4、,所以|AB|=2=2,過C作CE⊥BD于E,因為直線l的傾斜角為30°,
所以|CD|====4.
法二:由x-y+6=0與x2+y2=12聯(lián)立解得A(-3,),B(0,2),∴AC的方程為y-=-(x+3),BD的方程為y-2=-x,可得C(-2,0),D(2,0),所以|CD|=4.
5.已知A(0,3),B,P為圓C:x2+y2=2x上的任意一點(diǎn),則△ABP面積的最大值為( )
A. B.
C.2 D.
解析:選A 圓C的方程可化為(x-1)2+y2=1,
因為A(0,3),B,
所以|AB|==3,直線AB的方程為x+y=3,
所以圓心(1,0)到直線AB
5、的距離d==.又圓C的半徑為1,所以圓C上的點(diǎn)到直線AB的最大距離為+1,故△ABP面積的最大值為Smax=×(+1)×3=.
6.已知等邊三角形OAB的三個頂點(diǎn)都在拋物線y2=2x上,其中O為坐標(biāo)原點(diǎn),設(shè)圓C是△OAB的外接圓(點(diǎn)C為圓心),則圓C的方程為( )
A.(x-4)2+y2=16 B.(x+4)2+y2=16
C.x2+(y-4)2=16 D.x2+(y+4)2=16
解析:選A 法一:設(shè)A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,,由題設(shè)知== ,
解得y=y(tǒng)=12,所以A(6,2),B(6,-2)或A(6,-2),B(6,2).
設(shè)圓心C的坐標(biāo)為(r,0)(r>0),則r=
6、×6=4,
所以圓C的方程為(x-4)2+y2=16.
法二:設(shè)A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2)(x1>0,x2>0),由題設(shè)知x+y=x+y.
又y=2x1,y=2x2,故x+2x1=x+2x2,
即(x1-x2)·(x1+x2+2)=0,
由x1>0,x2>0,可知x1=x2,故A,B兩點(diǎn)關(guān)于x軸對稱,所以圓心C在x軸上.
設(shè)點(diǎn)C的坐標(biāo)為(r,0)(r>0),則點(diǎn)A的坐標(biāo)為,于是2=2×r,解得r=4,所以圓C的方程為(x-4)2+y2=16.
7.設(shè)M,N分別為圓O1:x2+y2-12y+34=0和圓O2:(x-2)2+y2=4上的動點(diǎn),則M,N兩點(diǎn)間的
7、距離的取值范圍是________.
解析:圓O1的方程可化為x2+(y-6)2=2,其圓心為O1(0,6),半徑r1=.圓O2的圓心O2(2,0),半徑r2=2,則|O1O2|==2,則|MN|max=2+2+,|MN|min=2-2-,故M,N兩點(diǎn)間的距離的取值范圍是[2-2-,2+2+].
答案:[2-2-,2+2+]
8.過點(diǎn)P(-3,1),Q(a,0)的光線經(jīng)x軸反射后與圓x2+y2=1相切,則a的值為________.
解析:點(diǎn)P(-3,1)關(guān)于x軸對稱的點(diǎn)為P′(-3,-1),
所以直線P′Q的方程為x-(a+3)y-a=0,
由題意得直線P′Q與圓x2+y2=1相切,
8、
所以=1,
解得a=-.
答案:-
9.已知圓C過點(diǎn)(1,0),且圓心在x軸的正半軸上,直線l:y=x-1被圓C所截得的弦長為2,則過圓心且與直線l垂直的直線的方程為________________.
解析:由題意,設(shè)所求的直線方程為x+y+m=0,圓心坐標(biāo)為(a,0)(a>0),
則由題意知2+2=(a-1)2,
解得a=3或-1(舍去),
故圓心坐標(biāo)為(3,0),
因為圓心(3,0)在所求的直線上,
所以3+0+m=0,
解得m=-3,
故所求的直線方程為x+y-3=0.
答案:x+y-3=0
10.(2018·全國卷Ⅱ)設(shè)拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn)為F,過F
9、且斜率為k(k>0)的直線l與C交于A,B兩點(diǎn),|AB|=8.
(1)求l的方程;
(2)求過點(diǎn)A,B且與C的準(zhǔn)線相切的圓的方程.
解:(1)由題意得F(1,0),l的方程為y=k(x-1)(k>0).
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.
Δ=16k2+16>0,故x1+x2=.
所以|AB|=|AF|+|BF|
=(x1+1)+(x2+1)=.
由題設(shè)知=8,
解得k=1或k=-1(舍去).
因此l的方程為y=x-1.
(2)由(1)得AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為(3,2),
所以AB的垂直平分線方程為y-2=-(x-3),
即
10、y=-x+5.
設(shè)所求圓的圓心坐標(biāo)為(x0,y0),
則
解得或
因此所求圓的方程為(x-3)2+(y-2)2=16或(x-11)2+(y+6)2=144.
11.(2018·成都模擬)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,曲線Г:y=x2-mx+2m(m∈R)與x軸交于不同的兩點(diǎn)A,B,曲線Г與y軸交于點(diǎn)C.
(1)是否存在以AB為直徑的圓過點(diǎn)C?若存在,求出該圓的方程;若不存在,請說明理由.
(2)求證:過A,B,C三點(diǎn)的圓過定點(diǎn).
解:由曲線Г:y=x2-mx+2m(m∈R),
令y=0,得x2-mx+2m=0.設(shè)A(x1,0),B(x2,0),
則可得Δ=m2-8m>0,
解
11、得m>8或m<0,x1+x2=m,x1x2=2m.
令x=0,得y=2m,即C(0,2m).
(1)若存在以AB為直徑的圓過點(diǎn)C,則·=0,
得x1x2+4m2=0,
即2m+4m2=0,
所以m=0(舍去)或m=-.
所以m=-,
此時C(0,-1),AB的中點(diǎn)M即圓心,
半徑r=|CM|=,
故所求圓的方程為2+y2=.
(2)證明:設(shè)過A,B兩點(diǎn)的圓的方程為
x2+y2-mx+Ey+2m=0,
將點(diǎn)C(0,2m)代入可得E=-1-2m,
所以過A,B,C三點(diǎn)的圓的方程為
x2+y2-mx-(1+2m)y+2m=0,
整理得x2+y2-y-m(x+2y-2)=
12、0.
令可得或
故過A,B,C三點(diǎn)的圓過定點(diǎn)(0,1)和.
12.(2019屆高三·廣州調(diào)研)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知圓C與y軸相切,且過點(diǎn)M(1,),N(1,-).
(1)求圓C的方程;
(2)已知直線l與圓C交于A,B兩點(diǎn),且直線OA與直線OB的斜率之積為-2.求證:直線l恒過定點(diǎn),并求出定點(diǎn)的坐標(biāo).
解:(1)因為圓C過點(diǎn)M(1,),N(1,-),
所以圓心C在線段MN的垂直平分線上,即在x軸上,
故設(shè)圓心為C(a,0),易知a>0,
又圓C與y軸相切,所以圓C的半徑r=a,
所以圓C的方程為(x-a)2+y2=a2.
因為點(diǎn)M(1,)在圓C上,
所以(1-
13、a)2+()2=a2,解得a=2.
所以圓C的方程為(x-2)2+y2=4.
(2)證明:記直線OA的斜率為k(k≠0),則其方程為y=kx.
聯(lián)立消去y,得(k2+1)x2-4x=0,
解得x1=0,x2=.
所以A.
由k·kOB=-2,得kOB=-,
直線OB的方程為y=-x,
在點(diǎn)A的坐標(biāo)中用-代換k,得B.
當(dāng)直線l的斜率不存在時,=,得k2=2,此時直線l的方程為x=.
當(dāng)直線l的斜率存在時,≠,即k2≠2,
則直線l的斜率為
===.
故直線l的方程為y-=,
即y=,
所以直線l過定點(diǎn).
綜上,直線l恒過定點(diǎn),定點(diǎn)坐標(biāo)為.
二、強(qiáng)化壓軸考法
14、——拉開分
1.已知圓C:x2+y2=1,點(diǎn)P(x0,y0)在直線l:3x+2y-4=0上,若在圓C上總存在兩個不同的點(diǎn)A,B,使+=,則x0的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
解析:選C 如圖,∵+=,
∴OP與AB互相垂直平分,
∴圓心到直線AB的距離
<1,
∴x+y<4. ①
又3x0+2y0-4=0,
∴y0=2-x0,
代入①得x+2<4,
解得0
15、解析:選C 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則=(-x1,-y1),=(x2-x1,y2-y1),由消去y,整理得,2x2+2mx+m2-1=0,故Δ=4m2-8(m2-1)=8-4m2>0,-
16、_____.
解析:易知點(diǎn)A(1,)在圓(x-2)2+y2=4的內(nèi)部,圓心C的坐標(biāo)為(2,0),要使劣弧所對的圓心角最小,只能是直線l⊥CA,所以kl=-=-=.
答案:
4.已知圓O:x2+y2=1與x軸負(fù)半軸的交點(diǎn)為A,P為直線3x+4y-a=0上一點(diǎn),過P作圓O的切線,切點(diǎn)為T,若|PA|=2|PT|,則實數(shù)a的最大值為________.
解析:由題意知A(-1,0),設(shè)P(x,y),由|PA|=2|PT|可得(x+1)2+y2=4(x2+y2-1),化簡得2+y2=.由3x+4y-a=0與圓2+y2=有公共點(diǎn)P,所以圓心到直線3x+4y-a=0的距離d=≤,解得-≤a≤,所以實
17、數(shù)a的最大值為.
答案:
5.已知圓O:x2+y2=1,圓M:(x-a)2+(y-a+4)2=1.若圓M上存在點(diǎn)P,過點(diǎn)P作圓O的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,使得∠APB=60°,則實數(shù)a的取值范圍為_________.
解析:圓O的半徑為1,圓M上存在點(diǎn)P,過點(diǎn)P作圓O的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,
使得∠APB=60°,則∠APO=30°.
在Rt△PAO中,|PO|=2,
又圓M的半徑為1,圓心坐標(biāo)為M(a,a-4),
∴|MO|-1≤|PO|≤|MO|+1,
∵|MO|=,
∴ -1≤2≤ +1,
解得2-≤a≤2+.
∴實數(shù)a的取值范圍為.
答案:
6.(2
18、018·廣州高中綜合測試)已知定點(diǎn)M(1,0)和N(2,0),動點(diǎn)P滿足|PN|=|PM|.
(1)求動點(diǎn)P的軌跡C的方程;
(2)若A,B為(1)中軌跡C上兩個不同的點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn).設(shè)直線OA,OB,AB的斜率分別為k1,k2,k.當(dāng)k1k2=3時,求k的取值范圍.
解:(1)設(shè)動點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,y),
因為M(1,0),N(2,0),|PN|=|PM|,
所以 =·.
整理得,x2+y2=2.
所以動點(diǎn)P的軌跡C的方程為x2+y2=2.
(2)設(shè)點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),直線AB的方程為y=kx+ B.
由消去y,整理得(1+k2)x2+2bkx+b2-2
19、=0.(*)
由Δ=(2bk)2-4(1+k2)(b2-2)>0,得b2<2+2k2.①
由根與系數(shù)的關(guān)系,得x1+x2=-,x1x2=.②
由k1·k2=·=·=3,
得(kx1+b)(kx2+b)=3x1x2,
即(k2-3)x1x2+bk(x1+x2)+b2=0. ③
將②代入③,整理得b2=3-k2. ④
由④得b2=3-k2≥0,解得-≤k≤. ⑤
由①和④,解得k<-或k>. ⑥
要使k1,k2,k有意義,則x1≠0,x2≠0,
所以0不是方程(*)的根,
所以b2-2≠0,即k≠1且k≠-1. ⑦
由⑤⑥⑦,得k的取值范圍為
[-,-1)∪∪∪(1, ].