(人教A版)選擇性必修一高二數(shù)學(xué)上冊(cè)題型歸納培優(yōu)練習(xí) 專題07 圓切線與圓最值歸類(解析版)_第1頁
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第頁專題7圓切線與圓最值歸類目錄TOC\o"1-1"\h\u【題型一】圓最值1:圓上動(dòng)點(diǎn)與圓心 1【題型二】圓最值2:直線動(dòng)點(diǎn)與圓 3【題型三】圓最值3:阿波羅尼斯圓 5【題型四】圓最值:4:將軍飲馬型 8【題型五】圓最值5:定角范圍 10【題型六】圓最值6:最短距離 13【題型七】切線1:入射與反射光線 15【題型八】切線2:切點(diǎn)弦方程 17【題型九】切線3:切點(diǎn)弦過定點(diǎn) 19【題型十】切線4:切線長最值范圍 21【題型十一】切線5:切線三角形與四邊形面積最值 23【題型十二】切線6:切點(diǎn)弦長最值 25【題型十三】切線7:向量范圍 28【題型十四】切線轉(zhuǎn)化綜合 30培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過關(guān)練 33培優(yōu)第二階——能力提升練 39培優(yōu)第三階——培優(yōu)拔尖練 45【題型一】圓最值1:圓上動(dòng)點(diǎn)與圓心【典例分析】已知圓,圓,點(diǎn)M、N分別是圓、圓上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)P為x軸上的動(dòng)點(diǎn),則的最大值是(

)A. B.9 C.7 D.【答案】B【分析】分析可知,設(shè)點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn)為,可得出,求出的最大值,即可得解.【詳解】圓的圓心為,半徑為,圓的圓心為,半徑為.,又,,.點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn)為,,所以,,故選:B.【提分秘籍】基本規(guī)律一般情況下,圓上的動(dòng)點(diǎn)有關(guān)的最值,可以轉(zhuǎn)化為與圓心有關(guān),通過加減半徑解決。解題時(shí)要注意幾何法的合理利用,同時(shí)還要注意轉(zhuǎn)化方法的運(yùn)用【變式訓(xùn)練】1.點(diǎn)在曲線上運(yùn)動(dòng),,且的最大值為,若,,則的最小值為A.1 B.2 C.3 D.4【答案】A【分析】由題意曲線為圓,,且表示曲線上的點(diǎn)到點(diǎn)的距離的平方,結(jié)合圓的特征可得點(diǎn),由此可得,于是,故,以此為基礎(chǔ)并由基本不等式可得所求的最小值.【詳解】曲線可化為,表示圓心為,半徑為的圓.,可以看作點(diǎn)到點(diǎn)的距離的平方,圓上一點(diǎn)到的距離的最大值為,即點(diǎn)是直線與圓的離點(diǎn)最遠(yuǎn)的交點(diǎn),所以直線的方程為,由,解得或(舍去),∴當(dāng)時(shí),取得最大值,且,∴,∴,∴,當(dāng)且僅當(dāng),且,即時(shí)等號(hào)成立.故選A.2.已知點(diǎn),,,動(dòng)點(diǎn)P滿足,則的取值范圍為(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】由題設(shè)分析知的軌跡為(不與重合),要求的取值范圍,只需求出到圓上點(diǎn)的距離范圍即可.【詳解】由題設(shè),在以為直徑的圓上,令,則(不與重合),所以的取值范圍,即為到圓上點(diǎn)的距離范圍,又圓心到的距離,圓的半徑為2,所以的取值范圍為,即.故選:C3.已知點(diǎn),且點(diǎn)在圓上,為圓心,則下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.的最小值為 B.當(dāng)最大時(shí),的面積為2C.的最大值為 D.的最大值為【答案】B【分析】根據(jù)題意,可知當(dāng)為線段與圓的交點(diǎn)時(shí),可求出取得最小值,可判斷A選項(xiàng);當(dāng)與圓相切時(shí),最大,此時(shí)與重合,可求出的面積,即可判斷B選項(xiàng);由于,當(dāng)最大時(shí),也最大,可知當(dāng),,三點(diǎn)共線,且在,之間時(shí),求出的最大值,即可判斷C選項(xiàng);當(dāng)為射線與圓的交點(diǎn)時(shí),求得取得最大值,即可判斷D選項(xiàng).【詳解】解:如圖,當(dāng)為線段與圓的交點(diǎn)時(shí),即時(shí),此時(shí)取得最小值為,故A正確;由題可知點(diǎn)在圓內(nèi),當(dāng)與圓相切時(shí),最大,此時(shí)與重合,此時(shí),故B錯(cuò)誤;因?yàn)辄c(diǎn)在圓上,為圓心,則,所以當(dāng)最大時(shí),也最大,當(dāng),,三點(diǎn)共線,且在,之間時(shí),其最大值為,故C正確;當(dāng)為射線與圓的交點(diǎn)時(shí),取得最大值,故D正確.故選:B.【題型二】圓最值2:直線動(dòng)點(diǎn)與圓【典例分析】已知圓:,點(diǎn),則點(diǎn)到圓上點(diǎn)的最小距離為(

)A.1 B.2 C. D.【答案】C【分析】寫出圓的圓心和半徑,求出距離的最小值,再結(jié)合圓外一點(diǎn)到圓上點(diǎn)的距離最小值的方法即可求解.【詳解】由圓:,得圓,半徑為,所以,所以點(diǎn)到圓上點(diǎn)的最小距離為.故選:C.【提分秘籍】基本規(guī)律一般情況下,直線動(dòng)點(diǎn)與圓上點(diǎn)的最值關(guān)系,可以轉(zhuǎn)化為圓心到直線的距離?!咀兪接?xùn)練】1.已知點(diǎn)是圓上的動(dòng)點(diǎn),直線與軸?軸分別交于兩點(diǎn),當(dāng)最小時(shí),(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】求出圓心、半徑,根據(jù)直線與圓的位置可知,當(dāng)最小時(shí),與圓相切,最后用勾股定理求即可【詳解】圓化成標(biāo)準(zhǔn)形式為,故圓心為,半徑為2,直線與坐標(biāo)軸交于點(diǎn),點(diǎn),如下圖所示:則當(dāng)最小時(shí),與圓相切,連接,可知,由勾股定理可得,故選:A2.若直線與圓交于A,B兩點(diǎn),則當(dāng)周長最小時(shí),k=(

)A. B. C.1 D.-1【答案】C【分析】由直線方程可得直線恒過定點(diǎn),由圓的幾何性質(zhì)可得當(dāng)時(shí),周長最小,由此可求的值.【詳解】直線的方程可化為。所以直線恒過定點(diǎn),因?yàn)?。所以點(diǎn)在圓內(nèi),由圓的性質(zhì)可得當(dāng)時(shí),最小,周長最小,又,所以,此時(shí).故選:C.3.已知直線與圓交于兩點(diǎn),則當(dāng)弦最短時(shí),圓與圓的位置關(guān)系是(

)A.內(nèi)切 B.外離 C.外切 D.相交【答案】B【分析】由直線過定點(diǎn)且定點(diǎn)在圓內(nèi),當(dāng)弦最短時(shí)直線垂直,根據(jù)斜率乘積為求出,進(jìn)而求出圓的方程,再根據(jù)圓心距與兩圓半徑的關(guān)系確定答案.【詳解】易知直線即過定點(diǎn),因?yàn)?,故在圓內(nèi).故弦最短時(shí)直線垂直,又,所以,解得,此時(shí)圓的方程是.兩圓圓心之間的距離,半徑分別為5,3又,所以這兩圓外離.故選:B.【題型三】圓最值3:阿波羅尼斯圓【典例分析】已知點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)滿足,則的取值范圍(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)題意,求出點(diǎn)和的軌跡,結(jié)合平面向量的加法以及模長的計(jì)算,即可求解.【詳解】設(shè),則,,因,所以,即,因此點(diǎn)在以原點(diǎn)為圓心,2為半徑的圓上,同理可得點(diǎn)也在以原點(diǎn)為圓心,2為半徑的圓上.又因,所以當(dāng)和重合,且、、三點(diǎn)共線時(shí),取得最值,因此,.故選:B.【提分秘籍】基本規(guī)律解題時(shí),往往會(huì)遇到“隱形圓問題”,常規(guī)的處理辦法是找出動(dòng)點(diǎn)所在的軌跡(通常為圓),常見的“隱形圓”有:(1)到定點(diǎn)的距離為定長的動(dòng)點(diǎn)的軌跡;(2)如果為定點(diǎn),且動(dòng)點(diǎn)滿足,則動(dòng)點(diǎn)的軌跡為圓(阿波羅尼斯圓)(3)如果中,為定長,為定值,則動(dòng)點(diǎn)的軌跡為一段圓弧.【變式訓(xùn)練】1.已知邊長為2的等邊三角形,是平面內(nèi)一點(diǎn),且滿足,則三角形面積的最小值是(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】建立直角坐標(biāo)系,設(shè),寫出的坐標(biāo),利用列式得關(guān)于的等式,可得點(diǎn)的軌跡為以為圓心,以為半徑的圓,寫出直線的方程,計(jì)算和點(diǎn)距離直線的最小距離,代入三角形面積公式計(jì)算.【詳解】以的中點(diǎn)為原點(diǎn),建立如圖所示的直角坐標(biāo)系,則,,,設(shè),因?yàn)?,所以,得,所以點(diǎn)的軌跡為以為圓心,以為半徑的圓,當(dāng)點(diǎn)距離直線距離最大時(shí),面積最大,已知直線的方程為:,,點(diǎn)距離直線的最小距離為:,所以面積的最小值為.故選:A2.阿波羅尼斯是古希臘著名數(shù)學(xué)家,與歐幾里得、阿基米德被稱為亞歷山大時(shí)期數(shù)學(xué)三巨匠,他對(duì)圓錐曲線有深刻而系統(tǒng)的研究,阿波羅尼斯圓就是他的研究成果之一,指的是:已知?jiǎng)狱c(diǎn)與兩個(gè)定點(diǎn),的距離之比為(,且),那么點(diǎn)的軌跡就是阿波羅尼斯圓.若平面內(nèi)兩定點(diǎn),間的距離為,動(dòng)點(diǎn)滿足,則的最大值為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】設(shè),,由,可得點(diǎn)P的軌跡為以為圓心,半徑為的圓,又,其中可看作圓上的點(diǎn)到原點(diǎn)的距離的平方,從而根據(jù)圓的性質(zhì)即可求解.【詳解】解:由題意,設(shè),,因?yàn)?,所以,即,所以點(diǎn)P的軌跡為以為圓心,半徑為的圓,因?yàn)椋渲锌煽醋鲌A上的點(diǎn)到原點(diǎn)的距離的平方,所以,所以,即的最大值為,故選:A3.已知兩定點(diǎn),如果平面內(nèi)動(dòng)點(diǎn)滿足條件,則的最大值是_____【答案】【解析】設(shè)動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo),再由幾何條件,可得軌跡方程,進(jìn)一步可得所求解.【詳解】設(shè),由,可得,整理得:,即所以(表示中邊上的高),顯然,所以最大值為.故答案為:.【題型四】圓最值:4:將軍飲馬型【典例分析】已知圓上的動(dòng)點(diǎn)和定點(diǎn),則的最小值為A. B. C. D.【答案】D【分析】取點(diǎn),連接,由,可得,推出,在中,,推出的最小值為的長.【詳解】如圖,取點(diǎn),連接,,,,,,,因?yàn)?當(dāng)且僅當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí)等號(hào)成立,的最小值為的長,,,故選D.【提分秘籍】基本規(guī)律滿足已知圓上點(diǎn)M與兩定點(diǎn)A,B,則型距離,可以借助特殊點(diǎn)借助三角形相似來轉(zhuǎn)為為兩點(diǎn)之間的距離求解。【變式訓(xùn)練】1.已知圓是以點(diǎn)和點(diǎn)為直徑的圓,點(diǎn)為圓上的動(dòng)點(diǎn),若點(diǎn),點(diǎn),則的最大值為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】由題設(shè)可知圓:,在坐標(biāo)系中找到,應(yīng)用三角線相似將轉(zhuǎn)化到,再利用三角形的三邊關(guān)系確定目標(biāo)式的最大值即可.【詳解】由題設(shè),知:且,即圓的半徑為4,∴圓:,如上圖,坐標(biāo)系中則,∴,即△△,故,∴,在△中,∴要使最大,共線且最大值為的長度.∴.故選:A【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:首先求出圓方程,找到定點(diǎn)使,進(jìn)而將轉(zhuǎn)化到其它線段,結(jié)合三角形三邊關(guān)系求目標(biāo)式的最值.2.阿波羅尼斯是古希臘著名數(shù)學(xué)家,他對(duì)圓錐曲線有深刻系統(tǒng)的研究,主要研究成果集中在他的代表作《圓錐曲線論》一書,阿波羅尼斯圓是他的研究成果之一,指的是:已知?jiǎng)狱c(diǎn)M與兩定點(diǎn)A,B的距離之比為λ(λ>0,λ≠1),那么點(diǎn)M的軌跡就是阿波羅尼斯圓.下面我們來研究與此相關(guān)的一個(gè)問題,已知圓O:x2+y2=1上的動(dòng)點(diǎn)M和定點(diǎn)A,B(1,1),則2|MA|+|MB|的最小值為(

)A. B.C. D.【答案】C【分析】討論點(diǎn)M在x軸上與不在x軸上兩種情況,若點(diǎn)M不在x軸上,構(gòu)造點(diǎn)K(-2,0),可以根據(jù)三角形的相似性得到,進(jìn)而得到2|MA|+|MB|=|MB|+|MK|,最后根據(jù)三點(diǎn)共線求出答案.【詳解】①當(dāng)點(diǎn)M在x軸上時(shí),點(diǎn)M的坐標(biāo)為(-1,0)或(1,0).若點(diǎn)M的坐標(biāo)為(-1,0),則2|MA|+|MB|=2×+;若點(diǎn)M的坐標(biāo)為(1,0),則2|MA|+|MB|=2×+.②當(dāng)點(diǎn)M不在x軸上時(shí),取點(diǎn)K(-2,0),如圖,連接OM,MK,因?yàn)閨OM|=1,|OA|=,|OK|=2,所以.因?yàn)椤螹OK=∠AOM,所以△MOK∽△AOM,則,所以|MK|=2|MA|,則2|MA|+|MB|=|MB|+|MK|.易知|MB|+|MK|≥|BK|,所以|MB|+|MK|的最小值為|BK|.因?yàn)锽(1,1),K(-2,0),所以(2|MA|+|MB|)min=|BK|=.又<1+<4,所以2|MA|+|MB|的最小值為.故選:C3.已知?jiǎng)狱c(diǎn)在圓上,若點(diǎn),點(diǎn),則的最小值為________.【答案】【解析】中兩系數(shù)不相同,需要轉(zhuǎn)化為,可作出圖形,取點(diǎn),利用相似三角形性質(zhì)得,這樣有,結(jié)合圖形得出結(jié)論.【詳解】當(dāng)在軸上時(shí),有,,,,當(dāng)不在軸上時(shí),在軸上取點(diǎn),連接,則,又,所以,所以,即,所以,三點(diǎn)共線時(shí)等號(hào)成立.綜上的最小值為.故答案為:.【題型五】圓最值5:定角范圍【典例分析】已知圓為圓上兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),且為弦AB的中點(diǎn),,,當(dāng)A,B在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),始終有為銳角,則實(shí)數(shù)的取值范圍是(

)A.B.C.D.【答案】A【分析】先確定點(diǎn)是在以O(shè)為圓心,1為半徑的圓上,根據(jù)當(dāng)A,B在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),始終有為銳角,可知點(diǎn)應(yīng)在以的中點(diǎn)為圓心,2為半徑的圓外,由此可列出關(guān)于參數(shù)的不等式,即可求得答案.【詳解】連接,則,所以點(diǎn)M在以O(shè)為圓心,1為半徑的圓上,設(shè)的中點(diǎn)為,則,且,因?yàn)楫?dāng)A,B在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),始終有為銳角,所以以為圓心,1為半徑的圓與以為圓心,2為半徑的圓相離,故,解得或,即,故選:A.【提分秘籍】基本規(guī)律和圓的切線有關(guān)的角度問題,難度較難大。圓有關(guān)的角度恒成立求參數(shù)范圍問題,可通過數(shù)形結(jié)合的方式將角度問題轉(zhuǎn)化為長度問題,尋求恒成立的臨界條件,由此構(gòu)建不等式求解出參數(shù)范圍.【變式訓(xùn)練】1.設(shè)點(diǎn),若在圓上存在點(diǎn),使得,則的取值范圍是(

)A. B. C. D.【答案】D【分析】以為一邊作正方形,然后把問題轉(zhuǎn)化為正方形的中心在圓上或圓內(nèi),從而求出的取值范圍.【詳解】以為一邊作正方形,若對(duì)角線與圓有交點(diǎn),則滿足條件的存在,此時(shí)正方形的中心在圓上或圓內(nèi),即,所以,所以,所以.故選:D.2.已知圓和兩點(diǎn),,.若圓上存在點(diǎn),使得,則的最小值為(

)A.7 B.6 C.5 D.4【答案】D【分析】由,知?jiǎng)狱c(diǎn)的軌跡是以為直徑的圓,又點(diǎn)在圓上,故點(diǎn)是圓與圓的交點(diǎn),因此可得兩圓的位置關(guān)系是相切或相交.由兩圓的位置關(guān)系可以得到代數(shù)關(guān)系,從而求出的取值范圍,進(jìn)而找到的最小值.【詳解】解:,點(diǎn)的軌跡是以為直徑的圓,又點(diǎn)在圓上,故點(diǎn)是圓與圓的交點(diǎn),因此可得兩圓的位置關(guān)系是相切或相交,即,解得:.的最小值為4.故選:D.3.在平面直角坐標(biāo)系中,為直線:上在第一象限內(nèi)的點(diǎn),,以為直徑的圓與直線交于另一點(diǎn).若,則點(diǎn)的橫坐標(biāo)的取值范圍為______________.【答案】.【解析】由直徑所對(duì)的圓周角為可求得直線的方程,進(jìn)而解得點(diǎn)的坐標(biāo),設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),再利用向量的數(shù)量積即可求出點(diǎn)的橫坐標(biāo)的取值范圍.【詳解】解:如圖所示:點(diǎn)在以為直徑的圓上,,即,,又均在直線,,,又,:,聯(lián)立:,解得:,;設(shè),則,,,又,,即,解得:或(舍去),故點(diǎn)的橫坐標(biāo)取值范圍為:.故答案為:.【題型六】圓最值6:最短距離【典例分析】已知點(diǎn),點(diǎn)是圓上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)是圓上的動(dòng)點(diǎn),則的最大值為A. B. C. D.【答案】D【分析】由于兩圓不在直線的同側(cè),先做出圓關(guān)于直線對(duì)稱的圓,把轉(zhuǎn)化為,若最大,必須最大,最小.【詳解】如圖:依題意得點(diǎn)在直線上,點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱的點(diǎn),點(diǎn)在圓關(guān)于直線對(duì)稱的圓上,則,設(shè)圓的圓心為,因?yàn)?,,所以,?dāng)五點(diǎn)共線,在線段上,在線段上時(shí)“=”成立.因此,的最大值為4.【提分秘籍】基本規(guī)律最短距離,可以轉(zhuǎn)化為:1.三角形兩邊之差小于第三邊,共線,則可以取等號(hào)。2.利用光學(xué)性質(zhì),借助對(duì)稱轉(zhuǎn)化為兩點(diǎn)之間距離?!咀兪接?xùn)練】1.一束光線,從點(diǎn)A(-2,2)出發(fā),經(jīng)x軸反射到圓C:上的最短路徑的長度是(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】求出點(diǎn)A關(guān)于x軸對(duì)稱點(diǎn),再求點(diǎn)與圓C上的點(diǎn)距離最小值即可.【詳解】依題意,圓C的圓心,半徑,點(diǎn)A(-2,2)關(guān)于x軸對(duì)稱點(diǎn),連交x軸于點(diǎn)O,交圓C于點(diǎn)B,如圖,圓外一點(diǎn)與圓上的點(diǎn)距離最小值是圓外這點(diǎn)到圓心距離減去圓的半徑,于是得點(diǎn)與圓C上的點(diǎn)距離最小值為,在x軸上任取點(diǎn)P,連,PC交圓C于點(diǎn),而,,當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)P與O重合時(shí)取“=”,所以最短路徑的長度是.故選:A2.已知點(diǎn)在直線上運(yùn)動(dòng),點(diǎn)是圓上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)是圓上的動(dòng)點(diǎn),則的最大值為(

)A.6 B.7 C.8 D.9【答案】C【分析】作出關(guān)于直線的對(duì)稱圓,把轉(zhuǎn)化到與直線同側(cè)的,數(shù)形結(jié)合找到取最大值的位置,求出的最大值.【詳解】如圖所示,圓的圓心為,半徑為3,圓關(guān)于直線的對(duì)稱圓為圓B,其中設(shè)圓心B坐標(biāo)為,則,解得:,故圓B的圓心為,半徑為1,由于此時(shí)圓心A與圓心B的距離為4,等于兩圓的半徑之和,所以兩圓外切,此時(shí)點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為,且,所以,在P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中,當(dāng)P,B,A,,F(xiàn)五點(diǎn)共線時(shí),且在圓B左側(cè),點(diǎn)F在圓A右側(cè)時(shí),最大,最大值為故選:C【題型七】切線1:入射與反射光線【典例分析】自點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)過軸反射,其反射光線所在直線正好與圓相切,則反射光線所在直線的所有斜率之和為(

)A. B.2 C. D.4【答案】C【分析】求出圓心與半徑,點(diǎn)A關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo),設(shè)出直線方程,利用圓心到直線的距離等于半徑,即可求得結(jié)論.【詳解】圓可化為,圓心為,半徑為.點(diǎn)關(guān)于軸對(duì)稱的點(diǎn)為,所以設(shè)反射光線所在直線的方程為,即.由反射光線正好與圓相切,得,即,解得,于是.故選:C.【提分秘籍】基本規(guī)律入射光線與反射光線,可以分別找對(duì)應(yīng)光線上點(diǎn)關(guān)于“鏡面”對(duì)稱點(diǎn)來求解?!咀兪接?xùn)練】1.已知圓:,從點(diǎn)發(fā)出的光線,經(jīng)直線反射后,光線恰好平分圓的周長,則入射光線所在直線的斜率為(

)A. B. C. D.【答案】C【解析】根據(jù)光路可逆,易知圓心關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn),在入射光線上,由此可求得結(jié)果.【詳解】圓:,圓心為,由已知,反射光線經(jīng)過,故C點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)M在入射光線上.設(shè),則,解得,即,且光.源,所以入射光線的斜率,故選:C.2.一條光線從點(diǎn)射出,經(jīng)直線反射后與圓相切,則反射光線所在直線的方程的斜率為(

)A. B.或 C. D.或【答案】C【分析】先求得關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn),由此設(shè)出反射光線所在直線的方程,利用圓心到反射光線所在直線的距離等于半徑列方程,由此求得反射光線所在直線的斜率.【詳解】設(shè),,直線的斜率為,所以直線和直線垂直;的中點(diǎn)坐標(biāo)為即,在直線上,所以點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,由題可知反射光線所在直線的斜率存在,點(diǎn)在反射光線所在直線上.設(shè)反射光線所在直線方程為,即.∵圓的方程可化為,圓心為,半徑為1,,解得,即.故選:C3.過點(diǎn)的直線經(jīng)x軸反射后與圓相切,則切線的斜率為(

)A. B. C. D.【答案】D【分析】由題意可知切線的斜率存在,可設(shè)切線的斜率為,由點(diǎn)斜式得切線,再根據(jù)直線與圓相切,圓心到的距離為代入計(jì)算.【詳解】圓的圓心,半徑點(diǎn)關(guān)于軸對(duì)稱的點(diǎn)為,則過點(diǎn)與圓相切的直線即為所求.由題意可知切線的斜率存在,可設(shè)切線的斜率為則的方程為即圓心到的距離為,解得,【題型八】切線2:切點(diǎn)弦方程【典例分析】過點(diǎn)作圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,則直線AB的方程為(

)A. B. C. D.【答案】A【解析】求出以、為直徑的圓的方程,將兩圓的方程相減可得公共弦的方程.【詳解】圓的圓心為,半徑為1,以、為直徑的圓的方程為,因?yàn)檫^點(diǎn)圓的兩條切線切點(diǎn)分別為A,B,所以,是兩圓的公共弦,將兩圓的方程相減可得公共弦的方程,故選:A.【提分秘籍】基本規(guī)律切點(diǎn)弦方程求解,可以有如下兩種思路1.公共弦法:過圓外一點(diǎn)作圓的切線,則切點(diǎn)與四點(diǎn)共圓,線段就是圓的一條直徑.兩圓方程相減可得公共弦所在直線方程.2二級(jí)結(jié)論法:(x-a)2+(y-b)2=r2外一點(diǎn)P(x0,y0)做切線,切點(diǎn)所在直線方程(切點(diǎn)弦方程)為:(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2.【變式訓(xùn)練】1.過點(diǎn)作圓的兩條切線,設(shè)切點(diǎn)分別為、,則直線的方程為(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)題意,可知圓的圓心為,半徑,由切線長公式求出的長,進(jìn)而可得以為圓心,為半徑為圓,則為兩圓的公共弦所在的直線,聯(lián)立兩個(gè)圓的方程,兩方程作差后計(jì)算可得答案.【詳解】解:根據(jù)題意,可知圓的圓心為,半徑,過點(diǎn)作圓的兩條切線,設(shè)切點(diǎn)分別為、,而,則,則以為圓心,為半徑為圓為,即圓,所以為兩圓的公共弦所在的直線,則有,作差變形可得:;即直線的方程為.故選:B.2.過直線上任一點(diǎn)P作圓O:的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,若直線AB與圓M:恒有公共點(diǎn),則t的取值范圍是(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】先求出切線方程,然后求出直線AB方程,根據(jù)直線和圓有公共點(diǎn)解出t的取值范圍.【詳解】解:設(shè),,,過直線上任意一點(diǎn)P作圓O:的兩條切線分別為,,則,,結(jié)合,可得切線,切線,又,從而直線AB的方程為,且過定點(diǎn),因?yàn)橹本€AB與圓M:恒有公共點(diǎn),故有定點(diǎn)在圓M上或是圓內(nèi),故可得,解得,則t的取值范圍是.故選:B3.過直線上一動(dòng)點(diǎn)M,向圓引兩條切線,A、B為切點(diǎn),則圓的動(dòng)點(diǎn)P到直線AB距離的最大值為(

)A. B.6C.8 D.【答案】A【分析】根據(jù)題意設(shè)點(diǎn)在直線上,可得點(diǎn)A、B在以O(shè)P為直徑的圓上,求出該圓的方程,聯(lián)立圓O的方程得出直線AB的方程,進(jìn)而可得直線AB恒過定點(diǎn),將問題轉(zhuǎn)化為求點(diǎn)C、N之間的距離,結(jié)合圓C的方程和兩點(diǎn)坐標(biāo)求距離公式計(jì)算即可得出結(jié)果.【詳解】由題意知,設(shè)點(diǎn)在直線上,則,過點(diǎn)P作圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為A、B,則,所以點(diǎn)A、B在以O(shè)P為直徑的圓上,且該圓的方程為:,又圓O的方程為,這兩個(gè)圓的方程相減,得公共弦AB的方程為,即,因?yàn)椋?,所以,?dāng)且即時(shí)該方程恒成立,所以直線AB恒過定點(diǎn),所以點(diǎn)M到直線AB距離的最大值即為點(diǎn)C、N之間的距離加上圓C的半徑,又,,所以,即點(diǎn)M到直線AB距離的最大值為.故選:A【題型九】切線3:切點(diǎn)弦過定點(diǎn)【典例分析】已知圓,點(diǎn)為直線上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)向圓引兩條切線為切點(diǎn),則直線經(jīng)過定點(diǎn).A. B. C. D.【答案】B【分析】設(shè)可得以為直徑的圓的方程,兩圓方程相減,可得其公共弦,化為,由可得結(jié)果.【詳解】設(shè)是圓的切線,是圓與以為直徑的兩圓的公共弦,可得以為直徑的圓的方程為,

①又,②

①-②得,化為,由,可得總滿足直線方程,即過定點(diǎn),故選B.【提分秘籍】基本規(guī)律把圓的切線問題轉(zhuǎn)化為求兩圓的公共弦問題,然后就能得到直線的方程,再利用含參直線過定點(diǎn)的解題策略求定點(diǎn)坐標(biāo)即可.【變式訓(xùn)練】1.圓:,點(diǎn)為直線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)向圓作切線,切點(diǎn)分別為、,則直線過定點(diǎn)A. B. C. D.【答案】B【詳解】不妨設(shè),畫出圖象如下圖所示,根據(jù)直角三角形射影定理可知,即直線方程為,四個(gè)選項(xiàng)中,只有選項(xiàng)符合,故選.2.已知圓,直線,P為直線l上的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作圓C的切線,切點(diǎn)分別為A,B,則直線過定點(diǎn)(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】設(shè),圓心C的坐標(biāo)為,可得以線段為直徑的圓N的方程,兩圓方程作差,得兩圓公共弦的方程可得答案.【詳解】因?yàn)镻為直線l上的動(dòng)點(diǎn),所以可設(shè),由題意可得圓心C的坐標(biāo)為,以線段為直徑的圓N的圓心為,半徑為,所以方程為,兩圓方程作差,即得兩圓公共弦的方程為,,所以直線過定點(diǎn).故選:A.3.已知圓的圓心在坐標(biāo)原點(diǎn),且與直線相切,點(diǎn)為直線上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)向圓引兩條切線,,、為切點(diǎn),則直線經(jīng)過定點(diǎn)(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】根據(jù)題意設(shè)的坐標(biāo)為,由切線的性質(zhì)得點(diǎn)A、在以為直徑的圓上,求出圓的方程,將兩個(gè)圓的方程相減求出公共弦所在的直線方程,再求出直線過的定點(diǎn)坐標(biāo).【詳解】由點(diǎn)是直線上的任一點(diǎn),所以設(shè),因?yàn)閳A的兩條切線、,切點(diǎn)分別為A、,所以,,則點(diǎn)A、在以為直徑的圓上,即是圓和圓的公共弦,則圓心的坐標(biāo)是,且半徑的平方是,所以圓的方程是,又由,兩式相減,可得,即公共弦所在的直線方程是,即,由,解得,所以直線恒過定點(diǎn).故選:A.【題型十】切線4:切線長最值范圍【典例分析】已知是直線上一點(diǎn),是圓的一條切線,是切點(diǎn),若長度的最小值為,則的值是(

)A. B. C. D.【答案】D【分析】由切線的性質(zhì)可得,利用勾股定理可知當(dāng)長度取最小值時(shí),的長度取得最小值,即圓心到直線的距離為,利用點(diǎn)到直線的距離公式可求得正實(shí)數(shù)的值.【詳解】圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,該圓的圓心為,半徑為,由圓的切線的性質(zhì)可知,由勾股定理可得,因?yàn)?,則,即圓心到直線的距離為,所以,,,解得.故選:D.【提分秘籍】基本規(guī)律圓的切線(1)過圓上一點(diǎn)作圓的切線有且只有一條;(2)過圓外一點(diǎn)作圓的切線有且只有兩條,若僅求得一條,除了考慮運(yùn)算過程是否正確外,還要考慮斜率不存在的情況,以防漏解.(3)求圓外定點(diǎn)的切線長,多轉(zhuǎn)化為定點(diǎn)、切點(diǎn)、圓心所在三角形?!咀兪接?xùn)練】1.若過直線上一點(diǎn)向圓:作一條切線切于點(diǎn),則的最小值為(

)A. B.4 C. D.【答案】D【解析】根據(jù)題意,求出圓的圓心與半徑,由切線長公式可得,當(dāng)取得最小值時(shí),的值最小,由點(diǎn)到直線的距離分析的最小值,進(jìn)而計(jì)算可得答案.【詳解】根據(jù)題意,圓,其圓心為,半徑,過點(diǎn)向圓作一條切線切于點(diǎn),則,當(dāng)取得最小值時(shí),的值最小,而的最小值為點(diǎn)到直線的距離,則,則的最小值為,故選:D2.已知圓,點(diǎn)在直線上,過直線上的任一點(diǎn)引圓的兩條切線,若切線長的最小值為2,則直線的斜率(

)A.2 B. C.或 D.2或【答案】C【解析】根據(jù)勾股定理由切線長最小值求出的最小值為,即圓心到直線的距離為,設(shè)出直線的方程,根據(jù)點(diǎn)到直線的距離列式可解得結(jié)果.【詳解】圓的圓心為,半徑為,因?yàn)榍芯€長的最小值為2,所以,所以圓心到直線的距離為,所以直線必有斜率,設(shè),即,所以圓心到直線的距離為,所以,整理得,解得或.故選:C3.已知圓,直線,點(diǎn)在直線上運(yùn)動(dòng),直線,分別與圓相切于點(diǎn),,當(dāng)切線長最小時(shí),弦的長度為(

)A. B. C. D.【答案】B【解析】由,當(dāng)取得最小值時(shí),切線長有最小值,即時(shí),再由得到答案.【詳解】由條件得圓,圓心,半徑,因?yàn)椋援?dāng)取得最小值時(shí),切線長有最小值,易知當(dāng)時(shí),有最小值為,所以的最小值為,所以.故選:.【題型十一】切線5:切線三角形與四邊形面積最值【典例分析】已知定直線l的方程為,點(diǎn)Q是直線l上的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)Q作圓的一條切線,是切點(diǎn),C是圓心,若面積的最小值為,則此時(shí)直線l上的動(dòng)點(diǎn)E與圓C上動(dòng)點(diǎn)F的距離的最小值為(

)A. B.2 C. D.【答案】B【分析】由題意可得直線l的方程為,再求出圓C的圓心坐標(biāo)與半徑,由面積的最小值為求得,再由點(diǎn)到直線的距離公式求解k,可得直線l的方程,進(jìn)一步求得直線l上的動(dòng)點(diǎn)E與圓C上動(dòng)點(diǎn)F的距離的最小值.【詳解】解:由題意可得直線l的方程為,圓C的圓心,半徑為1,如圖:,又,當(dāng)取最小值時(shí),取最小值,此時(shí),可得,,則,解得,則直線l的方程為,則直線l上的動(dòng)點(diǎn)E與圓C上動(dòng)點(diǎn)F的距離的最小值為.故選:B.【提分秘籍】基本規(guī)律切點(diǎn)四邊形可以轉(zhuǎn)化為圓外定點(diǎn)、切點(diǎn)、圓心所在三角形?!咀兪接?xùn)練】1.過直線上一點(diǎn)P作圓M:的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,若使得四邊形PAMB的面積為的點(diǎn)P有兩個(gè),則實(shí)數(shù)m的取值范圍為(

)A. B. C.或 D.或【答案】A【分析】利用圓的性質(zhì)可得,進(jìn)而可得,結(jié)合題意可得,即得.【詳解】由圓M:可知,圓心,半徑為1,∴,∴四邊形PAMB的面積為,∴,要使四邊形PAMB的面積為的點(diǎn)P有兩個(gè),則,解得.故選:A.2.過圓:上一點(diǎn)作圓:的切線,切點(diǎn)分別為,則四邊形面積的最小值為(

)A. B.2 C. D.3【答案】C【分析】由于,進(jìn)而可知求出的最小值即可,而最小即為求的最小值,從而可求出結(jié)果.【詳解】由題意可知點(diǎn),,,四點(diǎn)共圓,,因?yàn)椋?dāng)?shù)闹底钚r(shí),最小,,,故四邊形的最小值為.故選:C.3.已知圓O:,點(diǎn)P是橢圓C:上一點(diǎn),過點(diǎn)P作圓O的兩條切線PA、PB,A、B為切點(diǎn),直線AB分別交軸、軸于點(diǎn)M、N,則的面積的最小值是A. B.1 C. D.【答案】A【詳解】令,由切線公式可得直線PA:,直線PB:,所以P滿足和,所以可得直線AB的方程為①.由①式得,所以O(shè)MN面積②另帶入②得則,所以當(dāng)sin2β=1時(shí)面積最小,此時(shí)Smin=.【題型十二】切線6:切點(diǎn)弦最值【典例分析】已知是半徑為1的動(dòng)圓上一點(diǎn),為圓上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)作圓的切線,切點(diǎn)分別為,,則當(dāng)取最大值時(shí),△的外接圓的方程為(

)A. B.C. D.【答案】A【分析】由題設(shè),確定的軌跡方程,結(jié)合已知可得,再根據(jù)切線的性質(zhì)、勾股定理及面積法得到關(guān)于的關(guān)系式且△的外接圓以線段為直徑,結(jié)合兩圓的位置關(guān)系及其動(dòng)點(diǎn)距離最值情況,寫出外接圓的方程.【詳解】由,則動(dòng)圓心的軌跡方程為.為圓上的動(dòng)點(diǎn),又,∴,∵,,,∴,∴當(dāng)最小時(shí),最小,當(dāng)最大時(shí),最大.當(dāng)時(shí),取最大值,△的外接圓以線段為直徑,而中點(diǎn),即中點(diǎn)為,∴外接圓方程為,即.故選:A【提分秘籍】基本規(guī)律求切點(diǎn)弦長度(范圍):1.抓化為定點(diǎn)、切點(diǎn)、圓心三點(diǎn)三角形,可以借助勾股定理(或者三角函數(shù)正余弦)求解。2.轉(zhuǎn)化為圓心到切點(diǎn)弦距離最值求解【變式訓(xùn)練】1.若為直線上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),從點(diǎn)引圓的兩條切線,(切點(diǎn)為,),則線段的長度的取值范圍是(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】首先設(shè)圓,圓心,,根據(jù)題意得到當(dāng)最小時(shí),最小,利用余弦定理即可得到,再根據(jù)點(diǎn)在直線無限遠(yuǎn)取值時(shí),,直徑,即可得到答案.【詳解】設(shè)圓,,圓心,,要使的長度最小,則最小,即最小.因?yàn)?,所以?dāng)最小時(shí),最小.又因?yàn)?,所以?dāng)最小時(shí),最小.因?yàn)?,所以?則.當(dāng)點(diǎn)在直線無限遠(yuǎn)取值時(shí),,直徑,所以.故選:C2.在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)滿足,過作單位圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為,則線段長度的取值范圍是______.【答案】.【分析】設(shè),由圓的切點(diǎn)弦所在直線方程可知的方程為,進(jìn)而可求圓心到距離,從而求出弦長,結(jié)合已知可求出弦長的取值范圍.【詳解】解:設(shè),當(dāng)時(shí),此時(shí)過點(diǎn)與圓相切直線的斜率,則過點(diǎn)與圓相切直線方程為,即,當(dāng)時(shí),,此時(shí)切線方程或滿足.綜上所述,過點(diǎn)與圓相切直線方程為;同理,過點(diǎn)與圓相切直線方程為,設(shè),則直線的方程為,此時(shí)圓心到距離.所以.由可知,,則,所以.故答案為:.3.已知圓與直線,過l上任意一點(diǎn)P向圓C引切線,切點(diǎn)為A,B,若線段長度的最小值為,則實(shí)數(shù)m的值為(

)A. B. C. D.【答案】D【分析】設(shè),則,則由題意可求得,從而可得,而的最小值是圓心到直線的距離,然后列方程可求出實(shí)數(shù)m的值【詳解】圓,設(shè),則,因?yàn)?,所以,又,所以,又,所以,即,又,所以.故選:D.【題型十三】切線7:向量范圍【典例分析】已知P是函數(shù)圖象上的一點(diǎn),過點(diǎn)P作圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,則的最小值為(

)A. B. C.0 D.【答案】A【分析】結(jié)合圖示,將轉(zhuǎn)化為和有關(guān)的函數(shù)形式,結(jié)合對(duì)勾函數(shù)的單調(diào)性以及的取值范圍,可求解出的最小值.【詳解】設(shè)即的圓心為,所以圓心坐標(biāo)為,半徑為,如圖所示:因?yàn)椋?,所以,設(shè),所以,取等號(hào)時(shí),又由對(duì)勾函數(shù)單調(diào)性可知其在上單調(diào)遞增,所以,故選:A.【提分秘籍】基本規(guī)律圓切線求向量,屬于有難度的題型,借助于定(動(dòng))點(diǎn)、切點(diǎn)和圓心所構(gòu)成的直角三角形來轉(zhuǎn)化求解。涉及到長度,夾角等較多因素。【變式訓(xùn)練】1.已知圓,,過圓上一點(diǎn)P作圓的兩條切線,切點(diǎn)分別是E、F,則的最小值是A.6 B.5 C.4 D.3【答案】A【分析】本題首先可以通過圓的方程得出圓的圓心軌跡,然后畫出圓的圓心軌跡圖像以及圓的圖像,通過圖像可以得出線段的取值范圍以及的解析式,最后通過函數(shù)性質(zhì)即可得出結(jié)果.【詳解】由可得:圓的圓心在圓的圓周上運(yùn)動(dòng),設(shè),則,由圖可知:,,由在上為增函數(shù)可知,當(dāng)時(shí),取最小值6,故選A.2.過點(diǎn)作圓C:的切線,切點(diǎn)分別為A,B,則的最小值為A. B. C. D.【答案】C【詳解】圓C:的圓心坐標(biāo)為,半徑為1,∴,∴,,∴,∴,設(shè),則,則,∴恒成立,∴在單調(diào)遞增,∴,∴的最小值為故選C.3.過點(diǎn)P向圓C:作切線,切點(diǎn)分別為A,B.則的最小值為(

)A. B.6 C. D.【答案】B【分析】將圓的方程配成標(biāo)準(zhǔn)式,畫出草圖,設(shè),則,又,所以,利用平面直角坐標(biāo)系下任意兩點(diǎn)的距離公式及二次函數(shù)的性質(zhì)得到,再根據(jù)對(duì)勾函數(shù)的性質(zhì)計(jì)算可得;【詳解】解:圓C:,即圓C:,圓心為,半徑如圖,設(shè),由對(duì)稱性且,所以因?yàn)?,所以因?yàn)?,所以令,則,所以,因?yàn)楹瘮?shù)在上單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減,因?yàn)?,所以故選:B【題型十四】切線轉(zhuǎn)化綜合【典例分析】已知圓,直線,若直線上存在點(diǎn),過點(diǎn)引圓的兩條切線,使得,則實(shí)數(shù)的取值范圍是A. B.[,]C. D.)【答案】D【分析】由題意結(jié)合幾何性質(zhì)可知點(diǎn)P的軌跡方程為,則原問題轉(zhuǎn)化為圓心到直線的距離小于等于半徑,據(jù)此求解關(guān)于k的不等式即可求得實(shí)數(shù)k的取值范圍.【詳解】圓C(2,0),半徑r=,設(shè)P(x,y),因?yàn)閮汕芯€,如下圖,PA⊥PB,由切線性質(zhì)定理,知:PA⊥AC,PB⊥BC,PA=PB,所以,四邊形PACB為正方形,所以,|PC|=2,則:,即點(diǎn)P的軌跡是以(2,0)為圓心,2為半徑的圓.直線過定點(diǎn)(0,-2),直線方程即,只要直線與P點(diǎn)的軌跡(圓)有交點(diǎn)即可,即大圓的圓心到直線的距離小于等于半徑,即:,解得:,即實(shí)數(shù)的取值范圍是).本題選擇D選項(xiàng).【變式訓(xùn)練】1.已知點(diǎn)P是直線l:上的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P引圓C:的兩條切線PM,PN,M,N為切點(diǎn),當(dāng)?shù)淖畲笾禐闀r(shí),則r的值為A.4 B.3 C.2 D.1【答案】D【分析】結(jié)合題意,找出該角取最大值的時(shí)候PC的長度,建立方程,計(jì)算結(jié)果,即可.【詳解】結(jié)合題意,繪制圖像,可知當(dāng)取到最大值的時(shí)候,則也取到最大值,而,當(dāng)PC取到最小值的時(shí)候,取到最大值,故PC的最小值為點(diǎn)C到該直線的最短距離,故,故,解得,故選D.2.在平面直角坐標(biāo)系中,已知圓:,若直線:上有且只有一個(gè)點(diǎn)滿足:過點(diǎn)作圓C的兩條切線PM,PN,切點(diǎn)分別為M,N,且使得四邊形PMCN為正方形,則正實(shí)數(shù)m的值為(

)A.1 B. C.3 D.7【答案】C【解析】根據(jù)四邊形PMCN為正方形可得,轉(zhuǎn)化為圓心到直線的距離為可求得結(jié)果.【詳解】由可知圓心,半徑為,因?yàn)樗倪呅蜳MCN為正方形,且邊長為圓的半徑,所以,所以直線:上有且只有一個(gè)點(diǎn),使得,即,所以圓心到直線的距離為,所以,解得或(舍).故選:C3.在平面直角坐標(biāo)系中,已知圓,,動(dòng)點(diǎn)在直線上,過點(diǎn)分別作圓的切線,切點(diǎn)分別為,若滿足的點(diǎn)有且只有兩個(gè),則實(shí)數(shù)的取值范圍是________.【答案】.【分析】設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),將原問題轉(zhuǎn)化為直線與圓相交的問題,求解關(guān)于b的不等式即可求得實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】由題意O(0,0),O1(4,0).設(shè)P(x,y),則∵PB=2PA,,∴(x?4)2+y2=4(x2+y2),∴x2+y2+=0,圓心坐標(biāo)為,半徑為,∵動(dòng)點(diǎn)P在直線x+y?b=0上,滿足PB=2PA的點(diǎn)P有且只有兩個(gè),∴直線與圓x2+y2+=0相交,∴圓心到直線的距離,∴,即實(shí)數(shù)的取值范圍是.分階培優(yōu)練分階培優(yōu)練培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過關(guān)練1.若x,y滿足,則的最小值是(

)A.5 B. C. D.無法確定【答案】C【分析】由為圓上的點(diǎn)與原點(diǎn)距離的平方,結(jié)合圓的性質(zhì)即得.【詳解】由,可得,表示以為圓心,以為半徑的圓,設(shè)原點(diǎn),,則(為圓上的點(diǎn)與原點(diǎn)距離的平方)的最小值是.故選:C.2.過點(diǎn)的直線與圓:交于,兩點(diǎn),當(dāng)弦取最大值時(shí),直線的方程為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】要使過點(diǎn)的直線被圓所截得的弦取最大值時(shí),則直線過圓心,然后根據(jù)直線的兩點(diǎn)式方程寫出答案即可【詳解】圓:化為所以圓心坐標(biāo)要使過點(diǎn)的直線被圓所截得的弦取最大值時(shí),則直線過圓心由直線方程的兩點(diǎn)式得:,即故選:A3.若兩定點(diǎn),,動(dòng)點(diǎn)M滿足,則動(dòng)點(diǎn)M的軌跡圍成區(qū)域的面積為(

).A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)給定條件求出動(dòng)點(diǎn)M的軌跡方程,再確定軌跡即可計(jì)算作答.【詳解】設(shè),依題意,,化簡(jiǎn)整理得:,因此,動(dòng)點(diǎn)M的軌跡是以原點(diǎn)為圓心,2為半徑的圓,所以動(dòng)點(diǎn)M的軌跡圍成區(qū)域的面積為.故選:D4.唐代詩人李頎的詩《古從軍行》開頭兩句說:“白日登山望烽火,黃昏飲馬傍交河.”詩中隱含著一個(gè)有趣的數(shù)學(xué)問題——“將軍飲馬”,即將軍在觀望烽火之后從山腳下某處出發(fā),先到河邊飲馬后再回軍營,怎樣走才能使總路程最短?在平面直角坐標(biāo)系中,設(shè)軍營所在區(qū)域?yàn)?,若將軍從點(diǎn)處出發(fā),河岸線所在直線方程為,并假定將軍只要到達(dá)軍營所在區(qū)域即回到軍營,則“將軍飲馬”的最短總路程為___________.【答案】##【分析】先求出點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn),點(diǎn)到圓心的距離減去半徑即為最短.【詳解】設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn),則的中點(diǎn)為,,故解得,由知軍營所在區(qū)域中心為,要使從點(diǎn)到軍營總路程最短,即為點(diǎn)到軍營最短的距離為,“將軍飲馬”的最短總路程為,故答案為:5.在平面直角坐標(biāo)系中,給定兩點(diǎn),,點(diǎn)在軸的正半軸上移動(dòng),當(dāng)取最大值時(shí),點(diǎn)的橫坐標(biāo)為(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】由平面幾何知識(shí)可知,當(dāng)過、兩點(diǎn)的圓與軸相切時(shí),切點(diǎn)即為所求點(diǎn),再由切割線定理可求得點(diǎn)的橫坐標(biāo).【詳解】當(dāng)過、兩點(diǎn)的圓與軸相切時(shí),切點(diǎn)即為所求點(diǎn).易得過、兩點(diǎn)的直線方程為,其與軸交點(diǎn)為,易得,,由切割線定理得,所以,進(jìn)而可得,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為3.故選:C.6.一束光線,從點(diǎn)出發(fā),經(jīng)軸反射到圓上的最短路徑的長度是(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】作點(diǎn)關(guān)于軸對(duì)稱點(diǎn),連接交軸于點(diǎn),交圓于點(diǎn),根據(jù)三角形三邊關(guān)系可確定為所求的最短距離,由可求得結(jié)果.【詳解】由圓的方程可得:圓心坐標(biāo),半徑,設(shè)點(diǎn)關(guān)于軸對(duì)稱點(diǎn)為,則,連接交軸于點(diǎn),交圓于點(diǎn),則為所求的最短距離,證明如下:任取軸上一點(diǎn),則(當(dāng)且僅當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí)取等號(hào)),,即最短路徑的長度為.故選:A.7.已知從點(diǎn)發(fā)出的一束光線,經(jīng)x軸反射后,反射光線恰好平分圓:的圓周,則反射光線所在的直線方程為(

)A. B.C. D.【答案】A【分析】根據(jù)反射性質(zhì),結(jié)合圓的性質(zhì)、直線斜率公式進(jìn)行求解即可.【詳解】設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,圓的圓心坐標(biāo)為,設(shè)是x軸上一點(diǎn),因?yàn)榉瓷涔饩€恰好平分圓的圓周,所以反射光線經(jīng)過點(diǎn),由反射的性質(zhì)可知:,于是,所以反射光線所在的直線方程為:,故選:A8.過點(diǎn)D(1,-2)作圓C:(x-1)2+y2=1的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,則弦AB所在直線的方程為(

)A.2y-1=0 B.2y+1=0C.x+2y-1=0 D.x-2y+1=0【答案】B【分析】由題設(shè)寫出CD為直徑的圓的方程,將其與圓C作差即可得弦AB所在直線的方程.【詳解】由圓C:(x-1)2+y2=1知:其圓心為C(1,0),半徑為1.連接CD,以線段CD為直徑的圓的方程為(x-1)(x-1)+(y+2)(y-0)=0,整理得(x-1)2+(y+1)2=1.將兩圓的方程相減,可得公共弦AB所在直線的方程為2y+1=0.故選:B.9.已知圓:,點(diǎn)為直線上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)向圓引兩條切線?,?為切點(diǎn),則直線過定點(diǎn)(

)A. B. C. D.【答案】B【解析】設(shè)點(diǎn)坐標(biāo),由切線性質(zhì)得四點(diǎn)共圓,是其直徑,可得圓方程,是此圓與圓的公共弦,因此只要兩圓方程相減可得直線方程,由方程可得定點(diǎn)坐標(biāo).【詳解】由題意,設(shè),則以為直徑的圓方程為,即,由得,這就是直線的方程,直線方程整理為,由,得,所以直線過定點(diǎn).10.若圓上總存在兩點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱,則過圓外一點(diǎn)向圓所作的切線長的最小值是(

)A. B.2 C.3 D.4【答案】D【分析】依題意可知?jiǎng)狱c(diǎn)在直線:上移動(dòng),當(dāng)與直線垂直時(shí),最小,從而切線長最小.由點(diǎn)到直線距離公式求得的最小值,進(jìn)而可得結(jié)果.【詳解】圓:,圓心為,半徑.依題意知,直線過圓心,所以,即動(dòng)點(diǎn)在直線:上移動(dòng).所以,當(dāng)與直線垂直時(shí),最小,從而切線長最小,.此時(shí),切線長的最小值為.故選:D.11.已知直線:與圓:()相離,過直線上的動(dòng)點(diǎn)做圓的一條切線,切點(diǎn)為,若面積的最小值是,則(

)A.1 B. C.1或 D.2【答案】C【分析】求出圓心到直線的距離,即可得切線長的最小值,從而得面積最小值,由此可得半徑.【詳解】因?yàn)?,所以,?dāng)最小時(shí),最?。淖钚≈禐?,所以,解得或,又直線與圓相離,所以,所以或.故選:C.12.若為直線上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),從點(diǎn)引圓的兩條切線,(切點(diǎn)為,),則線段的長度的取值范圍是(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】首先設(shè)圓,圓心,,根據(jù)題意得到當(dāng)最小時(shí),最小,利用余弦定理即可得到,再根據(jù)點(diǎn)在直線無限遠(yuǎn)取值時(shí),,直徑,即可得到答案.【詳解】設(shè)圓,,圓心,,要使的長度最小,則最小,即最小.因?yàn)?,所以?dāng)最小時(shí),最小.又因?yàn)?,所以?dāng)最小時(shí),最小.因?yàn)?,所以?則.當(dāng)點(diǎn)在直線無限遠(yuǎn)取值時(shí),,直徑,所以.故選:C13.已知圓的圓心為為直線上的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)作圓的切線,切點(diǎn)為,則的最小值為___________.【答案】16【分析】先求得圓心到直線的距離,由轉(zhuǎn)化為,從而得出結(jié)論.【詳解】解:圓心到直線的距離為因?yàn)?,所以?dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,故的最小值為16.14.已知點(diǎn)是直線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)作圓的兩條切線,,其中,為切點(diǎn),若的最大值為120°,則的值為(

)A. B. C.4 D.6【答案】B【分析】由切線得四邊形的性質(zhì),要使得最大,則最小,的最小值即為圓心到直線的距離,再由已知角的大小可求得.【詳解】由題意,,,所以最大時(shí),最小.由題意知,又,所以,.故選:B.培優(yōu)第二階——能力提升練1.已知圓,點(diǎn),分別是圓,圓上的動(dòng)點(diǎn),為軸上的動(dòng)點(diǎn),則的最大值是(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】先利用圓的方程求出圓心坐標(biāo)和半徑,利用對(duì)稱性和三點(diǎn)共線求最值的方法即可得出結(jié)果.【詳解】解:由題意可知,圓的圓心,半徑為,圓的圓心,半徑為,要使得取最大值,需的值最大,的值最小.其中的最大值為,的最小值為則的最大值為點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn),,所以的最大值為.故選:C2.直線分別與x軸,y軸交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P在圓上,則面積的取值范圍為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】底邊為定值,求出點(diǎn)P到距離的范圍即可求出面積的取值范圍.【詳解】圓心到直線距離,所以點(diǎn)P到距離即高的范圍,又可求得,所以面積的取值范圍為.故選:A.3.阿波羅尼斯約公元前年證明過這樣一個(gè)命題:平面內(nèi)到兩定點(diǎn)距離之比為常數(shù)且的點(diǎn)的軌跡是圓.后人將這個(gè)圓稱為阿氏圓.若平面內(nèi)兩定點(diǎn)A,B間的距離為2,動(dòng)點(diǎn)P與A,B距離之比滿足:,當(dāng)P、A、B三點(diǎn)不共線時(shí),面積的最大值是(

)A. B.2 C. D.【答案】C【分析】根據(jù)給定條件建立平面直角坐標(biāo)系,求出點(diǎn)P的軌跡方程,探求點(diǎn)P與直線AB的最大距離即可計(jì)算作答.【詳解】依題意,以線段AB的中點(diǎn)為原點(diǎn),直線AB為x軸建立平面直角坐標(biāo)系,如圖,則,,設(shè),因,則,化簡(jiǎn)整理得:,因此,點(diǎn)P的軌跡是以點(diǎn)為圓心,為半徑的圓,點(diǎn)P不在x軸上時(shí),與點(diǎn)A,B可構(gòu)成三角形,當(dāng)點(diǎn)P到直線(軸)的距離最大時(shí),的面積最大,顯然,點(diǎn)P到軸的最大距離為,此時(shí),,所以面積的最大值是.故選:C4.在平面直角坐標(biāo)系中,和是圓上的兩點(diǎn),且,點(diǎn),則的取值范圍是()A. B.C. D.【答案】A【解析】取中點(diǎn)為,延長至,使得,求出,根據(jù)已知求出的軌跡是以為圓心,為半徑的圓,再利用數(shù)形結(jié)合求出的取值范圍.【詳解】,取中點(diǎn)為,,且,延長至,使得,所以,因?yàn)?,所以的軌跡是以為圓心,為半徑的圓,因?yàn)?,所?故選:A5.已知是圓的一條弦,且,是的中點(diǎn),當(dāng)弦在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),直線上存在兩點(diǎn),使得恒成立,則線段長度的最小值是(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)已知條件先確定出點(diǎn)的軌跡方程,然后將問題轉(zhuǎn)化為“以為直徑的圓要包括圓”,由此利用圓心到直線的距離結(jié)合點(diǎn)的軌跡所表示圓的半徑可求解出的最小值.【詳解】由題可知:,圓心,半徑,又,是的中點(diǎn),所以,所以點(diǎn)的軌跡方程,圓心為點(diǎn),半徑為,若直線上存在兩點(diǎn),使得恒成立,則以為直徑的圓要包括圓,點(diǎn)到直線的距離為,所以長度的最小值為,故選:B.6.已知點(diǎn),Q為圓上一點(diǎn),點(diǎn)S在x軸上,則的最小值為(

)A.7 B.8 C.9 D.10【答案】C【分析】本題目是數(shù)形結(jié)合的題目,根據(jù)兩點(diǎn)之間線段最短的原則,可以將轉(zhuǎn)換為,連接,找到點(diǎn)的位置,從而求出線段和的最小值【詳解】將圓方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程為:,如下圖所示:作點(diǎn)關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn),連接與圓相交于點(diǎn),與x軸相交于點(diǎn),此時(shí),的值最小,且,由圓的標(biāo)準(zhǔn)方程得:點(diǎn)坐標(biāo)為,半徑,所以,,所以最小值為9故選:C7.已知圓,從點(diǎn)發(fā)出的光線,經(jīng)直線反射后,恰好經(jīng)過圓心,則入射光線的斜率為(

)A. B. C. D.4【答案】A【解析】化圓的方程為標(biāo)準(zhǔn)方程,求得圓心坐標(biāo)與半徑,由關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)在入射光線上,由兩點(diǎn)求斜率公式求解.【詳解】解:由,得,圓心為,由已知,反射光線經(jīng)過,故點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)在入射光線上.且光源,入射光線的斜率.故選:.8.已知圓О的方程為,過圓О外一點(diǎn)作圓O的兩條切線PA,PB,切點(diǎn)分別為A,B,則直線AB的方程為(

)A. B.C. D.【答案】B【分析】根據(jù)平面幾何知識(shí)可知點(diǎn)O,A,P,B在以O(shè)P為直徑的圓上,求出該圓的方程,再將兩圓的方程相減,即可得到直線AB的方程.【詳解】由題意知點(diǎn)O,A,P,B在以O(shè)P為直徑的圓上,易求該圓的方程為,AB為圓與圓的公共弦,將這兩圓的方程相減,得,即AB的方程為.故選:B.9.已知圓的圓心為原點(diǎn),且與直線相切.點(diǎn)在直線上,過點(diǎn)引圓的兩條切線,,切點(diǎn)分別為,,如圖所示,則直線恒過定點(diǎn)的坐標(biāo)為A. B. C. D.【答案】A【分析】由圓的圓心為原點(diǎn)且與直線相切即得圓的方程,又,是它的切線,可知,一定在以為直徑為圓心的圓上,即為兩圓的公共弦,即可求出直線的方程,進(jìn)而找到定點(diǎn)【詳解】依題意知,圓的半徑且圓心為∴圓的方程為∵,是圓的兩條切線?!?,,即,在以為直徑的圓上若設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,,則線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為∴以為直徑的圓的方程為,,化簡(jiǎn)得,∵為兩圓的公共弦?!嘀本€的方程為,,即∴直線恒過定點(diǎn)。故選:A10.已知直線是圓的對(duì)稱軸,過點(diǎn)作圓C的一條切線,切點(diǎn)為B,則等于(

)A.4 B. C. D.3【答案】A【分析】根據(jù)直線是圓的對(duì)稱軸,則圓心在直線l上,求得,由過點(diǎn)作圓C的一條切線,切點(diǎn)為B,利用勾股定理即可求得.【詳解】由方程得,圓心為,因?yàn)橹本€l是圓C的對(duì)稱軸,所以圓心在直線l上,所以,所以A點(diǎn)坐標(biāo)為,則,所以.故選:A.11.已知點(diǎn)是直線上一動(dòng)點(diǎn),是圓的兩條切線,是切點(diǎn)若四邊形的最小面積是,則的值為(

)A. B. C. D.【答案】D【分析】四邊形面積最小時(shí),即是最小,也就是取最小值,為點(diǎn)到直線的距離,從而得出結(jié)果.【詳解】解:由題意得,圓的方程為:,圓心半徑,直線過定點(diǎn),,面積最小時(shí),即是最小,也就是取最小值,為點(diǎn)到直線的距離.此時(shí),,解得故選D.12.過x軸正半軸上一作圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,若,則的最小值為(

)A.1 B. C.2 D.3【答案】A【分析】連接交于點(diǎn),先判斷出最小時(shí),最大,最小,再由勾股定理求出,進(jìn)而求得的最小值.【詳解】如圖,連接交于點(diǎn),易得,,由,最小時(shí),最大,又,可得,即,最大時(shí),最小,最小;又,則,故的最小值為1.故選:A.13.已知圓,圓,過圓M上任意一點(diǎn)P作圓C的兩條切線,切點(diǎn)分別為,則的最小值是A. B.3 C. D.【答案】D【分析】?jī)蓤A的圓心距為5,大于兩圓的半徑之和,可以知道兩圓相離,結(jié)合下圖(見解析)的最小值是的值,求出即可.【詳解】由題意,圓的圓心為(1,0),半徑為1,圓的圓心(,),半徑為2,所以,而,所以兩圓相離.,要使取得最小值,需要和越小,且越大才能取到,設(shè)直線和圓交于兩點(diǎn)(如下圖).則的最小值是.=,,則.所以.故選D.14.已知圓:,直線:,若在直線上任取一點(diǎn)作圓的切線,,切點(diǎn)分別為,,則最小時(shí),原點(diǎn)到直線的距離為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】將最小轉(zhuǎn)化為,根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式可求得結(jié)果.【詳解】由得,所以圓心,半徑,在中,,當(dāng)最小時(shí),最小,最大,最小,此時(shí),的最小值為圓心到直線的距離:,此時(shí),,因?yàn)?,所以,所以圓心到直線的距離為,所以兩平行直線與之間的距離為,因?yàn)樵c(diǎn)到直線的距離為,所以原點(diǎn)到直線的距離為.故選:A培優(yōu)第三階——培優(yōu)拔尖練1.已知點(diǎn),分別為圓:,:上的動(dòng)點(diǎn),為軸上一點(diǎn),則的最小值(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)題意,求出關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn),結(jié)合,以及兩點(diǎn)之間線段最短,即可求解.【詳解】根據(jù)題意,易知,因?yàn)殛P(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為,所以,因此的最小值為,當(dāng)且僅當(dāng)為直線與x的交點(diǎn)時(shí)取等號(hào).故選:B.2.已知直線與x軸和y軸分別交于A、B兩點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)P在以點(diǎn)A為圓心,2為半徑的圓上,當(dāng)最大時(shí),△APB的面積為(

)A. B.1 C.2 D.【答案】C【分析】先求圓A的方程,當(dāng)最大時(shí),直線PB是圓的切線,結(jié)合切線方程即可求出結(jié)果.【詳解】由已知,圓A的方程為,當(dāng)最大時(shí),此時(shí)直線PB是圓的切線,即直線PB的方程為:或,當(dāng)直線PA的方程為時(shí),△APB的面積為,當(dāng)直線PA的方程為時(shí),△APB的面積為,故選:C.3.古希臘著名數(shù)學(xué)家阿波羅尼斯發(fā)現(xiàn):平面內(nèi)到兩個(gè)定點(diǎn)的距離之比為定值的點(diǎn)的軌跡是圓,此圓被稱為“阿波羅尼斯圓”.在平面直角坐標(biāo)系中,,點(diǎn)滿足.設(shè)點(diǎn)的軌跡為,則下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.軌跡的方程為B.在軸上存在異于的兩點(diǎn),使得C.在上存在點(diǎn),使得D.當(dāng)三點(diǎn)不共線時(shí),射線是的角平分線【答案】C【分析】根據(jù)題意,設(shè)點(diǎn)坐標(biāo),結(jié)合兩點(diǎn)之間的距離公式以及角平分線的性質(zhì),一一判斷即可.【詳解】對(duì)于選項(xiàng)A,設(shè),由,得,化簡(jiǎn)得,因此A正確;對(duì)于選項(xiàng)B,假設(shè)在軸上存在異于的兩點(diǎn),使得,設(shè),,則,化簡(jiǎn)得,因?yàn)?,所以,因此,解得或(舍),即在軸上存在異于的兩點(diǎn),使得,故B正確;對(duì)于選項(xiàng)C,若在上存在點(diǎn),使得,設(shè),則,化簡(jiǎn)得,與聯(lián)立,方程組無解,故在上不存在點(diǎn),使得,因此C錯(cuò);對(duì)于選項(xiàng)D,當(dāng),,三點(diǎn)不共線時(shí),,可知射線是的角平分線,故D正確.故選:C.4.阿波羅尼斯是古希臘著名數(shù)學(xué)家,與歐幾里得、阿基米德并稱為亞歷山大時(shí)期數(shù)學(xué)三巨匠,他對(duì)圓錐曲線有深刻而系統(tǒng)的研究,主要研究成果集

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