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1、2022年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題6 解析幾何 第一講 直線(xiàn)與圓配套作業(yè) 文
配套作業(yè)
一、選擇題
1.已知兩條直線(xiàn)y=ax-2和y=(a+2)x+1互相垂直,則a等于(D)
A.2 B.1
C.0 D.-1
解析:解法一 將選項(xiàng)分別代入題干中觀(guān)察,易求出D符合要求.故選D.
解法二 ∵直線(xiàn)y=ax-2和y=(a+2)x+1互相垂直,∴a(a+2)=-1.∴a=-1.故選D.
2.(xx·江蘇卷改編)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,以點(diǎn)(1,0)為圓心且與直線(xiàn)mx-y-2m-1=0(m∈R)相切的所有圓中,半徑最大的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(A)
2、
A.(x-1)2+y2=2 B.(x-1)2+(y-1)2=2
C.x2+(y-1)2=2 D.(x-2)2+(y-1)2=2
解析:直線(xiàn)mx-y-2m-1=0經(jīng)過(guò)定點(diǎn)(2,-1).
當(dāng)圓與直線(xiàn)相切于點(diǎn)(2,-1)時(shí),圓的半徑最大,此時(shí)半徑r滿(mǎn)足r2=(1-2)2+(0+1)2=2.
3.(xx·北京卷)圓心為(1,1)且過(guò)原點(diǎn)的圓的方程是(D)
A.(x-1)2+(y-1)2=1
B.(x+1)2+(y+1)2=1
C.(x+1)2+(y+1)2=2
D.(x-1)2+(y-1)2=2
解析:圓的半徑r==,圓心坐標(biāo)為(1,1),所以圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-1)2+(
3、y-1)2=2.
4.對(duì)任意的實(shí)數(shù)k,直線(xiàn)y=kx+1與圓x2+y2=2的位置關(guān)系一定是(C)
A.相離 B.相切
C.相交但直線(xiàn)不過(guò)圓心 D.相交且直線(xiàn)過(guò)圓心
解析:解法一 圓心C(0,0)到直線(xiàn)kx-y+1=0的距離為d=≤<=r,且圓心C(0,0)不在該直線(xiàn)上.
解法二 直線(xiàn)kx-y+1=0恒過(guò)定點(diǎn)(0,1),而該點(diǎn)在圓C內(nèi),且圓心不在該直線(xiàn)上.故選C.
5.已知圓的方程為x2+y2-6x-8y=0.設(shè)該圓過(guò)點(diǎn)(3,5)的最長(zhǎng)弦和最短弦分別為AC和BD,則四邊形ABCD的面積為(B)
A.10 B.20 C.30 D.40
解析:由x2+y2-6x-8
4、y=0,得(x-3)2+(y-4)2=25,圓心為(3,4),半徑為5.
又點(diǎn)(3,5)在圓內(nèi),則最長(zhǎng)弦|AC|=10,最短的弦|BD|=2·=2=4,
∴S四邊形ABCD=×10×4=20.
6.(xx·新課標(biāo)Ⅱ卷)已知三點(diǎn)A(1,0),B(0,),C(2,),則△ABC外接圓的圓心到原點(diǎn)的距離為(B)
A. B.
C. D.
解析:在坐標(biāo)系中畫(huà)出△ABC(如圖),利用兩點(diǎn)間的距離公式可得|AB|=|AC|=|BC|=2(也可以借助圖形直接觀(guān)察得出),所以△ABC為等邊三角形.設(shè)BC的中點(diǎn)為D,點(diǎn)E為外心,同時(shí)也是重心.所以|AE|=|AD|=,從而|OE|
5、== =,故選B.
二、填空題
7.(xx·陜西卷)若圓C的半徑為1,其圓心與點(diǎn)(1,0)關(guān)于直線(xiàn)y=x對(duì)稱(chēng),則圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為_(kāi)_______.
解析:因?yàn)閳A心與點(diǎn)(1,0)關(guān)于直線(xiàn)y=x對(duì)稱(chēng),所以圓心坐標(biāo)為(0,1).所以圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:x2+(y-1)2=1.
答案:x2+(y-1)2=1
8.(xx·湖北卷)直線(xiàn)l1:y=x+a和l2:y=x+b將單位圓C:x2+y2=1分成長(zhǎng)度相等的四段弧,則a2+b2=________.
解析:依題意,設(shè)l1與單位圓相交于A(yíng),B兩點(diǎn),則∠AOB=90°.如圖,當(dāng)a=1,b=-1時(shí)滿(mǎn)足題意,所以a2+b2=2.
答案:2
6、
三、解答題
9.已知圓C:x2+y2-2x+4y-4=0,是否存在斜率為1的直線(xiàn)l,使以l被圓C截得的弦長(zhǎng)AB為直徑的圓過(guò)原點(diǎn)?若存在,求出直線(xiàn)的方程;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
解析:圓C化成標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-1)2+(y+2)2=9.
假設(shè)存在以AB為直徑的圓M,圓心M的坐標(biāo)為(a,b),由于CM⊥l,∴kCMkl=-1,×1=-1,
∴a+b+1=0,得b=-a-1.①
直線(xiàn)l的方程為y-b=x-a,
即x-y+b-a=0.
|CM|=,∵以AB為直徑的圓M過(guò)原點(diǎn),
∴|MA|=|MB|=|OM|.
∴|MB|2=|CB|2-|CM|2=9-=|OM|2=a2+b2,即9
7、-=a2+b2.②
由①②得a=或a=-1,
當(dāng)a=時(shí),b=-,
此時(shí)直線(xiàn)l的方程為x-y-4=0;
當(dāng)a=-1時(shí),b=0,此時(shí)直線(xiàn)l的方程為x-y+1=0.
故這樣的直線(xiàn)l是存在的,方程為x-y-4=0或x-y+1=0.
10.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知圓C1:(x+3)2+(y-1)2=4和圓C2:(x-4)2+(y-5)2=4.
(1)若直線(xiàn)l過(guò)點(diǎn)A(4,0),且被圓C1截得的弦長(zhǎng)為2,求直線(xiàn)l的方程;
(2)設(shè)P為平面上的點(diǎn),滿(mǎn)足:存在過(guò)點(diǎn)P的無(wú)窮多對(duì)互相垂直的直線(xiàn)l1和l2,它們分別與圓C1和圓C2相交,且直線(xiàn)l1被圓C1截得的弦長(zhǎng)與直線(xiàn)l2被圓C2截得的
8、弦長(zhǎng)相等,試求所有滿(mǎn)足條件的點(diǎn)P的坐標(biāo).
解析:(1)由于直線(xiàn)x=4與圓C1不相交,所以直線(xiàn)l的斜率存在.設(shè)直線(xiàn)l的方程為y=k(x-4),即kx-y-4k=0.由垂徑定理,得圓心C1到直線(xiàn)的距離d==1,
結(jié)合點(diǎn)到直線(xiàn)距離公式,得=1.
化簡(jiǎn),得24k2+7k=0,解得k=0或k=-.
所以直線(xiàn)l的方程為:y=0或y=-(x-4),即y=0或7x+24y-28=0.
(2)設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為(m,n),直線(xiàn)l1,l2的方程分別為:y-n=k(x-m),y-n=-(x-m)(k≠0),
即:kx-y+n-km=0,-x-y+n+m=0.
因?yàn)橹本€(xiàn)l1被圓C1截得的弦長(zhǎng)與直線(xiàn)l2被圓C2
9、截得的弦長(zhǎng)相等,兩圓半徑相等,由垂徑定理,得圓心C1到直線(xiàn)l1與圓心C2到直線(xiàn)l2的距離相等.
故有=,
化簡(jiǎn)得(2-m-n)k=m-n-3或(m-n+8)k=m+n-5,關(guān)于k的方程有無(wú)窮多解,有
或
解得點(diǎn)P坐標(biāo)為或.
經(jīng)檢驗(yàn),以上兩點(diǎn)滿(mǎn)足題目條件.
11.已知過(guò)點(diǎn)A(-1,0)的動(dòng)直線(xiàn)l與圓C:x2+(y-3)2=4相交于P,Q兩點(diǎn),M是PQ中點(diǎn),l與直線(xiàn)m:x+3y+6=0相交于點(diǎn)N.
(1)求證:當(dāng)l與m垂直時(shí),l必過(guò)圓心C;
(2)當(dāng)PQ=2時(shí),求直線(xiàn)l的方程.
解析:(1)∵l與m垂直,且km=-,
∴kl=3.
故直線(xiàn)l方程為y=3(x+1),即3x-y+3=0.
∵圓心坐標(biāo)(0,3),滿(mǎn)足直線(xiàn)l方程.
∴當(dāng)l與m垂直時(shí),l必過(guò)圓心C.
(2)①當(dāng)直線(xiàn)l與x軸垂直時(shí),易知x=-1符合題意.
②當(dāng)直線(xiàn)l與x軸不垂直時(shí),設(shè)直線(xiàn)l的方程為y=k(x+1),即kx-y+k=0,
∵PQ=2,CM==1,
則由CM==1,得k=.
∴直線(xiàn)l:4x-3y+4=0.
故直線(xiàn)l的方程為x=-1或4x-3y+4=0.