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1、
高考數(shù)學精品復習資料
2019.5
課時鞏固過關練(十四) 直線與圓
一、選擇題
1.(20xx四川巴蜀中學月考)若直線ax+2y+1=0與直線x+y-2=0互相垂直,則a的值等于( )
A.1 B.-
C.- D.-2
解析:由a1+21=0,得a=-2,故選D.
答案:D
2.(20xx廣東惠州二調)直線x+2y-5+=0被圓x2+y2-2x-4y=0截得的弦長為( )
A.1 B.2
C.4 D.4
解析:圓心(1,2),圓心到直線的距離d==1,半徑r=
2、,所以截得弦長為2=2=4.故選C.
答案:C
3.(20xx上海青浦一模)“a=”是“直線(a+1)x+3ay+1=0與直線(a-1)x+(a+1)y-3=0相互垂直”的( )
A.充分而不必要條件
B.必要而不充分條件
C.充要條件
D.既不充分也不必要條件
解析:對于直線(a+1)x+3ay+1=0與直線(a-1)x+(a+1)y-3=0,當a=0時,分別化為x+1=0,-x+y-3=0,此時兩條直線不垂直,舍去;當a=-1時,分別化為-3y+1=0,-2x-3=0,此時兩條直線相互垂直,因此a=-1滿足條件;當a≠-1,0時,兩條直線的斜率分別為-,,由于兩條直線垂直,
3、可得-=-1,解得a=或-1(舍去).綜上可得:兩條直線相互垂直的充要條件為a=或-1.∴“a=”是“直線(a+1)x+3ay+1=0與直線(a-1)x+(a+1)y-3=0相互垂直”的充分而不必要條件.故選A.
答案:A
4.直線2x-my+1-3m=0,當m變化時,所有直線都過定點( )
A. B.
C. D.
解析:直線方程可整理為2x+1-(y+3)m=0,
∴當m變化時,直線過定點.故選D.
答案:D
5.(20xx安徽安慶期中)在平面直角坐標系xOy中,圓C的方程為x2+y2-8x+15=0,若直線y=kx-2上至少存在一點,使得以該點為圓心,1為半徑的圓與圓
4、C有公共點,則k的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
解析:設直線y=kx-2上至少存在一點,使得以該點為圓心,1為半徑的圓為圓M,又圓C的標準方程為(x-4)2+y2=1,則圓心C的坐標為(4,0),半徑R=1,如圖,若圓M與圓C有公共點,則圓M與圓C的臨界點為圓M與圓C的外切點,即等價為圓心C到直線y=kx-2的距離d≤R+1=2,即圓心到直線kx-y-2=0的距離d=≤2,即|2k-1|≤,平方得3k2-4k≤0,解得0≤k≤,故選A.
答案:A
6.(20xx四川綿陽期末)若直線y=x+b與曲線y=3-有公共點,則b的取值范圍是( )
A.[1-2,1+2
5、] B.[1-,3]
C.[-1,1+2] D.[1-2,3]
解析:曲線方程可化簡為(x-2)2+(y-3)2=4(1≤y≤3),即表示圓心為(2,3),半徑為2的半圓,如圖,當直線y=x+b與此半圓相切時須滿足圓心(2,3)到直線y=x+b的距離等于2,即=2,解得b=1+2或b=1-2.由圖可知b=1+2舍去,故b=1-2.當直線過(0,3)時,解得b=3,故1-2≤b≤3,故選D.
答案:D
7.(20xx湖北一聯(lián))已知圓C1:(x-2)2+(y-3)2=1,圓C2:(x-3)2+(y-4)2=9,M,N分別是圓C1,C2上的動點,P為x軸上的動點,則|P
6、M|+|PN|的最小值為( )
A.5-4 B.-1
C.6-2 D.
解析:如圖,圓C1關于x軸的對稱圓的圓心坐標A(2,-3),半徑為1,圓C2的圓心坐標(3,4),半徑為3.連接AC2,設直線AC2與x軸的交點為P,可知|AC2|=|PC2|+|PC1|.而|PM|+|PN|=|PC2|-3+|PC1|-1=|AC2|-4,即|PM|+|PN|的最小值為圓A與圓C2的圓心距減去兩個圓的半徑和,即-1-3=5-4.故選A.
答案:A
8.已知圓C1:(x-2cosθ)2+(y-2sinθ)2=1與圓C2:x2+y2=1,在下列說法中:
①對于任意的θ,圓C1與圓C2始
7、終相切;
②對于任意的θ,圓C1與圓C2始終有4條公切線;
③直線l:2(m+3)x+3(m+2)y-(2m+5)=0(m∈R)與圓C2一定相交于兩個不同的點;
④P,Q分別為圓C1與圓C2上的動點,則|PQ|的最大值為4.
其中正確命題為( )
A.①④ B.①③④
C.②③④ D.①②③④
解析:對于①結論是正確的,由圓C1:(x-2cosθ)2+(y-2sinθ)2=1與圓C2:x2+y2=1可知兩圓圓心分別為C1(2cosθ,2sinθ)與C2(0,0),半徑分別為r1=1,r2=1,∴圓心距|C1C2|==2,|C1C2|=r1+r2,故對于任意的θ,圓C1與
8、圓C2始終相切.對于②結論是不正確的,由①可知兩圓外切,只有3條公切線.對于③結論是正確的,由直線l:2(m+3)x+3(m+2)y-(2m+5)=0可化為m(2x+3y-2)+6x+6y-5=0.解方程組得交點M,則|MO|==<1,故點M在圓C2內,所以直線l與圓C2一定相交于兩個不同的點.對于④結論是正確的,如圖所示,當P,Q兩點與公切點共線時距離最大,為|PQ|=2(r1+r2)=4.綜上,正確的結論是①③④.故選B.
答案:B
二、填空題
9.(20xx河北邯鄲月考)在圓x2+y2-2x-6y=0內,過點E(0,1)的最長弦和最短弦分別為AC和BD,則四邊形ABCD的面積為
9、__________.
解析:方程表示的是以(1,3)為圓心,為半徑的圓.點E為圓內一點,因此過點E的最長的弦是直徑(長為2),最短的弦(弦長為2)是與過點E的直徑垂直的弦.所以四邊形ABCD的面積為S=22=10.
答案:10
10.(20xx四川綿陽期末)圓C1的方程是(x-3)2+y2=,圓C2的方程是(x-3-cosθ)2+(y-sinθ)2=(θ∈R),過C2上任意一點P作圓C1的兩條切線PM,PN,切點分別為M,N,則∠MPN的最小正切值是__________.
解析:圓C2:(x-3-cosθ)2+(y-sinθ)2=(θ∈R),圓心C2(3+cosθ,sinθ),半徑等
10、于.由題意可知∠MPN最小時,|PC1|最大,最大為|C1C2|+=,∴PM==,∴tan∠MPC1=,
∴tan∠MPN==.
答案:
11.(20xx貴州遵義一模)如圖,已知圓M:(x-3)2+(y-3)2=4,四邊形ABCD為圓M的內接正方形,E,F(xiàn)分別為AB,AD的中點,當正方形ABCD繞圓心M轉動時,的最大值是__________.
解析:由題意可得=+,
∴=(+)=+.∵ME⊥MF,∴=0,∴=.由題意可得,圓M的半徑為2,故正方形ABCD的邊長為2,故ME=,再由OM=3,可得=3cos〈,〉=6cos〈,〉,即=
6cos〈,〉,故的最大值為6.
答案:6
11、
三、解答題
12.(20xx長沙模擬)已知圓C:x2+y2+2x-3=0.
(1)求圓的圓心C的坐標和半徑長;
(2)直線l經(jīng)過坐標原點且不與y軸重合,l與圓C相交于A(x1,y1),B(x2,y2)兩點,求證:+為定值;
(3)斜率為1的直線m與圓C相交于D、E兩點,求直線m的方程,使△CDE的面積最大.
解:(1)圓C:x2+y2+2x-3=0,配方得(x+1)2+y2=4,
則圓心O的坐標為(-1,0),圓的半徑長為2;
(2)設直線l的方程為y=kx,
聯(lián)立方程組,
消去y得(1+k2)x2+2x-3=0,
則有:x1+x2=-,x1x2=-;
所以+==為定值
12、;
(3)設直線m的方程為y=kx+b,則圓心C到直線m的距離d=,
所以|DE|=2=2,
S△CDE=|DE|d=d≤=2,
當且僅當d=,即d=時,△CDE的面積最大,
從而=,解之得b=3或b=-1,
故所求直線方程為x-y+3=0或x-y-1=0.
13.(20xx安徽模擬)已知曲線C的極坐標方程是ρ=2sinθ,設直線l的參數(shù)方程是(t為參數(shù)).
(1)將曲線C的極坐標方程轉化為直角坐標方程;
(2)設直線l與x軸的交點是M,N為曲線C上一動點,求|MN|的最大值.
解:(1)曲線C的極坐標方程可化為:ρ2=2ρsinθ,
又x2+y2=ρ2,x=ρcosθ,y=ρsinθ.
所以,曲C的直角坐標方程為:x2+y2-2y=0.
(2)將直線L的參數(shù)方程化為直角坐標方程得:y=-(x-2).
令y=0得x=2即M點的坐標為(2,0)
又曲線C為圓,圓C的圓心坐標為(0,1)
半徑r=1,則|MC|=,
∴|MN|≤|MC|+r=+1.
∴|MN|的最大值為+1.