2=0,解得a =1, 故所求圆C 的方程为x 2-2x +y 2-y +1=0. (2)令y =0,得x 2-(1+a )x +a =0, 即(x -1)(x -a )=0, 所以M (1,0),N (a,0).假设存在实数a ,当直线AB 与x 轴不垂直时,设直线AB 的方程为y =k (x -1), 代入x 2+y 2=4,得 (1+k 2)x 2-2k 2x +k 2-4=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=2k 21+k 2,x 1x 2=k 2-41+k 2.因为△ANM =△BNM ,所以y 1x 1-a +y 2x 2-a=0. 因为y 1x 1-a +y 2x 2-a第 11 页 共 11 页 =k [(x 1-1)(x 2-a )+(x 2-1)(x 1-a )](x 1-a )(x 2-a ), 而(x 1-1)(x 2-a )+(x 2-1)(x 1-a )=2x 1x 2-(a +1)(x 2+x 1)+2a =2·k 2-41+k 2-(a +1)·2k 21+k 2+2a =2a -81+k 2, 所以2a -81+k 2=0,解得a =4. 当直线AB 与x 轴垂直时,也成立.故存在实数a =4,使得△ANM =△BNM .。
09年高考数学卷(辽宁.理)含详解.doc

2009年普通高等学校招生全国统一考试(辽宁卷)数学(理工农医类)一- 选择题(每小题5分,共60分)分)(1)已知集合M={x|-3<x ≤5},N={x|-5<x<5},则M ∩N= (A) {x|-5<x <5} (B) {x|-3<x <5} (C) {x|-5<x ≤5} (D) {x|-3<x ≤5} 【解析】直接利用交集性质求解,或者画出数轴求解. 【答案】B (2)已知复数12z i =-,那么1z= (A )52555i + (B )52555i - (C )1255i + (D )1255i - 【解析】211121212(12)(12)12i i i i i z --===++-+=1255i -【答案】D (3)平面向量a 与b 的夹角为060,(2,0)a =,1b = 则2a b += (A )3 (B) 23 (C) 4 (D)12 【解析】由已知|a|=2,|a +2b|2=a 2+4a ·b +4b 2=4+4×2×1×cos60°+4=12 ∴2a b +=23【答案】B (4) 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 的方程为的方程为(A )22(1)(1)2x y ++-= (B) 22(1)(1)2x y -++=(C) 22(1)(1)2x y -+-= (D) 22(1)(1)2x y +++=【解析】圆心在x +y =0上,排除C 、D,再结合图象,或者验证A 、B 中圆心到两直线的距离等于半径2即可. 【答案】B (5)从5名男医生、4名女医生中选3名医生组成一个医疗小分队,要求其中男、女医生都有,则不同的组队方案共有有,则不同的组队方案共有(A )70种 (B ) 80种 (C ) 100种 (D )140种【解析】直接法:一男两女,有C 51C 42=5×6=30种,两男一女,有C 52C 41=10×4=40种,共计70种间接法:任意选取C 93=84种,其中都是男医生有C 53=10种,都是女医生有C 41=4种,于是符合条件的有84-10-4=70种. 【答案】A (6)设等比数列{ n a }的前n 项和为n S ,若,若63S S =3 ,则,则 69S S=(A ) 2 (B )73 (C ) 83 (D )3 【解析】设公比为q ,则36333(1)S q S S S +==1+q 3=3 Þ q 3=2 于是63693112471123S q q S q ++++===++【答案】B (7)曲线y= 2x x -在点(1,-1)处的切线方程为)处的切线方程为(A )y=x -2 (B) y=-3x+2 (C)y=2x -3 (D)y=-2x+1 【解析】y ’=2222(2)(2)x xx x ---=--,当x =1时切线斜率为k =-2 【答案】D (8)已知函数()f x =Acos(x w j +)的图象如图所示,2()23f p=-,则(0)f = (A )23-(B) 23 (C)- 12 (D) 12【解析】由图象可得最小正周期为2π3于是f(0)=f(2π3),注意到2π3与π2关于7π12对称对称所以f(2π3)=-f(π2)=23【答案】B (9)已知偶函数()f x 在区间[0,)+¥单调增加,则满足(21)f x -<1()3f 的x 取值范围是取值范围是 (A )(13,23) (B) [13,23) (C)(12,23) (D) [12,23)【解析】由于f(x)是偶函数,故f(x)=f(|x|) ∴得f(|2x -1|)<f(13),再根据f(x)的单调性的单调性 得|2x -1|<13 解得13<x <23【答案】A 10)某店一个月的收入和支出总共记录了)某店一个月的收入和支出总共记录了 N 个数据1a ,2a ,。
2020届高考数学压轴必刷题 专题09平面解析几何(文理合卷)(含答案)

2020届高考数学压轴必刷题专题09平面解析几何(文理合卷)1.【2019年全国新课标2理科11】设F为双曲线C:1(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P,Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为()A.B.C.2 D.【解答】解:如图,由题意,把x代入x2+y2=a2,得PQ,再由|PQ|=|OF|,得,即2a2=c2,∴,解得e.故选:A.2.【2018年新课标1理科11】已知双曲线C:y2=1,O为坐标原点,F为C的右焦点,过F的直线与C的两条渐近线的交点分别为M,N.若△OMN为直角三角形,则|MN|=()A.B.3 C.2D.4【解答】解:双曲线C:y2=1的渐近线方程为:y,渐近线的夹角为:60°,不妨设过F (2,0)的直线为:y,则:解得M(,),解得:N(),则|MN|3.故选:B.3.【2018年新课标2理科12】已知F1,F2是椭圆C:1(a>b>0)的左、右焦点,A是C的左顶点,点P在过A且斜率为的直线上,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为()A.B.C.D.【解答】解:由题意可知:A(﹣a,0),F1(﹣c,0),F2(c,0),直线AP的方程为:y(x+a),由∠F1F2P=120°,|PF2|=|F1F2|=2c,则P(2c,c),代入直线AP:c(2c+a),整理得:a=4c,∴题意的离心率e.故选:D.4.【2018年新课标3理科11】设F1,F2是双曲线C:1(a>0.b>0)的左,右焦点,O是坐标原点.过F2作C的一条渐近线的垂线,垂足为P,若|PF1||OP|,则C的离心率为()A.B.2 C.D.【解答】解:双曲线C:1(a>0.b>0)的一条渐近线方程为y x,∴点F2到渐近线的距离d b,即|PF2|=b,∴|OP|a,cos∠PF2O,∵|PF1||OP|,∴|PF1|a,在三角形F1PF2中,由余弦定理可得|PF1|2=|PF2|2+|F1F2|2﹣2|PF2|•|F1F2|COS∠PF2O,∴6a2=b2+4c2﹣2×b×2c4c2﹣3b2=4c2﹣3(c2﹣a2),即3a2=c2,即a=c,∴e,故选:C.5.【2018年天津理科07】已知双曲线1(a>0,b>0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1和d2,且d1+d2=6,则双曲线的方程为()A. 1 B. 1C. 1 D. 1【解答】解:由题意可得图象如图,CD是双曲线的一条渐近线y,即bx﹣ay=0,F(c,0),AC⊥CD,BD⊥CD,FE⊥CD,ACDB是梯形,F是AB的中点,EF3,EF b,所以b=3,双曲线1(a>0,b>0)的离心率为2,可得,可得:,解得a.则双曲线的方程为:1.故选:C.6.【2017年新课标1理科10】已知F为抛物线C:y2=4x的焦点,过F作两条互相垂直的直线l1,l2,直线l1与C交于A、B两点,直线l2与C交于D、E两点,则|AB|+|DE|的最小值为()A.16 B.14 C.12 D.10【解答】解:如图,l1⊥l2,直线l1与C交于A、B两点,直线l2与C交于D、E两点,要使|AB|+|DE|最小,则A与D,B,E关于x轴对称,即直线DE的斜率为1,又直线l2过点(1,0),则直线l2的方程为y=x﹣1,联立方程组,则y2﹣4y﹣4=0,∴y1+y2=4,y1y2=﹣4,∴|DE|•|y1﹣y2|8,∴|AB|+|DE|的最小值为2|DE|=16,方法二:设直线l1的倾斜角为θ,则l2的倾斜角为θ,根据焦点弦长公式可得|AB||DE|∴|AB|+|DE|,∵0<sin22θ≤1,∴当θ=45°时,|AB|+|DE|的最小,最小为16,故选:A.7.【2017年新课标3理科10】已知椭圆C:1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直线bx﹣ay+2ab=0相切,则C的离心率为()A.B.C.D.【解答】解:以线段A1A2为直径的圆与直线bx﹣ay+2ab=0相切,∴原点到直线的距离a,化为:a2=3b2.∴椭圆C的离心率e.故选:A.8.【2017年上海16】在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C1:1和C2:x21.P为C1上的动点,Q为C2上的动点,w是的最大值.记Ω={(P,Q)|P在C1上,Q在C2上,且w},则Ω中元素个数为()A.2个B.4个C.8个D.无穷个【解答】解:椭圆C1:1和C2:x21.P为C1上的动点,Q为C2上的动点,可设P(6cosα,2sinα),Q(cosβ,3sinβ),0≤α,β<2π,则6cosαcosβ+6sinαsinβ=6cos(α﹣β),当α﹣β=2kπ,k∈Z时,w取得最大值6,则Ω={(P,Q)|P在C1上,Q在C2上,且w}中的元素有无穷多对.另解:令P(m,n),Q(u,v),则m2+9n2=36,9u2+v2=9,由柯西不等式(m2+9n2)(9u2+v2)=324≥(3mu+3nv)2,当且仅当mv=9nu,取得最大值6,显然,满足条件的P、Q有无穷多对,D项正确.故选:D.9.【2016年新课标2理科11】已知F1,F2是双曲线E:1的左,右焦点,点M在E上,MF1与x轴垂直,sin∠MF2F1,则E的离心率为()A.B.C.D.2【解答】解:由题意,M为双曲线左支上的点,则丨MF1丨,丨MF2丨,∴sin∠MF2F1,∴,可得:2b4=a2c2,即b2=ac,又c2=a2+b2,可得e2﹣e0,e>1,解得e.故选:A.10.【2016年浙江理科07】已知椭圆与双曲线C2:y2=1(n>0)的焦点重合,e1,e2分别为C1,C2的离心率,则()A.m>n且e1e2>1 B.m>n且e1e2<1C.m<n且e1e2>1 D.m<n且e1e2<1【解答】解:由题意可得m2﹣1=n2+1,即m2=n2+2,又m>1,n>0,则m>n,由e12•e22••=11,则e1•e2>1.故选:A.11.【2016年新课标3理科11】已知O为坐标原点,F是椭圆C:1(a>b>0)的左焦点,A,B 分别为C的左,右顶点.P为C上一点,且PF⊥x轴,过点A的直线l与线段PF交于点M,与y轴交于点E.若直线BM经过OE的中点,则C的离心率为()A.B.C.D.【解答】解:由题意可设F(﹣c,0),A(﹣a,0),B(a,0),设直线AE的方程为y=k(x+a),令x=﹣c,可得M(﹣c,k(a﹣c)),令x=0,可得E(0,ka),设OE的中点为H,可得H(0,),由B,H,M三点共线,可得k BH=k BM,即为,化简可得,即为a=3c,可得e.另解:由△AMF∽△AEO,可得,由△BOH∽△BFM,可得,即有即a=3c,可得e.故选:A.12.【2015年新课标2理科11】已知A,B为双曲线E的左,右顶点,点M在E上,△ABM为等腰三角形,顶角为120°,则E的离心率为()A.B.2 C.D.【解答】解:设M在双曲线1的左支上,且MA=AB=2a,∠MAB=120°,则M的坐标为(﹣2a,a),代入双曲线方程可得,1,可得a=b,c a,即有e.故选:D.13.【2015年浙江理科05】如图,设抛物线y2=4x的焦点为F,不经过焦点的直线上有三个不同的点A,B,C,其中点A,B在抛物线上,点C在y轴上,则△BCF与△ACF的面积之比是()A.B.C.D.【解答】解:如图所示,抛物线的准线DE的方程为x=﹣1,过A,B分别作AE⊥DE于E,交y轴于N,BD⊥DE于D,交y轴于M,由抛物线的定义知BF=BD,AF=AE,则|BM|=|BD|﹣1=|BF|﹣1,|AN|=|AE|﹣1=|AF|﹣1,则,故选:A.14.【2014年新课标1理科10】已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,准线为l,P是l上一点,Q是直线PF 与C的一个交点,若4,则|QF|=()A.B.3 C.D.2【解答】解:设Q到l的距离为d,则|QF|=d,∵4,∴|PQ|=3d,∴不妨设直线PF的斜率为2,∵F(2,0),∴直线PF的方程为y=﹣2(x﹣2),与y2=8x联立可得x=1,∴|QF|=d=1+2=3,故选:B.15.【2014年新课标2理科10】设F为抛物线C:y2=3x的焦点,过F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,O为坐标原点,则△OAB的面积为()A.B.C.D.【解答】解:由y2=2px,得2p=3,p,则F(,0).∴过A,B的直线方程为y(x),即x y.联立,得4y2﹣12y﹣9=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=3,y1y2.∴S△OAB=S△OAF+S△OFB|y1﹣y2|.故选:D.16.【2014年上海理科17】已知P1(a1,b1)与P2(a2,b2)是直线y=kx+1(k为常数)上两个不同的点,则关于x和y的方程组的解的情况是()A.无论k,P1,P2如何,总是无解B.无论k,P1,P2如何,总有唯一解C.存在k,P1,P2,使之恰有两解D.存在k,P1,P2,使之有无穷多解【解答】解:P1(a1,b1)与P2(a2,b2)是直线y=kx+1(k为常数)上两个不同的点,直线y=kx+1的斜率存在,∴k,即a1≠a2,并且b1=ka1+1,b2=ka2+1,∴a2b1﹣a1b2=ka1a2﹣ka1a2+a2﹣a1=a2﹣a1,①×b2﹣②×b1得:(a1b2﹣a2b1)x=b2﹣b1,即(a1﹣a2)x=b2﹣b1.∴方程组有唯一解.故选:B.17.【2013年浙江理科09】如图F1、F2是椭圆C1:y2=1与双曲线C2的公共焦点,A、B分别是C1、C2在第A.B.C.D.【解答】解:设|AF1|=x,|AF2|=y,∵点A为椭圆C1:y2=1上的点,∴2a=4,b=1,c;∴|AF1|+|AF2|=2a=4,即x+y=4;①又四边形AF1BF2为矩形,∴,即x2+y2=(2c)212,②由①②得:,解得x=2,y=2,设双曲线C2的实轴长为2m,焦距为2n,则2m=|AF2|﹣|AF1|=y﹣x=2,2n=2c=2,∴双曲线C2的离心率e.故选:D.18.【2012年浙江理科08】如图,F1,F2分别是双曲线C:(a,b>0)的在左、右焦点,B是虚轴的端点,直线F1B与C的两条渐近线分别交于P,Q两点,线段PQ的垂直平分线与x轴交于点M.若|MF2|=|F1F2|,则C的离心率是()A.B.C.D.【解答】解:线段PQ的垂直平分线MN,|OB|=b,|OF1|=c.∴k PQ,k MN.直线PQ为:y(x+c),两条渐近线为:y x.由,得Q();由得P.∴直线MN为,令y=0得:x M.又∵|MF2|=|F1F2|=2c,∴3c=x M,∴3a2=2c2解之得:,即e.故选:B.19.【2012年天津理科08】设m,n∈R,若直线(m+1)x+(n+1)y﹣2=0与圆(x﹣1)2+(y﹣1)2=1相切,则m+n的取值范围是()A.[1,1] B.(﹣∞,1]∪[1,+∞)C.[2﹣2,2+2] D.(﹣∞,2﹣2]∪[2+2,+∞)【解答】解:由圆的方程(x﹣1)2+(y﹣1)2=1,得到圆心坐标为(1,1),半径r=1,∵直线(m+1)x+(n+1)y﹣2=0与圆相切,∴圆心到直线的距离d1,整理得:m+n+1=mn,设m+n=x,则有x+1,即x2﹣4x﹣4≥0,∵x2﹣4x﹣4=0的解为:x1=2+2,x2=2﹣2,∴不等式变形得:(x﹣2﹣2)(x﹣2+2)≥0,解得:x≥2+2或x≤2﹣2,则m+n的取值范围为(﹣∞,2﹣2]∪[2+2,+∞).故选:D.20.【2010年新课标1理科12】已知双曲线E的中心为原点,P(3,0)是E的焦点,过P的直线l与E相交于A,B两点,且AB的中点为N(﹣12,﹣15),则E的方程式为()A.B.C.D.【解答】解:由已知条件易得直线l的斜率为k=k PN=1,设双曲线方程为,A(x1,y1),B(x2,y2),则有,两式相减并结合x1+x2=﹣24,y1+y2=﹣30得,从而k 1即4b2=5a2,又a2+b2=9,解得a2=4,b2=5,故选:B.21.【2010年浙江理科08】设F1、F2分别为双曲线的左、右焦点.若在双曲线右支上存在点P,满足|PF2|=|F1F2|,且F2到直线PF1的距离等于双曲线的实轴长,则该双曲线的渐近线方程为()A.3x±4y=0 B.3x±5y=0 C.4x±3y=0 D.5x±4y=0【解答】解:依题意|PF2|=|F1F2|,可知三角形PF2F1是一个等腰三角形,F2在直线PF1的投影是其中点,由勾股定理知可知|PF1|=24b根据双曲定义可知4b﹣2c=2a,整理得c=2b﹣a,代入c2=a2+b2整理得3b2﹣4ab=0,求得∴双曲线渐近线方程为y=±x,即4x±3y=0故选:C.22.【2019年新课标1理科16】已知双曲线C:1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F1的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点.若,•0,则C的离心率为.【解答】解:如图,∵,且•0,∴OA⊥F1B,则F1B:y,联立,解得B(,),则,,∴4c2,整理得:b2=3a2,∴c2﹣a2=3a2,即4a2=c2,∴,e.故答案为:2.23.【2019年浙江15】已知椭圆1的左焦点为F,点P在椭圆上且在x轴的上方.若线段PF的中点在以原点O为圆心,|OF|为半径的圆上,则直线PF的斜率是.【解答】解:椭圆1的a=3,b,c=2,e,设椭圆的右焦点为F',连接PF',线段PF的中点A在以原点O为圆心,2为半径的圆,连接AO,可得|PF'|=2|AO|=4,设P的坐标为(m,n),可得3m=4,可得m,n,由F(﹣2,0),可得直线PF的斜率为.故答案为:.24.【2018年新课标3理科16】已知点M(﹣1,1)和抛物线C:y2=4x,过C的焦点且斜率为k的直线与C交于A,B两点.若∠AMB=90°,则k=.【解答】解:∵抛物线C:y2=4x的焦点F(1,0),∴过A,B两点的直线方程为y=k(x﹣1),联立可得,k2x2﹣2(2+k2)x+k2=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2,x1x2=1,∴y1+y2=k(x1+x2﹣2),y1y2=k2(x1﹣1)(x2﹣1)=k2[x1x2﹣(x1+x2)+1]=﹣4,∵M(﹣1,1),∴(x1+1,y1﹣1),(x2+1,y2﹣1),∵∠AMB=90°,∴•0∴(x1+1)(x2+1)+(y1﹣1)(y2﹣1)=0,整理可得,x1x2+(x1+x2)+y1y2﹣(y1+y2)+2=0,∴1+242=0,即k2﹣4k+4=0,∴k=2.故答案为:225.【2018年浙江17】已知点P(0,1),椭圆y2=m(m>1)上两点A,B满足2,则当m=时,点B横坐标的绝对值最大.【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2),由P(0,1),2,可得﹣x1=2x2,1﹣y1=2(y2﹣1),即有x1=﹣2x2,y1+2y2=3,又x12+4y12=4m,即为x22+y12=m,①x22+4y22=4m,②①﹣②得(y1﹣2y2)(y1+2y2)=﹣3m,可得y1﹣2y2=﹣m,解得y1,y2,则m=x22+()2,即有x22=m﹣()2,即有m=5时,x22有最大值4,即点B横坐标的绝对值最大.故答案为:5.26.【2018年上海12】已知实数x1、x2、y1、y2满足:x12+y12=1,x22+y22=1,x1x2+y1y2,则的最大值为.【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2),(x1,y1),(x2,y2),由x12+y12=1,x22+y22=1,x1x2+y1y2,可得A,B两点在圆x2+y2=1上,且•1×1×cos∠AOB,即有∠AOB=60°,即三角形OAB为等边三角形,AB=1,的几何意义为点A,B两点到直线x+y﹣1=0的距离d1与d2之和,显然A,B在第三象限,AB所在直线与直线x+y=1平行,可设AB:x+y+t=0,(t>0),由圆心O到直线AB的距离d,可得21,解得t,即有两平行线的距离为,即的最大值为,故答案为:.27.【2018年北京理科14】已知椭圆M:1(a>b>0),双曲线N:1.若双曲线N的两条渐近线与椭圆M的四个交点及椭圆M的两个焦点恰为一个正六边形的顶点,则椭圆M的离心率为;双曲线N的离心率为.【解答】解:椭圆M:1(a>b>0),双曲线N:1.若双曲线N的两条渐近线与椭圆M的四个交点及椭圆M的两个焦点恰为一个正六边形的顶点,可得椭圆的焦点坐标(c,0),正六边形的一个顶点(,),可得:,可得,可得e4﹣8e2+4=0,e∈(0,1),解得e.同时,双曲线的渐近线的斜率为,即,可得:,即,可得双曲线的离心率为e2.故答案为:;2.28.【2017年江苏13】在平面直角坐标系xOy中,A(﹣12,0),B(0,6),点P在圆O:x2+y2=50上.若20,则点P的横坐标的取值范围是.【解答】解:根据题意,设P(x0,y0),则有x02+y02=50,(﹣12﹣x0,﹣y0)•(﹣x0,6﹣y0)=(12+x0)x0﹣y0(6﹣y0)=12x0+6y+x02+y02≤20,化为:12x0﹣6y0+30≤0,即2x0﹣y0+5≤0,表示直线2x﹣y+5=0以及直线上方的区域,联立,解可得x0=﹣5或x0=1,结合图形分析可得:点P的横坐标x0的取值范围是[﹣5,1],故答案为:[﹣5,1].29.【2017年新课标2理科16】已知F是抛物线C:y2=8x的焦点,M是C上一点,FM的延长线交y轴于点N.若M为FN的中点,则|FN|=.【解答】解:抛物线C:y2=8x的焦点F(2,0),M是C上一点,FM的延长线交y轴于点N.若M为FN的中点,可知M的横坐标为:1,则M的纵坐标为:,|FN|=2|FM|=26.故答案为:6.30.【2017年北京理科14】三名工人加工同一种零件,他们在一天中的工作情况如图所示,其中A i的横、纵坐标分别为第i名工人上午的工作时间和加工的零件数,点B i的横、纵坐标分别为第i名工人下午的工作时间和加工的零件数,i=1,2,3.(1)记Q i为第i名工人在这一天中加工的零件总数,则Q1,Q2,Q3中最大的是.(2)记p i为第i名工人在这一天中平均每小时加工的零件数,则p1,p2,p3中最大的是.【解答】解:(1)若Q i为第i名工人在这一天中加工的零件总数,Q1=A1的纵坐标+B1的纵坐标;Q2=A2的纵坐标+B2的纵坐标,Q3=A3的纵坐标+B3的纵坐标,由已知中图象可得:Q1,Q2,Q3中最大的是Q1,(2)若p i为第i名工人在这一天中平均每小时加工的零件数,则p i为A i B i中点与原点连线的斜率,故p1,p2,p3中最大的是p2故答案为:Q1,p231.【2016年江苏10】如图,在平面直角坐标系xOy中,F是椭圆1(a>b>0)的右焦点,直线y与椭圆交于B,C两点,且∠BFC=90°,则该椭圆的离心率是.【解答】解法一:设右焦点F(c,0),将y代入椭圆方程可得x=±a±a,可得B(a,),C(a,),由∠BFC=90°,可得k BF•k CF=﹣1,即有•1,化简为b2=3a2﹣4c2,由b2=a2﹣c2,即有3c2=2a2,由e,可得e2,可得e,解法二:设右焦点F(c,0),将y代入椭圆方程可得x=±a±a,可得B(a,),C(a,),(a﹣c,),(a﹣c,),•0,则c2a2十b2=0,因为b2=a2﹣c2,代入得3c2=2a2,由e,可得e2,可得e.解法可得FH=HC a,在直角三角形OHF中,OF2+OH2=FH2,即有c2a2十b2=0,因为b2=a2﹣c2,代入得3c2=2a2,由e,可得e2,可得e.故答案为:.32.【2016年新课标3理科16】已知直线l:mx+y+3m0与圆x2+y2=12交于A,B两点,过A,B分别作l的垂线与x轴交于C,D两点,若|AB|=2,则|CD|=.【解答】解:由题意,|AB|=2,∴圆心到直线的距离d=3,∴3,∴m∴直线l的倾斜角为30°,∵过A,B分别作l的垂线与x轴交于C,D两点,∴|CD|4.故答案为:4.33.【2015年江苏12】在平面直角坐标系xOy中,P为双曲线x2﹣y2=1右支上的一个动点,若点P到直线x﹣y+1=0的距离大于c恒成立,则实数c的最大值为.【解答】解:由题意,双曲线x2﹣y2=1的渐近线方程为x±y=0,因为点P到直线x﹣y+1=0的距离大于c恒成立,所以c的最大值为直线x﹣y+1=0与直线x﹣y=0的距离,即.故答案为:.34.【2014年新课标2理科16】设点M(x0,1),若在圆O:x2+y2=1上存在点N,使得∠OMN=45°,则x0的取值范围是.【解答】解:由题意画出图形如图:点M(x0,1),要使圆O:x2+y2=1上存在点N,使得∠OMN=45°,则∠OMN的最大值大于或等于45°时一定存在点N,使得∠OMN=45°,而当MN与圆相切时∠OMN取得最大值,此时MN=1,图中只有M′到M″之间的区域满足MN≤1,∴x0的取值范围是[﹣1,1].35.【2014年浙江理科16】设直线x﹣3y+m=0(m≠0)与双曲线1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于点A,B.若点P(m,0)满足|P A|=|PB|,则该双曲线的离心率是.【解答】解:双曲线(a>0,b>0)的两条渐近线方程为y=±x,则与直线x﹣3y+m=0联立,可得A(,),B(,),∴AB中点坐标为(,),∵点P(m,0)满足|P A|=|PB|,∴3,∴a=2b,∴b,∴e.故答案为:.36.【2014年上海理科14】已知曲线C:x,直线l:x=6,若对于点A(m,0),存在C上的点P和l上的Q使得,则m的取值范围为.【解答】解:曲线C:x,是以原点为圆心,2 为半径的圆,并且x P∈[﹣2,0],对于点A(m,0),存在C上的点P和l上的Q使得,说明A是PQ的中点,Q的横坐标x=6,∴m∈[2,3].故答案为:[2,3].37.【2013年江苏12】在平面直角坐标系xOy中,椭圆C的标准方程为(a>b>0),右焦点为F,右准线为l,短轴的一个端点为B,设原点到直线BF的距离为d1,F到l的距离为d2,若d2,则椭圆C的离心率为.【解答】解:如图,准线l:x,d2,由面积法得:d1,若d2,则,整理得a2﹣ab0,两边同除以a2,得()0,解得.∴e.故答案为:.38.【2013年浙江理科15】设F为抛物线C:y2=4x的焦点,过点P(﹣1,0)的直线l交抛物线C于两点A,B,点Q为线段AB的中点,若|FQ|=2,则直线l的斜率等于.【解答】解:由题意设直线l的方程为my=x+1,联立得到y2﹣4my+4=0,△=16m2﹣16=16(m2﹣1)>0.设A(x1,y1),B(x2,y2),Q(x0,y0).∴y1+y2=4m,∴2m,∴x0=my0﹣1=2m2﹣1.∴Q(2m2﹣1,2m),由抛物线C:y2=4x得焦点F(1,0).∵|QF|=2,∴,化为m2=1,解得m=±1,不满足△>0.故满足条件的直线l不存在.故答案为不存在.39.【2012年江苏12】在平面直角坐标系xOy中,圆C的方程为x2+y2﹣8x+15=0,若直线y=kx﹣2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C有公共点,则k的最大值是.【解答】解:∵圆C的方程为x2+y2﹣8x+15=0,整理得:(x﹣4)2+y2=1,即圆C是以(4,0)为圆心,1为半径的圆;又直线y=kx﹣2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C有公共点,∴只需圆C′:(x﹣4)2+y2=4与直线y=kx﹣2有公共点即可.设圆心C(4,0)到直线y=kx﹣2的距离为d,则d2,即3k2﹣4k≤0,∴0≤k.∴k的最大值是.故答案为:.40.【2012年浙江理科16】定义:曲线C上的点到直线l的距离的最小值称为曲线C到直线l的距离,已知曲线C1:y=x2+a到直线l:y=x的距离等于曲线C2:x2+(y+4)2=2到直线l:y=x的距离,则实数a =.【解答】解:圆x2+(y+4)2=2的圆心为(0,﹣4),半径为,圆心到直线y=x的距离为2,∴曲线C2:x2+(y+4)2=2到直线l:y=x的距离为2.则曲线C1:y=x2+a到直线l:y=x的距离等于,令y′=2x=1解得x,故切点为(,a),切线方程为y﹣(a)=x即x﹣y a=0,由题意可知x﹣y a=0与直线y=x的距离为,即解得a或.当a时直线y=x与曲线C1:y=x2+a相交,故不符合题意,舍去.故答案为:.41.【2011年浙江理科17】设F1,F2分别为椭圆y2=1的焦点,点A,B在椭圆上,若5;则点A的坐标是.【解答】解:方法1:直线F1A的反向延长线与椭圆交于点B'又∵由椭圆的对称性,得设A(x1,y1),B'(x2,y2)由于椭圆的a,b=1,c∴e,F1(,0).∵|F1A||x1|,|F1B'||x2|,从而有:|x1|=5|x2|,由于x1,x2,∴x1>0,x2>0,即55.①又∵三点A,F1,B′共线,∴(,y1﹣0)=5(x2,0﹣y2)∴.②由①+②得:x1=0.代入椭圆的方程得:y1=±1,∴点A的坐标为(0,1)或(0,﹣1)方法2:因为F1,F2分别为椭圆的焦点,则,设A,B的坐标分别为A(x A,y A),B(x B,y B),若;则,所以,因为A,B在椭圆上,所以,代入解得或,故A(0,±1).方法k=tanθ,由,即可得到A(0,±1).故答案为:(0,±1).42.【2011年北京理科14】曲线C是平面内与两个定点F1(﹣1,0)和F2(1,0)的距离的积等于常数a2(a>1)的点的轨迹.给出下列三个结论:①曲线C过坐标原点;②曲线C关于坐标原点对称;③若点P在曲线C上,则△F1PF2的面积不大于a2.其中,所有正确结论的序号是.【解答】解:对于①,由题意设动点坐标为(x,y),则利用题意及两点间的距离公式的得:⇔[(x+1)2+y2]•[(x﹣1)2+y2]=a4(1)将原点代入验证,此方程不过原点,所以①错;对于②,把方程中的x被﹣x代换,y被﹣y代换,方程不变,故此曲线关于原点对称.②正确;对于③,由题意知点P在曲线C上,则△F1PF2的面积a2sin∠F1PF2,a2,所以③正确.故答案为:②③.43.【2010年上海理科13】如图所示,直线x=2与双曲线Γ:1的渐近线交于E1,E2两点,记,,任取双曲线上的点P,若(a,b∈R),则a、b满足的一个等式是.【解答】解:依题意可知:E1(2,1),E2(2,﹣1)∴(2a+2b,a﹣b),∵点P在双曲线上∴(a﹣b)2=1,化简得4ab=1故答案为4ab=144.【2010年北京理科14】如图放置的边长为1的正方形P ABC沿x轴滚动.设顶点P(x,y)的轨迹方程是y=f(x),则f(x)的最小正周期为;y=f(x)在其两个相邻零点间的图象与x轴所围区域的面积为.【解答】解:从某一个顶点(比如A)落在x轴上的时候开始计算,到下一次A点落在x轴上,这个过程中四个顶点依次落在了x轴上,而每两个顶点间距离为正方形的边长1,因此该函数的周期为4.下面考察P点的运动轨迹,不妨考察正方形向右滚动,P点从x轴上开始运动的时候,首先是围绕A点运动个圆,该圆半径为1,然后以B点为中心,滚动到C点落地,其间是以BP为半径,旋转90°,然后以C为圆心,再旋转90°,这时候以CP为半径,因此最终构成图象如下:故其与x轴所围成的图形面积为.故答案为:4,π+11.【2019年新课标2文科12】设F为双曲线C:1(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P,Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为()A.B.C.2 D.【解答】解:如图,由题意,把x代入x2+y2=a2,得PQ,再由|PQ|=|OF|,得,即2a2=c2,∴,解得e.故选:A.2.【2019年新课标1文科12】已知椭圆C的焦点为F1(﹣1,0),F2(1,0),过F2的直线与C交于A,B两点.若|AF2|=2|F2B|,|AB|=|BF1|,则C的方程为()A.y2=1 B. 1C. 1 D. 1【解答】解:∵|AF2|=2|BF2|,∴|AB|=3|BF2|,又|AB|=|BF1|,∴|BF1|=3|BF2|,又|BF1|+|BF2|=2a,∴|BF2|,∴|AF2|=a,|BF1|a,在Rt△AF2O中,cos∠AF2O,在△BF1F2中,由余弦定理可得cos∠BF2F1,根据cos∠AF2O+cos∠BF2F1=0,可得0,解得a2=3,∴a.b2=a2﹣c2=3﹣1=2.所以椭圆C的方程为:1.故选:B.3.【2018年新课标2文科11】已知F1,F2是椭圆C的两个焦点,P是C上的一点,若PF1⊥PF2,且∠PF2F1=60°,则C的离心率为()A.1B.2C.D. 1【解答】解:F1,F2是椭圆C的两个焦点,P是C上的一点,若PF1⊥PF2,且∠PF2F1=60°,可得椭圆的焦点坐标F2(c,0),所以P(c,c).可得:,可得,可得e4﹣8e2+4=0,e∈(0,1),解得e.故选:D.4.【2018年天津文科07】已知双曲线1(a>0,b>0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1和d2,且d1+d2=6,则双曲线的方程为()A. 1 B. 1C. 1 D. 1【解答】解:由题意可得图象如图,CD是双曲线的一条渐近线y,即bx﹣ay=0,F(c,0),AC⊥CD,BD⊥CD,FE⊥CD,ACDB是梯形,F是AB的中点,EF3,EF b,所以b=3,双曲线1(a>0,b>0)的离心率为2,可得,可得:,解得a.则双曲线的方程为:1.故选:A.5.【2017年新课标2文科12】过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为的直线交C于点M(M在x轴上方),l为C的准线,点N在l上,且MN⊥l,则M到直线NF的距离为()A.B.2C.2D.3【解答】解:抛物线C:y2=4x的焦点F(1,0),且斜率为的直线:y(x﹣1),过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为的直线交C于点M(M在x轴上方),l可知:,解得M(3,2).可得N(﹣1,2),NF的方程为:y(x﹣1),即,则M到直线NF的距离为:2.故选:C.6.【2017年新课标1文科12】设A,B是椭圆C:1长轴的两个端点,若C上存在点M满足∠AMB=120°,则m的取值范围是()A.(0,1]∪[9,+∞)B.(0,]∪[9,+∞)C.(0,1]∪[4,+∞)D.(0,]∪[4,+∞)【解答】解:假设椭圆的焦点在x轴上,则0<m<3时,设椭圆的方程为:(a>b>0),设A(﹣a,0),B(a,0),M(x,y),y>0,则a2﹣x2,∠MAB=α,∠MBA=β,∠AMB=γ,tanα,tanβ,则tanγ=tan[π﹣(α+β)]=﹣tan(α+β),∴tanγ,当y最大时,即y=b时,∠AMB取最大值,∴M位于短轴的端点时,∠AMB取最大值,要使椭圆C上存在点M满足∠AMB=120°,∠AMB≥120°,∠AMO≥60°,tan∠AMO tan60°,解得:0<m≤1;当椭圆的焦点在y轴上时,m>3,当M位于短轴的端点时,∠AMB取最大值,要使椭圆C上存在点M满足∠AMB=120°,∠AMB≥120°,∠AMO≥60°,tan∠AMO tan60°,解得:m≥9,∴m的取值范围是(0,1]∪[9,+∞)故选A.故选:A.7.【2017年新课标3文科11】已知椭圆C:1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直线bx﹣ay+2ab=0相切,则C的离心率为()A.B.C.D.【解答】解:以线段A1A2为直径的圆与直线bx﹣ay+2ab=0相切,∴原点到直线的距离a,化为:a2=3b2.∴椭圆C的离心率e.故选:A.8.【2016年新课标3文科12】已知O为坐标原点,F是椭圆C:1(a>b>0)的左焦点,A,B 分别为C的左,右顶点.P为C上一点,且PF⊥x轴,过点A的直线l与线段PF交于点M,与y轴交于点E.若直线BM经过OE的中点,则C的离心率为()A.B.C.D.【解答】解:由题意可设F(﹣c,0),A(﹣a,0),B(a,0),设直线AE的方程为y=k(x+a),令x=﹣c,可得M(﹣c,k(a﹣c)),令x=0,可得E(0,ka),设OE的中点为H,可得H(0,),由B,H,M三点共线,可得k BH=k BM,即为,化简可得,即为a=3c,可得e.另解:由△AMF∽△AEO,可得,由△BOH∽△BFM,可得,即有即a=3c,可得e.故选:A.9.【2014年新课标2文科12】设点M(x0,1),若在圆O:x2+y2=1上存在点N,使得∠OMN=45°,则x0的取值范围是()A.[﹣1,1] B.[,] C.[,] D.[,]【解答】解:由题意画出图形如图:点M(x0,1),要使圆O:x2+y2=1上存在点N,使得∠OMN=45°,则∠OMN的最大值大于或等于45°时一定存在点N,使得∠OMN=45°,而当MN与圆相切时∠OMN取得最大值,此时MN=1,图中只有M′到M″之间的区域满足MN=1,∴x0的取值范围是[﹣1,1].故选:A.10.【2014年北京文科07】已知圆C:(x﹣3)2+(y﹣4)2=1和两点A(﹣m,0),B(m,0)(m>0),若圆C上存在点P,使得∠APB=90°,则m的最大值为()A.7 B.6 C.5 D.4【解答】解:圆C:(x﹣3)2+(y﹣4)2=1的圆心C(3,4),半径为1,∵圆心C到O(0,0)的距离为5,∴圆C上的点到点O的距离的最大值为6.再由∠APB=90°可得,以AB为直径的圆和圆C有交点,可得PO AB=m,故有m≤6,11.【2014年天津文科06】已知双曲线1(a>0,b>0)的一条渐近线平行于直线l:y=2x+10,双曲线的一个焦点在直线l上,则双曲线的方程为()A. 1 B. 1C. 1 D. 1【解答】解:∵双曲线的一个焦点在直线l上,令y=0,可得x=﹣5,即焦点坐标为(﹣5,0),∴c=5,∵双曲线1(a>0,b>0)的一条渐近线平行于直线l:y=2x+10,∴2,∵c2=a2+b2,∴a2=5,b2=20,∴双曲线的方程为1.故选:A.12.【2011年新课标1文科09】已知直线l过抛物线C的焦点,且与C的对称轴垂直.l与C交于A,B两点,|AB|=12,P为C的准线上一点,则△ABP的面积为()A.18 B.24 C.36 D.48【解答】解:设抛物线的解析式为y2=2px(p>0),则焦点为F(,0),对称轴为x轴,准线为x∵直线l经过抛物线的焦点,A、B是l与C的交点,∴|AB|=2p=12∴p=6又∵点P在准线上∴DP=(||)=p=6∴S△ABP(DP•AB)6×12=36故选:C.13.【2011年北京文科08】已知点A(0,2),B(2,0).若点C在函数y=x2的图象上,则使得△ABC的面积为2的点C的个数为()A.4 B.3 C.2 D.1【解答】解:设C(a,a2),由已知得直线AB的方程为,即:x+y﹣2=0点C到直线AB的距离为:d,有三角形ABC的面积为2可得:|a+a2﹣2|=2得:a2+a=0或a2+a﹣4=0,显然方程共有四个根,可知函数y=x2的图象上存在四个点(如上面图中四个点C1,C2,C3,C4)使得△ABC的面积为2(即图中的三角形△ABC1,△ABC2,△ABC3,△ABC4).故选:A.14.【2015年新课标1文科16】已知F是双曲线C:x21的右焦点,P是C的左支上一点,A(0,6).当△APF周长最小时,该三角形的面积为.【解答】解:由题意,设F′是左焦点,则△APF周长=|AF|+|AP|+|PF|=|AF|+|AP|+|PF′|+2≥|AF|+|AF′|+2(A,P,F′三点共线时,取等号),直线AF′的方程为与x21联立可得y2+6y﹣96=0,∴P的纵坐标为2,∴△APF周长最小时,该三角形的面积为12.故答案为:12.。
高考数学真题练习——直线与圆的位置关系

直线与圆的位置关系一.选择题(共16小题)1.(2015•重庆)已知直线10x ay +-=是圆22:4210C x y x y +--+=的对称轴,过点(4,)A a -作圆C 的一条切线,切点为B ,则||(AB = )A .2B .6C .D .2.(2014•全国)若直线21y x =+与圆222(3)(2)x y r -+-=相切,则2(r = )A .8B .5C .D3.(2014•福建)已知直线l 过圆22(3)4x y +-=的圆心,且与直线10x y ++=垂直,则l 的方程是( ) A .20x y +-=B .20x y -+=C .30x y +-=D .30x y -+=4.(2014•北京)已知圆22:(3)(4)1C x y -+-=和两点(,0)A m -,(B m ,0)(0)m >,若圆C 上存在点P ,使得90APB ∠=︒,则m 的最大值为( )A .7B .6C .5D .45.(2014•安徽)过点(P 1)-的直线l 与圆221x y +=有公共点,则直线l 的倾斜角的取值范围是( ) A .(0,]6πB .(0,]3πC .[0,]6πD .[0,]3π6.(2014•浙江)已知圆22220x y x y a ++-+=截直线20x y ++=所得弦的长度为4,则实数a 的值是( ) A .2-B .4-C .6-D .8-7.(2014•江西)在平面直角坐标系中,A ,B 分别是x 轴和y 轴上的动点,若以AB 为直径的圆C 与直线240x y +-=相切,则圆C 面积的最小值为( )A .45πB .34πC .(6π-D .54π8.(2013•重庆)设P 是圆22(3)(1)4x y -++=上的动点,Q 是直线3x =-上的动点,则||PQ 的最小值为( ) A .6B .4C .3D .29.(2013•陕西)已知点(,)M a b 在圆22:1O x y +=外,则直线1ax by +=与圆O 的位置关系是( ) A .相切B .相交C .相离D .不确定10.(2013•江西)过点引直线l 与曲线y =A ,B 两点,O 为坐标原点,当ABO ∆的面积取得最大值时,直线l 的斜率等于( )A B .C . D . 11.(2013•天津)已知过点(2,2)P 的直线与圆22(1)5x y -+=相切,且与直线10ax y -+=垂直,则(a = ) A .12-B .1C .2D .1212.(2013•安徽)直线250x y +-=被圆22240x y x y +--=截得的弦长为( )A .1B .2C .4 D.13.(2012•天津)设m ,n R ∈,若直线(1)(1)20m x n y +++-=与圆22(1)(1)1x y -+-=相切,则m n +的取值范围是( )A.[11+ B .(-∞,1[13+,)+∞C.[2-2+D .(-∞,2[222-+,)+∞14.(2012•重庆)对任意的实数k ,直线1y kx =+与圆222x y +=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15.(2012•陕西)已知圆22:40C x y x +-=,l 为过点(3,0)P 的直线,则( ) A .l 与C 相交 B .l 与C 相切C .l 与C 相离D .以上三个选项均有可能16.(2012•安徽)若直线10x y -+=与圆22()2x a y -+=有公共点,则实数a 取值范围是( ) A .[3-,1]-B .[1-,3]C .[3-,1]D .(-∞,3][1-,)+∞二.填空题(共10小题)17.(2018•天津)已知圆2220x y x +-=的圆心为C,直线13x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,(t 为参数)与该圆相交于A ,B 两点,则ABC ∆的面积为 .18.(2017•全国)直线20x -=被圆2220x y x +-=截得的线段长为 .19.(2017•上海)若P 、Q 是圆222440x y x y +-++=上的动点,则||PQ 的最大值为 .20.(2016•上海)在平面直角坐标系xOy 中,点A ,B 是圆22650x y x +-+=上的两个动点,且满足||AB =则||OA OB +的最小值为 .21.(2014•湖北)直线1:l y x a =+和2:l y x b =+将单位圆22:1C x y +=分成长度相等的四段弧,则22a b += . 22.(2014•上海)已知曲线:C x =,直线:6l x =,若对于点(,0)A m ,存在C 上的点P 和l 上的Q 使得0AP AQ +=,则m 的取值范围为 .23.(2014•江苏)在平面直角坐标系xOy 中,直线230x y +-=被圆22(2)(1)4x y -++=截得的弦长为 . 24.(2013•湖北)已知圆22:5O x y +=,直线:cos sin 1(0)2l x y πθθθ+=<<.设圆O 上到直线l 的距离等于1的点的个数为k ,则k = .25.(2013•浙江)直线23y x =+被圆22680x y x y +--=所截得的弦长等于 . 26.(2013•山东)过点(3,1)作圆22(2)(2)4x y -+-=的弦,其中最短的弦长为 . 三.解答题(共4小题)27.(2017•上海)某景区欲建造两条圆形观景步道1M 、2M (宽度忽略不计),如图所示,已知AB AC ⊥,60AB AC AD ===(单位:米),要求圆1M 与AB 、AD 分别相切于点B 、D ,圆2M 与AC 、AD 分别相切于点C 、D ;(1)若60BAD ∠=︒,求圆1M 、2M 的半径(结果精确到0.1米)(2)若观景步道1M 与2M 的造价分别为每米0.8千元与每米0.9千元,如何设计圆1M 、2M 的大小,使总造价最低?最低总造价是多少?(结果精确到0.1千元)28.(2015•陕西)如图,AB 切O 于点B ,直线AO 交O 于D ,E 两点,BC DE ⊥,垂足为C . (Ⅰ)证明:CBD DBA ∠=∠;(Ⅱ)若3AD DC =,BC =,求O 的直径.29.(2013•江苏)在平面直角坐标系xOy 中,点(0,3)A ,直线:24l y x =-,设圆C 的半径为1,圆心在l 上. (1)若圆心C 也在直线3y x =-上,过点A 作圆C 的切线,求切线方程; (2)若圆C 上存在点M ,使||2||MA MO =,求圆心C 的横坐标的取值范围.30.(2013•四川)已知圆C 的方程为22(4)4x y +-=,点O 是坐标原点.直线:l y kx =与圆C 交于M ,N 两点. (Ⅰ)求k 的取值范围;(Ⅱ)设(,)Q m n 是线段MN 上的点,且222211||||||OQ OM ON =+.请将n 表示为m 的函数.直线与圆的位置关系参考答案与试题解析一.选择题(共16小题)1.(2015•重庆)已知直线10x ay +-=是圆22:4210C x y x y +--+=的对称轴,过点(4,)A a -作圆C 的一条切线,切点为B ,则||(AB = )A .2B .6C .D .【解答】解:圆22:4210C x y x y +--+=,即22(2)(1)4x y -+-=, 表示以(2,1)C 为圆心、半径等于2的圆.由题意可得,直线:10l x ay +-=经过圆C 的圆心(2,1), 故有210a +-=,1a ∴=-,点(4,1)A --.(AC ==2CB R ==,∴切线的长||6AB ===.故选:B .2.(2014•全国)若直线21y x =+与圆222(3)(2)x y r -+-=相切,则2(r = )A .8B .5C .D【解答】解:直线21y x =+与圆222(3)(2)x y r -+-=相切,∴圆心(3,2)C 到直线的距离d r ===,25r ∴=.故选:B .3.(2014•福建)已知直线l 过圆22(3)4x y +-=的圆心,且与直线10x y ++=垂直,则l 的方程是( ) A .20x y +-=B .20x y -+=C .30x y +-=D .30x y -+=【解答】解:由题意可得所求直线l 经过点(0,3),斜率为1, 故l 的方程是30y x -=-,即30x y -+=, 故选:D .4.(2014•北京)已知圆22:(3)(4)1C x y -+-=和两点(,0)A m -,(B m ,0)(0)m >,若圆C 上存在点P ,使得90APB ∠=︒,则m 的最大值为( )A .7B .6C .5D .4【解答】解:圆22:(3)(4)1C x y -+-=的圆心(3,4)C ,半径为1, 圆心C 到(0,0)O 的距离为5,∴圆C 上的点到点O 的距离的最大值为6.再由90APB ∠=︒可得,以AB 为直径的圆和圆C 有交点,可得12PO AB m ==,故有6m , 故选:B .5.(2014•安徽)过点(P 1)-的直线l 与圆221x y +=有公共点,则直线l 的倾斜角的取值范围是( )A .(0,]6πB .(0,]3πC .[0,]6πD .[0,]3π【解答】解:由题意可得点(P 1)-在圆221x y +=的外部,故要求的直线的斜率一定存在,设为k ,则直线方程为1(y k x +=,即10kx y -+-=.1,即22311k k -++,解得03k ,故直线l 的倾斜角的取值范围是[0,]3π,故选:D .6.(2014•浙江)已知圆22220x y x y a ++-+=截直线20x y ++=所得弦的长度为4,则实数a 的值是( ) A .2-B .4-C .6-D .8-【解答】解:圆22220x y x y a ++-+= 即22(1)(1)2x y a ++-=-,故弦心距d =再由弦长公式可得224a -=+,4a ∴=-, 故选:B .7.(2014•江西)在平面直角坐标系中,A ,B 分别是x 轴和y 轴上的动点,若以AB 为直径的圆C 与直线240x y +-=相切,则圆C 面积的最小值为( )A .45πB .34πC .(6π-D .54π【解答】解:如图,设AB 的中点为C ,坐标原点为O ,圆半径为r ,由已知得||||OC CE r ==,过点O 作直线240x y +-=的垂直线段OF , 交AB 于D ,交直线240x y +-=于F ,则当D 恰为OF 中点时,圆C 的半径最小,即面积最小 此时圆的直径为(0,0)O 到直线240x y +-=的距离为:d ==此时12r d ==∴圆C 的面积的最小值为:245min S ππ=⨯=. 故选:A .8.(2013•重庆)设P 是圆22(3)(1)4x y -++=上的动点,Q 是直线3x =-上的动点,则||PQ 的最小值为( ) A .6B .4C .3D .2【解答】解:过圆心A 作AQ ⊥直线3x =-, 与圆交于点P ,此时||PQ 最小, 由圆的方程得到(3,1)A -,半径2r =, 则||||624PQ AQ r =-=-=. 故选:B .9.(2013•陕西)已知点(,)M a b 在圆22:1O x y +=外,则直线1ax by +=与圆O 的位置关系是( ) A .相切B .相交C .相离D .不确定【解答】解:(,)M a b 在圆221x y +=外, 221a b ∴+>,∴圆(0,0)O 到直线1ax by +=的距离1d r <=,则直线与圆的位置关系是相交. 故选:B .10.(2013•江西)过点引直线l 与曲线y =A ,B 两点,O 为坐标原点,当ABO ∆的面积取得最大值时,直线l 的斜率等于( )A B .C . D .【解答】解:由y =221(0)x y y +=.所以曲线y =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10k -<<,直线l 的方程为0(y k x -=-,即0kx y -=.则原点O 到l 的距离d =,l则2211ABO k S k ∆-==+==令211t k =+,则ABO S ∆=34t =,即21314k =+时,ABOS ∆有最大值为12.此时由21314k =+,解得k = 故选:D .11.(2013•天津)已知过点(2,2)P 的直线与圆22(1)5x y -+=相切,且与直线10ax y -+=垂直,则(a = ) A .12-B .1C .2D .12【解答】解:因为点(2,2)P 满足圆22(1)5x y -+=的方程,所以P 在圆上, 又过点(2,2)P 的直线与圆22(1)5x y -+=相切,且与直线10ax y -+=垂直, 所以切点与圆心连线与直线10ax y -+=平行, 所以直线10ax y -+=的斜率为:20221a -==-. 故选:C .12.(2013•安徽)直线250x y +-=被圆22240x y x y +--=截得的弦长为( )A .1B .2C .4D .【解答】解:由22240x y x y +--=,得22(1)(2)5x y -+-=,所以圆的圆心坐标是(1,2)C ,半径r =圆心C 到直线250x y +-+=的距离为1d ===.所以直线直线250x y +-=被圆22240x y x y +--=截得的弦长为4. 故选:C .13.(2012•天津)设m ,n R ∈,若直线(1)(1)20m x n y +++-=与圆22(1)(1)1x y -+-=相切,则m n +的取值范围是( )A .[11+B .(-∞,1[13+,)+∞C .[2-2+D .(-∞,2[222-+,)+∞【解答】解:由圆的方程22(1)(1)1x y -+-=,得到圆心坐标为(1,1),半径1r =, 直线(1)(1)20m x n y +++-=与圆相切,∴圆心到直线的距离1d ==,整理得:21()2m n m n mn +++=, 设m n x +=,则有214x x +,即2440x x --,2440x x --=的解为:12x =+22x =-∴不等式变形得:(220x x ---+,解得:222x +或222x -,则m n +的取值范围为(-∞,2[222-+,)+∞. 故选:D .14.(2012•重庆)对任意的实数k ,直线1y kx =+与圆222x y +=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【解答】解:对任意的实数k ,直线1y kx =+恒过点(0,1),且斜率存在 (0,1)在圆222x y +=内∴对任意的实数k ,直线1y kx =+与圆222x y +=的位置关系一定是相交但直线不过圆心故选:C .15.(2012•陕西)已知圆22:40C x y x +-=,l 为过点(3,0)P 的直线,则( ) A .l 与C 相交 B .l 与C 相切C .l 与C 相离D .以上三个选项均有可能【解答】解:将圆的方程化为标准方程得:22(2)4x y -+=,∴圆心(2,0)C ,半径2r =,又(3,0)P与圆心的距离12d r ==<=,∴点P 在圆C 内,又直线l 过P 点,则直线l 与圆C 相交. 故选:A .16.(2012•安徽)若直线10x y -+=与圆22()2x a y -+=有公共点,则实数a 取值范围是( ) A .[3-,1]-B .[1-,3]C .[3-,1]D .(-∞,3][1-,)+∞【解答】解:直线10x y -+=与圆22()2x a y -+=有公共点∴圆心到直线10x y -+=2|1|2a ∴+31a ∴-故选:C .二.填空题(共10小题)17.(2018•天津)已知圆2220x y x +-=的圆心为C,直线13x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,(t 为参数)与该圆相交于A ,B 两点,则ABC ∆的面积为12. 【解答】解:圆2220x y x +-=化为标准方程是22(1)1x y -+=,圆心为(1,0)C ,半径1r =;直线13x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩化为普通方程是20x y +-=,则圆心C到该直线的距离为d ==弦长||22AB =⨯=, ABC ∴∆的面积为111||2222S AB d ==⨯=. 故答案为:12. 18.(2017•全国)直线20x -=被圆2220x y x +-=【解答】解:圆2220x y x +-=化为22(1)1x y -+=,设直线20x --=与圆22(1)1x y -+=的交点为A 、B ,圆心为(1,0)O , 线段AB 的中点为D ,半径为1r =则由圆的几何性质可知,OD AB ⊥,且1||2OD ==,||1OA r ==,||2||AB AD ∴===19.(2017•上海)若P 、Q 是圆222440x y x y +-++=上的动点,则||PQ 的最大值为 2 . 【解答】解:圆222440x y x y +-++=,可化为22(1)(2)1x y -++=,P 、Q 是圆222440x y x y +-++=上的动点,||PQ ∴的最大值为2,故答案为2.20.(2016•上海)在平面直角坐标系xOy 中,点A ,B 是圆22650x y x +-+=上的两个动点,且满足||AB =则||OA OB +的最小值为 4 .【解答】解:设1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y ,AB 中点(,)M x y ''. 122x x x +'=,122y y y +'=, ∴12(OA OB x x +=+,12)2y y OM +=,圆22:650C x y x +-+=,22(3)4x y ∴-+=,圆心(3,0)C ,半径2CA =.点A ,B 在圆C 上,AB = 2221()2CA CM AB ∴-=,即1CM =.点M 在以C 为圆心,半径1r =的圆上.312OM OC r ∴-=-=.||2OM ∴,∴||4OA OB +,∴||OA OB +的最小值为4.故答案为:4.21.(2014•湖北)直线1:l y x a =+和2:l y x b =+将单位圆22:1C x y +=分成长度相等的四段弧,则22a b += 2 . 【解答】解:由题意可得,圆心(0,0)到两条直线的距离相等,且每段弧长都是圆周的14,∴cos 452==︒=,222a b ∴+=, 故答案为:2.22.(2014•上海)已知曲线:C x =,直线:6l x =,若对于点(,0)A m ,存在C 上的点P 和l 上的Q 使得0AP AQ +=,则m 的取值范围为 [2,3] .【解答】解:曲线:C x =,是以原点为圆心,2 为半径的圆,并且[2P x ∈-,0], 对于点(,0)A m ,存在C 上的点P 和l 上的Q 使得0AP AQ +=, 说明A 是PQ 的中点,Q 的横坐标6x =, 6[22Px m +∴=∈,3]. 故答案为:[2,3].23.(2014•江苏)在平面直角坐标系xOy 中,直线230x y +-=被圆22(2)(1)4x y -++=截得的弦长为 . 【解答】解:圆22(2)(1)4x y -++=的圆心为(2,1)C -,半径2r =, 点C 到直线直线230x y +-=的距离d ,∴根据垂径定理,得直线230x y +-=被圆22(2)(1)4x y -++=截得的弦长为==. 24.(2013•湖北)已知圆22:5O x y +=,直线:cos sin 1(0)2l x y πθθθ+=<<.设圆O 上到直线l 的距离等于1的点的个数为k ,则k = 4 .【解答】解:由圆的方程得到圆心(0,0)O ,半径r =圆心O 到直线l 的距离1d ==,且11r d d -=->=,∴圆O 上到直线l 的距离等于1的点的个数为4,即4k =.故答案为:425.(2013•浙江)直线23y x =+被圆22680x y x y +--=所截得的弦长等于 【解答】解:圆22680x y x y +--=的圆心坐标(3,4),半径为5,=因为圆心距,半径,半弦长满足勾股定理,所以直线23y x =+被圆22680x y x y +--=所截得的弦长为:2=故答案为:26.(2013•山东)过点(3,1)作圆22(2)(2)4x y -+-=的弦,其中最短的弦长为 【解答】解:根据题意得:圆心(2,2),半径2r =,2,(3,1)∴在圆内,圆心到此点的距离d ,2r =,∴最短的弦长为=故答案为:三.解答题(共4小题)27.(2017•上海)某景区欲建造两条圆形观景步道1M 、2M (宽度忽略不计),如图所示,已知AB AC ⊥,60AB AC AD ===(单位:米),要求圆1M 与AB 、AD 分别相切于点B 、D ,圆2M 与AC 、AD 分别相切于点C 、D ;(1)若60BAD ∠=︒,求圆1M 、2M 的半径(结果精确到0.1米)(2)若观景步道1M 与2M 的造价分别为每米0.8千元与每米0.9千元,如何设计圆1M 、2M 的大小,使总造价最低?最低总造价是多少?(结果精确到0.1千元)【解答】解:(1)1M 半径60tan3034.6=︒≈,2M 半径60tan1516.1=︒≈; (2)设2BAD α∠=,则总造价0.8260tan 0.9260tan(45)y παπα=+︒-, 设1tan x α+=,则1812(817)84y x x ππ=+-,当且仅当32x =,1tan 2α=时,取等号,1M ∴半径30,2M 半径20,造价263.8千元.28.(2015•陕西)如图,AB 切O 于点B ,直线AO 交O 于D ,E 两点,BC DE ⊥,垂足为C . (Ⅰ)证明:CBD DBA ∠=∠;(Ⅱ)若3AD DC =,BC =,求O 的直径.【解答】证明:(Ⅰ)DE 是O 的直径, 则90BED EDB ∠+∠=︒, BC DE ⊥,90CBD EDB ∴∠+∠=︒,即CBD BED ∠=∠,AB 切O 于点B ,DBA BED ∴∠=∠,即CBD DBA ∠=∠;(Ⅱ)由(Ⅰ)知BD 平分CBA ∠, 则3BA ADBC CD ==, 2BC =AB ∴=4AC =,则3AD =,由切割线定理得2AB AD AE =,即26AB AE AD==,故3DE AE AD =-=, 即可O 的直径为3.29.(2013•江苏)在平面直角坐标系xOy 中,点(0,3)A ,直线:24l y x =-,设圆C 的半径为1,圆心在l 上. (1)若圆心C 也在直线3y x =-上,过点A 作圆C 的切线,求切线方程; (2)若圆C 上存在点M ,使||2||MA MO =,求圆心C 的横坐标的取值范围.【解答】解:(1)由题设,圆心C 在3y x =-上,也在直线24y x =-上,设切点的横坐标为a , 243a a -=-,1a ∴=,(1,2)C ∴-.22:(1)(2)1C x y ∴-++=,由题,当斜率存在时,过A 点切线方程可设为3y kx =+,即30kx y -+=1=,解得:125k =-,⋯(4分)又当斜率不存在时,也与圆相切,∴所求切线为0x =或1235y x =-+, 即0x =或125150x y +-=;(2)设点(,)M x y ,由||2||MA MO =,化简得:22(1)4x y ++=,∴点M 的轨迹为以(0,1)-为圆心,2为半径的圆,可记为圆D ,又点M 在圆C 上,∴圆C 与圆D 的关系为相交或相切,1||3CD ∴,其中||CD221(23)3a a ∴+-,解得:1205a. 30.(2013•四川)已知圆C 的方程为22(4)4x y +-=,点O 是坐标原点.直线:l y kx =与圆C 交于M ,N 两点. (Ⅰ)求k 的取值范围;(Ⅱ)设(,)Q m n 是线段MN 上的点,且222211||||||OQ OM ON =+.请将n 表示为m 的函数. 【解答】解:(Ⅰ)将y kx =代入22(4)4x y +-=中,得:22(1)8120(*)k x kx +-+=,根据题意得:△22(8)4(1)120k k =--+⨯>,即23k >, 则k 的取值范围为(-∞,⋃,)+∞;(Ⅱ)由M 、N 、Q 在直线l 上,可设M 、N 坐标分别为1(x ,1)kx ,2(x ,2)kx ,2221||(1)OM k x ∴=+,2222||(1)ON k x =+,22222||(1)OQ m n k m =+=+,代入222211||||||OQ OM ON =+得:22222212211(1)(1)(1)k m k x k x =++++, 即21212222221212()2211x x x x m x x x x +-=+=, 由(*)得到12281kx x k +=+,122121x x k =+, 代入得:222222824()211144(1)k kk m k -++=+,即223653m k =-, 点Q 在直线y kx =上,n km ∴=,即n k m =,代入223653m k =-,化简得225336n m -=, 由223653m k =-及23k >,得到203m <<,即(m ∈0)(0⋃, 根据题意得点Q 在圆内,即0n >,n ∴=则n 与m的函数关系式为(n m =∈0)(0⋃.。
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1 【2011年高考试题】 一、选择题: 1.(2011年高考江西卷理科9)若曲线1C:2220xyx与曲线2C:()0yymxm有四个不同的交点,则实数m的取值范围是
A.(33,33) B.(33,0)∪(0,33)
c.[33,33] D.(,33)∪(33,+)
解析:选B ,由题意,AC为直径,设圆心为F,则FEBD,圆的标准方程为221310xy,故1,3F,由此,易得:210AC,又31210EFk,所
以直线BD的方程为112yx,F到BD的距离为1132552,由此得,25BD所以四边形ABCD的面积为112521010222ACBD 二、填空题: 2
1.(2011年高考安徽卷理科15)在平面直角坐标系中,如果x与y都是整数,就称点(,)xy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ykxb不经过任何整点 ③直线l经过无穷多个整点,当且仅当l经过两个不同的整点 ④直线ykxb经过无穷多个整点的充分必要条件是:k与b都是有理数 ⑤存在恰经过一个整点的直线
2.(2011年高考重庆卷理科15)设圆C位于抛物线22yx与直线3x所组成的封闭区域(包含边界)内,则圆C的半径能取到的最大值为 解析:61。 为使圆C的半径取到最大值,显然圆心应该在x轴上且与直线3x相切,设圆C的半径为r,则圆C的方程为2223xryr,将其与22yx联立得:222960xrxr,令2224960rr,并由0r,得:
61r 三、解答题: 1. (2011年高考山东卷理科22)(本小题满分14分) 3
已知动直线l与椭圆C: 22132xy交于P11,xy、Q22,xy两不同点,且△OPQ的面积OPQS=62,其中O为坐标原点. (Ⅰ)证明2212xx和2212yy均为定值; (Ⅱ)设线段PQ的中点为M,求||||OMPQ的最大值;
(Ⅲ)椭圆C上是否存在点D,E,G,使得62ODEODGOEGSSS?若存在,判断△DEG的形状;若不存在,请说明理由.
(2)当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为,ykxm
由题意知m0,将其代入22132xy,得 222(23)63(2)0kxkmxm
, 4
222222121212
222(3)(3)4()2.333yyxxxx
综上所述,222212123;2,xxyy结论成立。 (II)解法一: (1)当直线l的斜率存在时,
由(I)知116||||,||2||2,2OMxPQy
因此6||||26.2OMPQ (2)当直线l的斜率存在时,由(I)知 5
123,22xxkm
2221212
222221212
2222
22222
2222
332(),2222916211||()()(3),2244224(32)2(21)1||(1)2(2),(23)yyxxkkmkmmmmmxxyykmOMmmmmkmmPQkkmm
所以2222111||||(3)2(2)2OMPQmm
2222211(3)(2)113225().24mmmm 所以5||||2OMPQ,当且仅当221132,2mmm即时,等号成立. 综合(1)(2)得|OM|·|PQ|的最大值为5.2 解法二:
由(I)得 6
22222222222212121212
2222221212
1212
3,3,3;2,2,2,3;1.25,,,,,1,2uxuxxxvyvyyyuxxvyyuxxvyy解得
因此只能从中选取只能从中选取
因此D,E,G只能在6(,1)2这四点中选取三个不同点, 而这三点的两两连线中必有一条过原点, 与62ODEODGOEGSSS矛盾, 所以椭圆C上不存在满足条件的三点D,E,G.
(2)解:过M,F的直线l方程为2(5)yx,将其代入L的方程得 215325840.xx 7
解得121265145652514525,,(,),(,).515551515xxlLTT故与交点为 因T1在线段MF外,T2在线段MF内,故11||||||2,MTFTMF 22||||||2.MTFTMF,若P不在直线MF上,在MFP中有
||||||2.MPFPMF 故||||MPFP只在T1点取得最大值2。 3.(2011年高考福建卷理科17)(本小题满分13分) 已知直线l:y=x+m,m∈R。 (I)若以点M(2,0)为圆心的圆与直线l相切与点P,且点P在y轴上,求该圆的方程; (II)若直线l关于x轴对称的直线为l,问直线l与抛物线C:x2=4y是否相切?说明理由。
244416(1)mm 8
(1)当1,0m即时,直线'l与抛物线C相切 (2)当1m,那0时,直线'l与抛物线C不相切。 综上,当m=1时,直线'l与抛物线C相切; 当1m时,直线'l与抛物线C不相切。
4.(2011年高考上海卷理科23)(18分)已知平面上的线段l及点P,在l上任取一点Q,线段PQ长度的最小值称为点P到线段l的距离,记作(,)dPl。 (1)求点(1,1)P到线段:30(35)lxyx的距离(,)dPl; (2)设l是长为2的线段,求点集{|(,)1}DPdPl所表示图形的面积; (3)写出到两条线段12,ll距离相等的点的集合12{|(,)(,)}PdPldPl,其中 12,lABlCD,
,,,ABCD是下列三组点中的一组。对于下列三组点只需选做一种,满分分别是①
2分,② 6分,③8分;若选择了多于一种的情形,则按照序号较小的解答计分。 ① (1,3),(1,0),(1,3),(1,0)ABCD。 ② (1,3),(1,0),(1,3),(1,2)ABCD。 9
③ (0,1),(0,0),(0,0),(2,0)ABCD。 解:⑴ 设(,3)Qxx是线段:30(35)lxyx上一点,则
22259||(1)(4)2()(35)22PQxxxx,当3x时,
min(,)||5dPlPQ。
③ 选择(0,1),(0,0),(0,0),(2,0)ABCD。 {(,)|0,0}{(,)|,01}xyxyxyyxx 2{(,)|21,12}{(,)|4230,2}xyxyxxyxyx
DB=CA12
2.5y
x-2
x
y-11
3A
BC
DOOD
CBA
3
1-1y
x 10
【2010年高考试题】 (2010江西理数)8.直线3ykx与圆22324xy相交于M,N两点,若23MN,则k的取值范围是
A. 304, B. 304,, C. 3333, D. 203,
33cos,13sinxy
0,2
交与A、B两点,则直线AD与BD的倾斜角之和为
12秒旋转一周。已知时间0t时,点A的坐标是13(,)22,则当012t时,动点A的 11
纵坐标y关于t(单位:秒)的函数的单调递增区间是 A、0,1 B、1,7 C、7,12 D、0,1和7,12 9.D 【解析】画出图形,设动点A与x轴正方向夹角为,则0t时3,每秒钟旋转6,在0,1t上[,]32,在7,12上37[,]23,动点A的纵坐标y关于t都是单调递增的。 【方法技巧】由动点,Axy在圆221xy上绕坐标原点沿逆时针方向匀速旋转,可知与三角函数的定义类似,由12秒旋转一周能求每秒钟所转的弧度,画出单位圆,很容易看出,当t在[0,12]变化时,点A的纵坐标y关于t(单位:秒)的函数的单调性的变化,从而得单调递增区间. (2010全国卷2理数)(16)已知球O的半径为4,圆M与圆N为该球的两个小圆,AB为圆M与圆N的公共弦,4AB.若3OMON,则两圆圆心的距离MN .
(2010四川理数)(14)直线250xy与圆228xy相交于A、B两点,则AB .
解析:方法一、圆心为(0,0),半径为22 圆心到直线250xy的距离为d=22|005|51(2)
故2|AB|