(人教A版)選擇性必修一高二數(shù)學(xué)上冊(cè)期末復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練05 直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系高頻考點(diǎn)(含答案)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

第頁(yè)參考答案:1.A【分析】根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式即可求解.【詳解】由可知,圓心到直線的距離為,根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式可得故選:A【點(diǎn)睛】2.C【分析】首先求出直線過定點(diǎn)坐標(biāo),當(dāng)圓被直線截得的弦最短時(shí),圓心到弦的距離最大,此時(shí)圓心與定點(diǎn)的連線垂直于弦,求出弦心距,利用勾股定理求出結(jié)果即可.【詳解】解:圓的圓心為,半徑,又直線,直線恒過定點(diǎn),當(dāng)圓被直線截得的弦最短時(shí),圓心與定點(diǎn)的連線垂直于弦,此時(shí)弦心距為.所截得的最短弦長(zhǎng):.故選:C.3.B【分析】由題可知兩圓外切,然后利用兩點(diǎn)間的距離公式即得.【詳解】由題可知兩圓外切,又圓的圓心為,半徑為1,圓的圓心為,半徑為4,,∴,又,∴.故選:B.4.A【分析】根據(jù)直線與圓相切的幾何性質(zhì)可知,當(dāng)取得最小值時(shí),最大,的值最小,當(dāng)時(shí),取得最小值,進(jìn)而可求此時(shí)【詳解】圓是以為圓心,2為半徑的圓,由題可知,當(dāng)最小時(shí),的值最小.,當(dāng)取得最小值時(shí),最大,最小,點(diǎn)到直線的距離,故當(dāng)時(shí),最大,且最大值為,此時(shí),則.故選:A5.C【分析】將看作時(shí)圓上的點(diǎn)到點(diǎn)的直線的斜率的最小值即可求解.【詳解】看作圓上的點(diǎn)到點(diǎn)的直線的斜率的相反數(shù).當(dāng)經(jīng)過點(diǎn)的直線與上半圓相切時(shí),切線斜率最小,設(shè)切線方程為,所以圓心到切線的距離等于半徑,故,解得故當(dāng)時(shí),切線斜率最小,此時(shí)最大,最大值為,故選:C6.C【分析】根據(jù)圓的對(duì)稱性,結(jié)合圓的切線性質(zhì)、兩點(diǎn)間距離公式、勾股定理進(jìn)行求解即可.【詳解】由圓,可知該圓的圓心坐標(biāo)為,半徑為,因?yàn)橹本€是圓的一條對(duì)稱軸,所以圓心在直線上,所以有,因?yàn)檫^點(diǎn)向圓作切線,切點(diǎn)為,所以所以,故選:C7.C【分析】圓的方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程,求出圓心與半徑;由弦長(zhǎng),利用勾股定理,即可求出實(shí)數(shù)k的值.【詳解】圓,可化為,∴圓心C的坐標(biāo),半徑為∴圓心到直線的距離為,又圓心到直線的距離∴,解得(舍去)或故選:C8.D【分析】根據(jù)題意,圓:的面積被直線平分,即直線經(jīng)過圓的圓心,由此求出兩圓的圓心和半徑,然后判斷兩個(gè)圓的位置關(guān)系即可.【詳解】根據(jù)題意,圓:,即,其圓心為,半徑,圓:的面積被直線平分,即直線經(jīng)過圓的圓心,則有1?m+1=0,解可得m=2,即所以圓的圓心(1,?1),半徑為1,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是,圓心(?2,3),半徑為4,其圓心距,所以兩個(gè)圓外切,故選:D.9.D【分析】根據(jù)兩圓內(nèi)切或外切可得圓心距,從而可求實(shí)數(shù)a.【詳解】圓:的圓心為,圓:的圓心為,,因?yàn)閳A與圓有且僅有一個(gè)公共點(diǎn),故圓與圓相內(nèi)切或外切,故或,從而或,所以或,解得:或所以實(shí)數(shù)a等于34或14故選:D10.B【分析】由題意可知直線過定點(diǎn),且定點(diǎn)在圓C上或圓C內(nèi),即可求解【詳解】由直線可化為,則直線l過定點(diǎn),因?yàn)橹本€l:與圓C:有公共點(diǎn),所以定點(diǎn)在圓C上或圓C內(nèi),可得,解得,故選:B11.D【分析】由圓心到直線的距離為得出.【詳解】設(shè)圓的半徑為,由可得,因?yàn)槭钦切?,所以點(diǎn)到直線的距離為即,兩邊平方得,故選:D12.C【分析】?jī)蓤A方程相減求出直線AB的方程,進(jìn)而根據(jù)弦長(zhǎng)求得,即可判斷A、B選項(xiàng);由圓的性質(zhì)可知直線垂直平分線段,進(jìn)而可得到直線的距離,從而可求出AB中點(diǎn)的軌跡方程,因此可判斷C、D選項(xiàng);【詳解】?jī)蓤A方程相減可得直線AB的方程為,即,因?yàn)閳A的圓心為,半徑為1,且公共弦AB的長(zhǎng)為1,則到直線的距離為,所以,解得,故A、B錯(cuò)誤;由圓的性質(zhì)可知直線垂直平分線段,所以到直線的距離即為AB中點(diǎn)與點(diǎn)的距離,設(shè)AB中點(diǎn)坐標(biāo)為,因此,即,故C正確,D錯(cuò)誤;故選:C13.B【分析】由條件求出參數(shù),再根據(jù)切線的性質(zhì).【詳解】圓的圓心為,半徑為,因?yàn)橹本€平分圓的周長(zhǎng),所以直線經(jīng)過,所以,故,由已知,,,圓的半徑為3,所以,故選:B.14.D【分析】求出直線所過的定點(diǎn),確定何種位置時(shí),弦的長(zhǎng)最短,即可求得答案.【詳解】直線y=kx-k+2=k(x-1)+2,所以直線恒過A(1,2),因?yàn)?,故該點(diǎn)在圓內(nèi),設(shè)圓心為B(2,1),由圓的幾何性質(zhì)知,當(dāng)直線y=kx-k+2與直線AB垂直時(shí),弦PQ最短,此時(shí),直線AB的斜率為,∴kPQ=1,∴弦PQ最短時(shí)所在的直線方程是y-2=x-1,即x-y+1=0,故選:D15.D【分析】首先分析得四邊形的面積最小時(shí),最小,利用圓心到直線的距離來(lái)求得的最小值,利用等面積法求得此時(shí)的長(zhǎng).【詳解】圓C化為,∴圓心為,半徑為4.若使四邊形的面積最小,則需使的面積最小,即最小,∴最小,即求C到直線l的距離,,此時(shí),,,∴.故選:D16.AD【分析】根據(jù)直線斜率公式,結(jié)合圓與圓的位置關(guān)系進(jìn)行求解即可.【詳解】圓的圓心為,半徑為,圓的圓心為,半徑為.兩個(gè)圓心所在的直線斜率為,所以本選項(xiàng)正確;因?yàn)椋?,所以兩圓相外切,故沒有相交弦,兩圓的公切線有三條,當(dāng)點(diǎn)P、點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)到切點(diǎn)時(shí),|PQ|的最小值為0,因此選項(xiàng)BC不正確,選項(xiàng)D正確,故選:AD17.BD【分析】根據(jù)直線與圓的位置關(guān)系可判斷.【詳解】由圓,可知其圓心坐標(biāo)為,半徑為,圓心到直線的距離,所以可知選項(xiàng)B,D正確,選項(xiàng)A,C錯(cuò)誤.故選:BD18.BCD【分析】由圓的方程可得圓心的坐標(biāo)及半徑,因?yàn)橹本€l過定點(diǎn),且點(diǎn)在圓E外,可得A不正確;當(dāng)時(shí)可得直線l過圓心,所以B正確;直線l與圓相切時(shí)可得,所以C正確,當(dāng)ME與直線l垂直時(shí),圓心到直線的距離最大,且為,判斷D正確.【詳解】由題意知直線過定點(diǎn),且點(diǎn)在圓外部,所以錯(cuò)誤;當(dāng)時(shí),的方程為,直線過圓心,截得的弦恰為直徑,故B正確;當(dāng)與圓相切時(shí),,解得,故C正確;當(dāng)與垂直時(shí),圓心到的距離取得最大值,其最大值為,故正確.故選:BCD.19.AD【分析】對(duì)A,根據(jù)定點(diǎn)的定義判斷即可;對(duì)B,判斷當(dāng)時(shí),直線是否經(jīng)過圓的圓心即可;對(duì)C,當(dāng)時(shí),可根據(jù)直線過圓心判斷;對(duì)D,根據(jù)直線過定點(diǎn),在圓內(nèi),故當(dāng)弦最短時(shí),與直線垂直判斷即可【詳解】對(duì)A,因?yàn)楫?dāng)時(shí),恒成立,故直線過定點(diǎn),故A正確;對(duì)B,當(dāng)時(shí),,圓的圓心為不滿足,故此時(shí)直線不過圓的圓心,故直線不平分圓,故B正確;對(duì)C,當(dāng)時(shí),經(jīng)過圓的圓心,故無(wú),故C錯(cuò)誤;對(duì)D,因?yàn)橹本€過定點(diǎn),,故在圓內(nèi),故當(dāng)弦最短時(shí),與直線垂直.因?yàn)闀r(shí),直線的斜率為,直線的斜率為1,故與直線垂直成立,故D正確;故選:AD20.CD【分析】依題意畫出草圖,直線的斜率存在,設(shè)斜率為,則直線,利用圓心到直線的距離小于半徑,即可求出的取值范圍,從而判斷A,再根據(jù)即可判斷B、C,設(shè),,聯(lián)立直線與圓的方程,消元、列出韋達(dá)定理,再根據(jù)數(shù)量積的坐標(biāo)表示計(jì)算即可判斷D;【詳解】解:依題意圓的圓心坐標(biāo)為,半徑,顯然直線的斜率存在,設(shè)斜率為,則直線,即,所以,解得,故A錯(cuò)誤;因?yàn)?,所以,故C正確;當(dāng)直線與圓相切時(shí),,又,所以不存在最小值,只存在最大值且,故B錯(cuò)誤;設(shè),,由與,消去整理得所以,,所以,故D正確;故選:CD21.BC【分析】?jī)芍本€互相垂直,分別過定點(diǎn),定點(diǎn),可得的軌跡方程為即可判斷選項(xiàng)A;判斷兩圓的位置關(guān)系可判斷選項(xiàng)B;由垂徑定理可得,則有的軌跡是以為圓心,半徑為1的圓,從而可得線段長(zhǎng)的最大值為兩圓心的距離加上兩圓的半徑即可判斷選項(xiàng)C;由數(shù)量積的運(yùn)算結(jié)合選項(xiàng)C即可判斷選項(xiàng)D.【詳解】解:因?yàn)橹本€與,滿足,所以兩直線互相垂直,又兩直線分別過定點(diǎn),定點(diǎn),所以是以為直徑的圓,圓的方程為,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;圓與圓的圓心距為,所以兩圓相離,則點(diǎn)在圓外,故選項(xiàng)B正確;因?yàn)?,為弦的中點(diǎn),所以,所以圓心到弦的距離為,所以弦中點(diǎn)的軌跡是以為圓心,半徑為1的圓,所以線段長(zhǎng)的最大值為兩圓心的距離加上兩圓的半徑,即,故選項(xiàng)C正確;,因?yàn)椋?,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.故選:BC.22.ABD【分析】A.由,得到,再利用點(diǎn)斜式寫出切線方程;B.由和兩式相減求解判斷;C.先求得點(diǎn)到直線的距離,再減去半徑即可;D.設(shè),得到,然后利用直線與圓相切求解判斷.【詳解】A.因?yàn)?,所以,則過點(diǎn)的切線為,即,故正確;B.由和兩式相減得,故正確;C.點(diǎn)到直線的距離,所以點(diǎn)到直線的距離的最小值為,故錯(cuò)誤;D.設(shè),則,所以,即,點(diǎn)到直線的距離等于半徑得:,解得或,則的最大值為,故正確;故選:ABD23.ABD【分析】求得公共弦所在直線方程判斷選項(xiàng)A;求得到直線距離的最大值判斷選項(xiàng)B;求得公共弦的長(zhǎng)判斷選項(xiàng)C;求得圓心到直線的距離進(jìn)而可判斷選項(xiàng)D.【詳解】圓的圓心,半徑選項(xiàng)A:由和兩式怍差得則公共弦所在直線方程為.判斷正確;選項(xiàng)B:圓心到直線的距離為則圓上動(dòng)點(diǎn)到直線距離的最大值為.判斷正確;選項(xiàng)C:公共弦的長(zhǎng).判斷錯(cuò)誤;選項(xiàng)D:圓心到直線的距離為又圓的半徑,則圓上存在三個(gè)點(diǎn)到直線的距離為.判斷正確.故選:ABD24.【分析】根據(jù)垂徑定理,結(jié)合點(diǎn)到直線的距離公式求解即可【詳解】由題意,圓,故圓心,半徑,故圓心到直線的距離為,故,即,解得,即故答案為:25.【分析】根據(jù)題意可求出圓心,由點(diǎn)在直線上,為圓的直徑,則可知線段的垂直平分線方程過點(diǎn)且斜率為,再利用點(diǎn)斜式即可寫出答案.【詳解】由題意知,線段的垂直平分線斜率為,因?yàn)閳A,所以圓心,因?yàn)閳A心在直線上.所以線段的垂直平分線過點(diǎn),所以線段的垂直平分線方程為,即.26.##3.5【分析】首先根據(jù)題中圓的標(biāo)準(zhǔn)方程求出圓的圓心與半徑,再根據(jù)兩圓相切求出的值.【詳解】解:圓的圓心為,半徑為,圓的圓心為,半徑為,所以兩圓的圓心距,又因?yàn)閮蓤A內(nèi)切,有,解得.故答案為:.27.【分析】?jī)蓤A方程相減可得公共弦所在直線方程,利用垂徑定理即可得解.【詳解】解:由題意所在的直線方程為:,即,因?yàn)閳A的圓心,半徑為,所以,圓心到直線的距離為1,所以.故答案為:28.【分析】設(shè)圓心為,半徑為寫出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,根據(jù)點(diǎn)在圓上及已知條件求m值,再應(yīng)用點(diǎn)線距離公式求圓心到直線距離.【詳解】設(shè)圓心為,半徑為,則,由題設(shè),且,當(dāng),,可得或;當(dāng),,方程無(wú)解;所以圓心為或,當(dāng)圓心為到的距離為;當(dāng)圓心為到的距離為;所以圓心到直線的距離為.故答案為:29.【分析】設(shè)點(diǎn),根據(jù)列式求解得動(dòng)點(diǎn)P的軌跡,再代入點(diǎn)到直線的距離公式列不等式即可求解.【詳解】設(shè)點(diǎn),則,即,所以動(dòng)點(diǎn)P的軌跡為以為圓心,為半徑的圓,要在圓上至少存在兩點(diǎn)到直線的距離等于,則需圓心到直線的距離,解得.故答案為:30.(1)(2)或【分析】(1)根據(jù)兩點(diǎn)間的距離公式求得半徑,再求標(biāo)準(zhǔn)方程即可;(2)由題知圓心到直線的距離為,再結(jié)合點(diǎn)到直線的距離公式求解即可.(1)解:因?yàn)閳A的圓心為,且過點(diǎn),所以半徑,所以,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(2)解:設(shè)圓心到直線的距離為,因?yàn)樗?,解得所以,由圓心到直線距離公式可得.解得或.31.(1)(2)或.【分析】(1)根據(jù)題意得到直線經(jīng)過點(diǎn)和圓的圓心,結(jié)合直線的點(diǎn)斜式方程,即可求解;(2)由,得到圓心C到直線的距離為,設(shè)直線的方程為,結(jié)合點(diǎn)到直線的距離公式列出方程,求得,即可求得直線的方程.(1)解:由題意,圓的圓心坐標(biāo)為,半徑為,因?yàn)橹本€過點(diǎn),且圓C上任意一點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)也在圓C上,可得直線經(jīng)過圓的圓心,所以直線斜率為,所以直線的方程為,即.(2)解:由及圓的半徑為,可得,則圓心C到直線的距離為,當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),直線的方程為,圓心到直線的距離為4,不符合題意設(shè)直線的斜率為,則直線的方程為,即,可得圓心C到直線的距離,解得,所以直線的方程為或.32.(1)(2),最大值為.【分析】(1)利用垂徑定理求出斜率,即可求出直線的方程;(2)利用幾何法表示出弦長(zhǎng)與d的關(guān)系,利用基本不等式求出的面積S的最大值.(1)圓化為標(biāo)準(zhǔn)方程為:.則.設(shè)所求的直線為m.由圓的幾何性質(zhì)可知:,所以,所以所求的直線為:,即.(2)設(shè)圓心C到直線l的距離為d,則,且,所以因?yàn)橹本€與圓C交于A,B兩點(diǎn),所以,解得:且.而的面積:因?yàn)樗裕ㄆ渲袝r(shí)等號(hào)成立).所以S的最大值為.33.(1)或(2)或【分析】(1)分類討論直線l的斜率存在與不存在,利用圓心到直線l的距離等于圓的半徑計(jì)算即可;(2)由題意知直線l的斜率一定存在,設(shè)直線方程,利用點(diǎn)到直線的距離公式和圓的垂徑定理計(jì)算即可.(1)由題意可知,圓C的圓心為,半徑,①當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),即l的方程為時(shí),此時(shí)直線與圓相切,符合題意;②當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)斜率為k,直線l的方程為,化為一般式:,若直線l與圓相切,則,即,解得,:,即l:,綜上,當(dāng)直線l與圓C相切時(shí),直線l的方程為或;(2)由題意可知,直線l的斜率一定存在,設(shè)斜率為k,直線l的方程為,即,設(shè)圓心到直線l的距離為d,則,由垂徑定理可得,,即,整理得,,解得或,則直線l的方程為或34.(1)外離;(2)﹒【分析】(1)判斷兩圓圓心距和兩圓半徑之和及半徑之差的關(guān)系即可判斷兩圓的位置關(guān)系;(2)根據(jù)圓的性質(zhì)可知,作關(guān)于(1,2)關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn),則,據(jù)此即可求得答案.(1)圓的圓心為(1,2),半徑為1,圓的圓心為(3,4),半徑為,∵,∴兩圓外離;(2),作(1,2)關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn),則當(dāng)、P、三點(diǎn)共線時(shí),所求最小值為.35.(1)條件選擇見解析,圓的方程為(2)的最小值為,相應(yīng)【分析】(1)選擇條件①或②或③,求得圓心和半徑,由此求得圓的方程.(2)首先求得直線過定點(diǎn),根據(jù)求得最短弦長(zhǎng)以及此時(shí)的值.(1)若選條件①,由題意知,圓心是方程的解,解得,所以,設(shè)半徑為,則.則圓的方程為:.若選條件②,設(shè)圓心,由題意知,所以.圓心,半徑為,所以圓的方程為:.若選條件③,設(shè)圓心,由題意知,即有,解得,圓心為,且半徑為,所以圓的方程為:.(2)由(1)圓的方程為:,圓心為,半徑.直線過定點(diǎn),要使弦長(zhǎng)最短,,,,,直線的斜率,也即直線的斜率為,所以.,

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