(人教A版)選擇性必修一高二數(shù)學(xué)上冊(cè)第二章 直線和圓的方程章末重點(diǎn)題型歸納(解析版)_第1頁(yè)
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第頁(yè)第二章直線和圓的方程章末重點(diǎn)題型歸納知識(shí)點(diǎn)1直線的傾斜角1.傾斜角的定義當(dāng)直線l與x軸相交時(shí),取x軸作為基準(zhǔn),x軸正向與直線l向上的方向之間所成的角α叫做直線l的傾斜角.如圖所示,直線l的傾斜角是∠APx,直線l′的傾斜角是∠BPx.2.傾斜角的范圍直線的傾斜角α的取值范圍是0°≤α<180°,并規(guī)定與x軸平行或重合的直線的傾斜角為0°.注:①每一條直線都有一個(gè)確定的傾斜角②已知直線上一點(diǎn)和該直線的傾斜角,可以唯一確定該直線知識(shí)點(diǎn)2直線的斜率1.斜率的定義一條直線的傾斜角α的正切值叫做這條直線的斜率.常用小寫(xiě)字母k表示,即k=tanα.2.斜率公式經(jīng)過(guò)兩點(diǎn)P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直線的斜率公式為k=eq\f(y2-y1,x2-x1).當(dāng)x1=x2時(shí),直線P1P2沒(méi)有斜率.知識(shí)點(diǎn)3斜率與傾斜角的聯(lián)系傾斜角(范圍)斜率(范圍)不存在知識(shí)點(diǎn)4兩條直線平行和垂直1.對(duì)于兩條不重合的直線l1,l2,其斜率分別為k1,k2,有l(wèi)1∥l2?k1=k2.注:(1)l1∥l2?k1=k2成立的前提條件是:①兩條直線的斜率都存在.②l1與l2不重合.(2)當(dāng)兩條直線不重合且斜率都不存在時(shí),與的傾斜角都是,則.(3)兩條不重合直線平行的判定的一般結(jié)論是:或,斜率都不存在.2.如果兩條直線都有斜率,且它們互相垂直,那么它們的斜率之積等于-1;反之,如果它們的斜率之積等于-1,那么它們互相垂直,即l1⊥l2?k1·k2=-1.注:(1)l1⊥l2?k1·k2=-1成立的前提條件是:①兩條直線的斜率都存在.②k1≠0且k2≠0.(2)兩條直線中,一條直線的斜率不存在,同時(shí)另一條直線的斜率等于零,則兩條直線垂直.(3)判定兩條直線垂直的一般結(jié)論為:或一條直線的斜率不存在,同時(shí)另一條直線的斜率等于零.3.利用直線的斜截式方程解決直線平行與垂直問(wèn)題的策略已知直線l1:y=k1x+b1與直線l2:y=k2x+b2,(1)若l1∥l2,則k1=k2,此時(shí)兩直線與y軸的交點(diǎn)不同,即b1≠b2;反之k1=k2,且b1≠b2時(shí),l1∥l2.所以有l(wèi)1∥l2?k1=k2,且b1≠b2.(2)若l1⊥l2,則k1·k2=-1;反之k1·k2=-1時(shí),l1⊥l2.所以有l(wèi)1⊥l2?k1·k2=-1.4.若已知含參數(shù)的兩條直線平行或垂直,求參數(shù)的值時(shí),要注意討論斜率是否存在,若是平行關(guān)系注意考慮b1≠b2這個(gè)條件.5.利用一般式解決直線平行與垂直問(wèn)題的策略直線l1:A1x+B1y+C1=0,直線l2:A2x+B2y+C2=0,(1)若l1∥l2?A1B2-A2B1=0且B1C2-B2C1≠0(或A1C2-A2C1≠0).(2)若l1⊥l2?A1A2+B1B2=0.6.與已知直線平行(垂直)的直線方程的求法(1)由已知直線求出斜率,再利用平行(垂直)的直線斜率之間的關(guān)系確定所求直線的斜率,由點(diǎn)斜式寫(xiě)方程.(2)①可利用如下待定系數(shù)法:與直線Ax+By+C=0(A,B不同時(shí)為0)平行的直線方程可設(shè)為Ax+By+C1=0(C1≠C),再由直線所過(guò)的點(diǎn)確定C1;②與直線Ax+By+C=0(A,B不同時(shí)為0)垂直的直線方程可設(shè)為Bx-Ay+C2=0,再由直線所過(guò)的點(diǎn)確定C2.知識(shí)點(diǎn)5直線的五種方程名稱(chēng)條件方程圖形適用范圍點(diǎn)斜式直線l過(guò)定點(diǎn)P(x0,y0),斜率為ky-y0=k(x-x0)不表示垂直于軸的直線斜截式直線l的斜率為k,且與y軸的交點(diǎn)為(0,b)(直線l與y軸的交點(diǎn)(0,b)的縱坐標(biāo)b叫做直線l在y軸上的截距)y=kx+b不表示垂直于軸的直線兩點(diǎn)式P1(x1,y1)和P2(x2,y2)其中x1≠x2,y1≠y2eq\f(y-y1,y2-y1)=eq\f(x-x1,x2-x1)不表示垂直于坐標(biāo)軸的直線截距式在x軸上截距a,在y軸上截距beq\f(x,a)+eq\f(y,b)=1不表示垂直于坐標(biāo)軸的直線及過(guò)原點(diǎn)的直線一般式A,B,C為系數(shù)Ax+By+C=0(A2+B2≠0)任何位置的直線知識(shí)點(diǎn)6兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo)1、已知兩條直線的方程是l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,設(shè)這兩條直線的交點(diǎn)為P,則點(diǎn)P既在直線l1上,也在直線l2上.所以點(diǎn)P的坐標(biāo)既滿足直線l1的方程A1x+B1y+C1=0,也滿足直線l2的方程A2x+B2y+C2=0,即點(diǎn)P的坐標(biāo)就是方程組eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(A1x+B1y+C1=0,,A2x+B2y+C2=0))的解.2、直線l1:A1x+B1y+C1=0和直線l2:A2x+B2y+C2=0的位置關(guān)系如表所示:方程組eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(A1x+B1y+C1=0,A2x+B2y+C2=0))的解一組無(wú)數(shù)組無(wú)解直線l1與l2的公共點(diǎn)個(gè)數(shù)一個(gè)無(wú)數(shù)個(gè)零個(gè)直線l1與l2的位置關(guān)系相交重合平行知識(shí)點(diǎn)7兩點(diǎn)間的距離公式1.公式:點(diǎn)P1(x1,y1),P2(x2,y2)間的距離公式|P1P2|=eq\r((x2-x1)2+(y2-y1)2).原點(diǎn)O(0,0)與任一點(diǎn)P(x,y)的距離|OP|=eq\r(x2+y2).2.文字?jǐn)⑹觯浩矫鎯?nèi)兩點(diǎn)的距離等于這兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)之差與縱坐標(biāo)之差的平方和的算術(shù)平方根.知識(shí)點(diǎn)8直線系過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題1.平行于直線Ax+By+C=0的直線系方程為Ax+By+λ=0(λ≠C).2.垂直于直線Ax+By+C=0的直線系方程為Bx-Ay+λ=0.3.過(guò)兩條已知直線A1x+B1y+C1=0,A2x+B2y+C2=0交點(diǎn)的直線系方程為A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(不包括直線A2x+B2y+C2=0).知識(shí)點(diǎn)9點(diǎn)到直線的距離與兩條平行線間的距離點(diǎn)到直線的距離兩條平行直線間的距離定義點(diǎn)到直線的垂線段的長(zhǎng)度夾在兩條平行直線間公垂線段的長(zhǎng)度公式點(diǎn)P0(x0,y0)到直線l:Ax+By+C=0的距離d=eq\f(|Ax0+By0+C|,\r(A2+B2))兩條平行直線l1:Ax+By+C1=0與l2:Ax+By+C2=0(C1≠C2)之間的距離d=eq\f(|C1-C2|,\r(A2+B2))知識(shí)點(diǎn)10圓的標(biāo)準(zhǔn)方程1.圓的定義:平面上到定點(diǎn)的距離等于定長(zhǎng)的點(diǎn)的集合叫做圓,定點(diǎn)稱(chēng)為圓心,定長(zhǎng)稱(chēng)為圓的半徑.2.圓的要素:是圓心和半徑,圓心確定圓的位置,半徑確定圓的大?。鐖D所示.3.圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:圓心為A(a,b),半徑長(zhǎng)為r的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是(x-a)2+(y-b)2=r2.當(dāng)a=b=0時(shí),方程為x2+y2=r2,表示以原點(diǎn)為圓心、半徑為r的圓.知識(shí)點(diǎn)11點(diǎn)與圓的位置關(guān)系(1)根據(jù)點(diǎn)到圓心的距離d與圓的半徑r的大小判斷:d>r?點(diǎn)在圓外;d=r?點(diǎn)在圓上;d<r?點(diǎn)在圓內(nèi).(2)根據(jù)點(diǎn)M(x0,y0)的坐標(biāo)與圓的方程(x-a)2+(y-b)2=r2的關(guān)系判斷:(x0-a)2+(y0-b)2>r2?點(diǎn)在圓外;(x0-a)2+(y0-b)2=r2?點(diǎn)在圓上;(x0-a)2+(y0-b)2<r2?點(diǎn)在圓內(nèi).知識(shí)點(diǎn)12圓的一般方程1.圓的一般方程的概念當(dāng)D2+E2-4F>0時(shí),二元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0叫做圓的一般方程.注:將方程x2+y2+Dx+Ey+F=0,配方可得eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(D,2)))2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(y+\f(E,2)))2=eq\f(D2+E2-4F,4),當(dāng)D2+E2-4F>0時(shí),方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圓.當(dāng)D2+E2-4F=0時(shí),方程x2+y2+Dx+Ey+F=0,表示一個(gè)點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(D,2),-\f(E,2))).2.圓的一般方程對(duì)應(yīng)的圓心和半徑圓的一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0)表示的圓的圓心為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(D,2),-\f(E,2))),半徑長(zhǎng)為eq\f(1,2)eq\r(D2+E2-4F).注:圓的一般方程表現(xiàn)出明顯的代數(shù)結(jié)構(gòu)形式,其方程是一種特殊的二元二次方程,圓心和半徑長(zhǎng)需要代數(shù)運(yùn)算才能得出,且圓的一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0(其中D,E,F(xiàn)為常數(shù))具有以下特點(diǎn):(1)x2,y2項(xiàng)的系數(shù)均為1;(2)沒(méi)有xy項(xiàng);(3)D2+E2-4F>0.3.常見(jiàn)圓的方程的設(shè)法標(biāo)準(zhǔn)方程的設(shè)法一般方程的設(shè)法圓心在原點(diǎn)x2+y2=r2x2+y2-r2=0過(guò)原點(diǎn)(x-a)2+(y-b)2=a2+b2x2+y2+Dx+Ey=0圓心在x軸上(x-a)2+y2=r2x2+y2+Dx+F=0圓心在y軸上x(chóng)2+(y-b)2=r2x2+y2+Ey+F=0與x軸相切(x-a)2+(y-b)2=b2x2+y2+Dx+Ey+eq\f(1,4)D2=0與y軸相切(x-a)2+(y-b)2=a2x2+y2+Dx+Ey+eq\f(1,4)E2=04.二元二次方程Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0表示圓,則eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(A=C≠0,,B=0,,D2+E2-4AF>0.))5.以A(x1,y1),B(x2,y2)為直徑端點(diǎn)的圓的方程為(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0.知識(shí)點(diǎn)13直線與圓的三種位置關(guān)系位置關(guān)系交點(diǎn)個(gè)數(shù)圖示相交有兩個(gè)公共點(diǎn)相切只有一個(gè)公共點(diǎn)相離沒(méi)有公共點(diǎn)注:直線與圓的位置關(guān)系及判斷位置關(guān)系相交相切相離判定方法幾何法:設(shè)圓心到直線的距離d=eq\f(|Aa+Bb+C|,\r(A2+B2))d<rd=rd>r代數(shù)法:由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Ax+By+C=0,,x-a2+y-b2=r2))消元得到一元二次方程的判別式ΔΔ>0Δ=0Δ<0知識(shí)點(diǎn)14直線與圓相交1.解決圓的弦長(zhǎng)問(wèn)題的方法幾何法(常用)如圖所示,設(shè)直線l被圓C截得的弦為AB,圓的半徑為r,圓心到直線的距離為d,則有關(guān)系式:|AB|=2eq\r(r2-d2)代數(shù)法若斜率為k的直線與圓相交于A(xA,yA),B(xB,yB)兩點(diǎn),則|AB|=eq\r(1+k2)·eq\r(xA+xB2-4xAxB)=eq\r(1+\f(1,k2))·|yA-yB|(其中k≠0).特別地,當(dāng)k=0時(shí),|AB|=|xA-xB|;當(dāng)斜率不存在時(shí),|AB|=|yA-yB|注:直線:;圓聯(lián)立消去“”得到關(guān)于“”的一元二次函數(shù),結(jié)合韋達(dá)定理可得到2.當(dāng)直線與圓相交時(shí),半徑、半弦、弦心距所構(gòu)成的直角三角形(如圖中的Rt△ADC),在解題時(shí)要注意把它和點(diǎn)到直線的距離公式結(jié)合起來(lái)使用.知識(shí)點(diǎn)15直線與圓相切1.求過(guò)某點(diǎn)的圓的切線問(wèn)題時(shí),應(yīng)首先確定點(diǎn)與圓的位置關(guān)系,再求切線方程.若點(diǎn)在圓上(即為切點(diǎn)),則過(guò)該點(diǎn)的切線只有一條;若點(diǎn)在圓外,則過(guò)該點(diǎn)的切線有兩條,此時(shí)應(yīng)注意切線斜率不存在的情況.(注:過(guò)圓內(nèi)一點(diǎn),不能作圓的切線)2.求過(guò)圓上的一點(diǎn)(x0,y0)的切線方程的方法先求切點(diǎn)與圓心連線的斜率k,若k不存在,則結(jié)合圖形可直接寫(xiě)出切線方程為y=y(tǒng)0;若k=0,則結(jié)合圖形可直接寫(xiě)出切線方程為x=x0;若k存在且k≠0,則由垂直關(guān)系知切線的斜率為-eq\f(1,k),由點(diǎn)斜式可寫(xiě)出切線方程.3.求過(guò)圓外一點(diǎn)(x0,y0)的圓的切線方程的方法幾何法當(dāng)斜率存在時(shí),設(shè)為k,則切線方程為y-y0=k(x-x0),即kx-y+y0-kx0=0.由圓心到直線的距離等于半徑,即可求出k的值,進(jìn)而寫(xiě)出切線方程代數(shù)法當(dāng)斜率存在時(shí),設(shè)為k,則切線方程為y-y0=k(x-x0),即y=kx-kx0+y0,代入圓的方程,得到一個(gè)關(guān)于x的一元二次方程,由Δ=0,求得k,切線方程即可求出4.圓的切線方程常用結(jié)論(1)過(guò)圓x2+y2=r2上一點(diǎn)P(x0,y0)的圓的切線方程為x0x+y0y=r2.(2)過(guò)圓(x-a)2+(y-b)2=r2上一點(diǎn)P(x0,y0)的圓的切線方程為(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2.(3)過(guò)圓x2+y2=r2外一點(diǎn)M(x0,y0)作圓的兩條切線,則兩切點(diǎn)所在直線方程為x0x+y0y=r2.5.切線長(zhǎng)公式記圓:;過(guò)圓外一點(diǎn)做圓的切線,切點(diǎn)為,利用勾股定理求;知識(shí)點(diǎn)16圓上點(diǎn)到直線的最大(小)距離設(shè)圓心到直線的距離為,圓的半徑為①當(dāng)直線與圓相離時(shí),圓上的點(diǎn)到直線的最大距離為,最小距離為;②當(dāng)直線與圓相切時(shí),圓上的點(diǎn)到直線的最大距離為,最小距離為;③當(dāng)直線與圓相交時(shí),圓上的點(diǎn)到直線的最大距離為,最小距離為;知識(shí)點(diǎn)17圓與圓的位置關(guān)系1.種類(lèi):圓與圓的位置關(guān)系有五種,分別為外離、外切、相交、內(nèi)切、內(nèi)含.2.判定方法(1)幾何法:若兩圓的半徑分別為r1,r2,兩圓連心線的長(zhǎng)為d,則兩圓的位置關(guān)系的判斷方法如下:位置關(guān)系外離外切相交內(nèi)切內(nèi)含圖示d與r1,r2的關(guān)系d>r1+r2d=r1+r2|r1-r2|<d<r1+r2d=|r1-r2|d<|r1-r2|(2)代數(shù)法:設(shè)兩圓的一般方程為C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0(Deq\o\al(2,1)+Eeq\o\al(2,1)-4F1>0),C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0(Deq\o\al(2,2)+Eeq\o\al(2,2)-4F2>0),聯(lián)立方程得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x2+y2+D1x+E1y+F1=0,,x2+y2+D2x+E2y+F2=0,))則方程組解的個(gè)數(shù)與兩圓的位置關(guān)系如下:方程組解的個(gè)數(shù)2組1組0組兩圓的公共點(diǎn)個(gè)數(shù)2個(gè)1個(gè)0個(gè)兩圓的位置關(guān)系相交內(nèi)切或外切外離或內(nèi)含注:(1)圓和圓相離,兩圓無(wú)公共點(diǎn),它包括外離和內(nèi)含;(2)圓和圓相交,兩圓有兩個(gè)公共點(diǎn);(3)圓和圓相切,兩圓有且只有一個(gè)公共點(diǎn),它包括內(nèi)切和外切.(4)圓與圓的位置關(guān)系不能簡(jiǎn)單仿照直線與圓的位置關(guān)系的判斷方法將兩個(gè)方程聯(lián)立起來(lái)消元后用判別式判斷,因?yàn)楫?dāng)方程組有一組解時(shí),兩圓只有一個(gè)交點(diǎn),兩圓可能外切,也可能內(nèi)切;當(dāng)方程組無(wú)解時(shí),兩圓沒(méi)有交點(diǎn),兩圓可能外離,也可能內(nèi)含.知識(shí)點(diǎn)18圓與圓位置關(guān)系的應(yīng)用設(shè)圓C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0,①圓C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0,②若兩圓相交,則有一條公共弦,由①-②,得(D1-D2)x+(E1-E2)y+F1-F2=0.③方程③表示圓C1與C2的公共弦所在直線的方程.(1)當(dāng)兩圓相交時(shí),兩圓方程相減,所得的直線方程即兩圓公共弦所在的直線方程,這一結(jié)論的前提是兩圓相交,如果不確定兩圓是否相交,兩圓方程相減得到的方程不一定是兩圓的公共弦所在的直線方程.(2)兩圓公共弦的垂直平分線過(guò)兩圓的圓心.(3)求公共弦長(zhǎng)時(shí),幾何法比代數(shù)法簡(jiǎn)單易求.兩圓公共弦長(zhǎng)的求法兩圓公共弦長(zhǎng),在其中一圓中,由弦心距d,半弦長(zhǎng)eq\f(l,2),半徑r所在線段構(gòu)成直角三角形,利用勾股定理求解.知識(shí)點(diǎn)19圓與圓的公切線1、公切線的條數(shù)與兩個(gè)圓都相切的直線叫做兩圓的公切線,圓的公切線包括外公切線和內(nèi)公切線兩種.兩圓外離兩圓外切兩圓相交兩圓內(nèi)切兩圓內(nèi)含有2條外公切線和2條內(nèi)公切線,共4條有2條外公切線和1條內(nèi)公切線,共3條;只有2條外公切線只有1條外公切線無(wú)公切線2、公切線的方程核心技巧:利用圓心到切線的距離求解知識(shí)點(diǎn)20圓系方程(1)以為圓心的同心圓圓系方程:;(2)與圓同心圓的圓系方程為;(3)過(guò)直線與圓交點(diǎn)的圓系方程為4過(guò)兩圓,圓:交點(diǎn)的圓系方程為(,此時(shí)圓系不含圓:)特別地,當(dāng)時(shí),上述方程為一次方程.兩圓相交時(shí),表示公共弦方程;兩圓相切時(shí),表示公切線方程.題型一直線的傾斜角與斜率1.直線的傾斜角為(

)A.30° B.60° C.120° D.150°【解析】將直線一般式方程化為斜截式方程得:,所以直線的斜率為,所以根據(jù)直線傾斜角與斜率的關(guān)系得直線的傾斜角為.故選:C2.經(jīng)過(guò)點(diǎn),的直線的傾斜角為_(kāi)__________.【解析】根據(jù)兩點(diǎn)間斜率公式得:,所以直線的傾斜角為:.故答案為:3.若直線l經(jīng)過(guò)A(2,1),B(1,)兩點(diǎn),則l的斜率取值范圍為_(kāi)________________;其傾斜角的取值范圍為_(kāi)________________.【解析】

因?yàn)橹本€l經(jīng)過(guò)A(2,1),B(1,)兩點(diǎn),所以l的斜率為,所以l的斜率取值范圍為,設(shè)其傾斜角為,,則,所以其傾斜角的取值范圍為,故答案為:,4.直線與的夾角為_(kāi)_______.【解析】直線的斜率,即傾斜角滿足,直線的斜率,即傾斜角滿足,所以,所以,又兩直線夾角的范圍為,所以?xún)芍本€夾角為,故答案為:.5.已知點(diǎn),,若直線過(guò)點(diǎn)且與線段相交,則直線的斜率的取值范圍是(

)A. B.C. D.【解析】直線過(guò)點(diǎn)且斜率為,與連接兩點(diǎn),的線段有公共點(diǎn),由圖,可知,,當(dāng)時(shí),直線與線段有交點(diǎn).故選:B.題型二兩條直線的平行和垂直6.設(shè),則“”是“直線與直線平行”的(

)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件 C.充要條件 D.既不充分也不必要條件【解析】當(dāng)時(shí),與的斜率相等,故平行,充分性成立,若“直線與直線平行”,則滿足,解得:或1,經(jīng)驗(yàn)證,:或1時(shí),兩直線不重合,故:或1,兩直線平行,故必要性不成立.故選:A7.若直線與直線平行,則直線與之間的距離為_(kāi)____.【解析】由題設(shè),,即,所以,,所以直線與之間的距離為.故答案為:8.“”是“直線:與直線:互相垂直”的(

)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件【解析】依題意,,解得或,所以“”是“直線:與直線:互相垂直”的充分不必要條件.故選:A9.已知、,直線,,且,則的最小值為(

)A. B.C. D.【解析】因?yàn)?、,直線,,且,所以,即,所以,所以,所以,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),取等號(hào),所以的最小值為,故選:D10.【多選】已知兩條直線、的方程分別為與,下列結(jié)論正確的是(

)A.若,則B.若,則兩條平行直線之間的距離為C.若,則D.若,則直線、一定相交【解析】若,則,,A正確;由A知,,直線的方程可化為,故兩條平行直線之間的距離為,B正確;由,則,,C不正確;由A知時(shí),,所以時(shí),則直線、一定相交,D正確.故選:ABD.題型三求直線的方程11.已知直線的傾斜角為,且經(jīng)過(guò)點(diǎn),則直線的方程為(

)A. B. C. D.【解析】由題意知:直線的斜率為,則直線的方程為.故選:C.12.過(guò)點(diǎn)的直線在兩坐標(biāo)軸上的截距之和為零,則該直線方程為(

)A. B.C.或 D.或【解析】當(dāng)直線過(guò)原點(diǎn)時(shí),滿足題意,方程為,即2x-y=0;當(dāng)直線不過(guò)原點(diǎn)時(shí),設(shè)方程為,∵直線過(guò)(1,2),∴,∴,∴方程為,故選:D﹒13.瑞士數(shù)學(xué)家歐拉(Euler)1765年在所著的《三角形的幾何學(xué)》一書(shū)中提出:任意三角形的外心、重心、垂心在同一條直線上,后人稱(chēng)這條直線為歐拉線.已知的頂點(diǎn),,,則歐拉線的方程為_(kāi)_____.【解析】因的頂點(diǎn),,,則的重心,顯然的外心在線段AC中垂線上,設(shè),由得:,解得:,即點(diǎn),直線,化簡(jiǎn)整理得:,所以歐拉線的方程為.故答案為:14.已知直線l經(jīng)過(guò)直線,的交點(diǎn)M.(1)若直線l與直線平行,求直線l的方程;(2)若直線l與x軸,y軸分別交于A,兩點(diǎn),且M為線段AB的中點(diǎn),求的面積(其中O為坐標(biāo)原點(diǎn)).【解析】(1)由,得,所以點(diǎn)M的坐標(biāo)為,因?yàn)?,則設(shè)直線l的方程為,又l過(guò)點(diǎn),代入得,故直線l方程為.(2)設(shè),,因?yàn)闉榫€段AB的中點(diǎn),則 ,所以,故,,則的面積為.15.已知直線l過(guò)定點(diǎn)(1)若直線l與直線垂直,求直線l的方程;(2)若直線l在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,求直線l的方程.【解析】(1)直線的斜率為,于是得直線l的斜率,則,即,所以直線l的方程是:.(2)因直線l在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,則當(dāng)直線l過(guò)原點(diǎn)時(shí),直線l的方程為:,即,當(dāng)直線l不過(guò)原點(diǎn)時(shí),設(shè)其方程為:,則有,解得,此時(shí),直線l的方程為:,所以直線l的方程為:或.題型四直線的交點(diǎn)坐標(biāo)和距離問(wèn)題16.已知直線,,則過(guò)和的交點(diǎn)且與直線垂直的直線方程為(

)A. B.C. D.【解析】由于所求出直線與直線垂直,所以設(shè)所求直線為,由,得,即和的交點(diǎn)為,因?yàn)橹本€過(guò)點(diǎn),所以,得,所以所求直線方程為,故選:D17.點(diǎn)為軸上的點(diǎn),,,以,,為頂點(diǎn)的三角形的面積為8,則點(diǎn)的坐標(biāo)為(

)A.或 B.或C.或 D.或【解析】設(shè),直線的方程為,點(diǎn)到直線的距離,,所以,解得:或,所以點(diǎn)的坐標(biāo)為或.故選:A18.已知點(diǎn)在直線上,則的最小值為_(kāi)_______.【解析】可以理解為點(diǎn)到點(diǎn)的距離,又∵點(diǎn)在直線上,∴的最小值等于點(diǎn)到直線的距離,且.故答案為:.19.與直線平行,且距離為的直線方程為_(kāi)_____.【解析】由題意,設(shè)所求直線方程為,因?yàn)橹本€與直線的距離為,所以,解得或,所以所求直線方程為或,故答案為:或.20.若兩條平行線與之間的距離是2,則m的值為(

)A.或11 B.或10C.或12 D.或11【解析】因?yàn)閮蓷l平行線與之間的距離是2,所以,或,故選:A題型五直線的綜合問(wèn)題21.?dāng)?shù)學(xué)家歐拉在1765年發(fā)現(xiàn),任意三角形的外心、重心、垂心位于同一條直線上,這條直線稱(chēng)為歐拉線.已知的頂點(diǎn),,若其歐拉線的方程為,則頂點(diǎn)的坐標(biāo)為(

)A. B. C. D.【解析】設(shè),由重心坐標(biāo)公式得,三角形的重心為,,代入歐拉線方程得:,整理得:①的中點(diǎn)為,,的中垂線方程為,即.聯(lián)立,解得.的外心為.則,整理得:②聯(lián)立①②得:,或,.當(dāng),時(shí),重合,舍去.頂點(diǎn)的坐標(biāo)是.故選:A.22.已知:,,,,,一束光線從F點(diǎn)出發(fā)射到BC上的D點(diǎn)經(jīng)BC反射后,再經(jīng)AC反射,落到線段AE上(不含端點(diǎn)),則FD斜率的取值范圍是(

)A. B. C. D.【解析】由題意可知:直線的方程為,直線的方程為,如圖:設(shè)關(guān)于直線的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為,則,解得,故,同理可求關(guān)于直線的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為,連接,交于N,而MN方程為y=2,聯(lián)立得N點(diǎn)坐標(biāo)為,連接,分別交于,方程為:,和直線方程聯(lián)立,解得H點(diǎn)坐標(biāo)為,PN的方程為x=2,和直線方程聯(lián)立解得,連接,則之間即為動(dòng)點(diǎn)D點(diǎn)的變動(dòng)范圍,而,故FD斜率的取值范圍是,故選B.23.設(shè)點(diǎn)和,在直線:上找一點(diǎn),使取到最小值,則這個(gè)最小值為_(kāi)_________【解析】設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線:的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為線段的中點(diǎn)在上則又,解得,故答案為:24.已知直線方程為.(1)若直線的傾斜角為,求的值;(2)若直線分別與軸、軸的負(fù)半軸交于、兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),求面積的最小值及此時(shí)直線的方程.【解析】(1)由題意可得.(2)在直線的方程中,令可得,即點(diǎn),令可得,即點(diǎn),由已知可得,解得,所以,,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,此時(shí)直線的方程為,即.25.【多選】對(duì)于直線.以下說(shuō)法正確的有(

)A.的充要條件是B.當(dāng)時(shí),C.直線一定經(jīng)過(guò)點(diǎn)D.點(diǎn)到直線的距離的最大值為5【解析】當(dāng)時(shí),解得或,當(dāng)時(shí),兩直線為,符合題意;當(dāng)時(shí),兩直線為,符合題意,故A錯(cuò)誤;當(dāng)時(shí),兩直線為,,所以,故B正確;直線即直線,故直線過(guò)定點(diǎn),C錯(cuò)誤;因?yàn)橹本€過(guò)定點(diǎn),當(dāng)直線與點(diǎn)和的連線垂直時(shí),到直線的距離最大,最大值為,故D正確,故選:BD.題型六求圓的方程26.已知直線l:x-y+2=0,一個(gè)圓的圓心C在x軸正半軸上,且該圓與直線l和y軸均相切.(1)求該圓的方程;(2)若直線x+my-1=0與圓C交于A、B兩點(diǎn),且|AB|=,求m的值.【解析】(1)設(shè)圓心為,,則由題意得:,解得:或(舍去),故該圓的方程為(2)圓心到直線的距離為,由垂徑定理得:,解得:27.已知圓D經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(-1,0),B(3,0),C(1,2).(1)求圓D的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若直線l:與圓D交于M、N兩點(diǎn),求線段MN的長(zhǎng)度.【解析】(1)解:設(shè)圓D的標(biāo)準(zhǔn)方程,由題意可得,解得,所以圓D的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)解:由(1)可知圓心,半徑,所以圓心D(1,0)到直線l:的距離,所以.28.已知圓經(jīng)過(guò)點(diǎn),兩點(diǎn),且圓心在直線:上.(1)求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若過(guò)點(diǎn)且傾斜角為的直線與圓相交于,兩點(diǎn),求四邊形的面積.【解析】(1)設(shè)圓心坐標(biāo)為,由則解得,故,半徑,∴圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)由過(guò)點(diǎn)且傾斜角為,可得的斜率則的方程為:經(jīng)過(guò)點(diǎn),兩點(diǎn)的直線斜率為,則直線AB的方程為,則,又圓心在直線上,所以為圓的直徑則,又則四邊形為梯形,梯形的高即為與之間的距離故29.已知點(diǎn),直線,圓.(1)若連接點(diǎn)與圓心的直線與直線垂直,求實(shí)數(shù)的值;(2)若直線與圓相交于兩點(diǎn),且弦的長(zhǎng)為,求實(shí)數(shù)的值.【解析】(1)圓,,,,,,(2)圓半徑為,設(shè)圓心到直線的距離為,則又由點(diǎn)到直線距離公式得:化簡(jiǎn)得:,解得:或所以實(shí)數(shù)的值為和.30.若曲線表示圓,則m的取值范圍是(

)A. B.C. D.【解析】或.故選:C.題型七點(diǎn)和圓的位置關(guān)系31.點(diǎn)在圓的內(nèi)部,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是(

)A. B. C. D.【解析】因?yàn)?,所以,由于點(diǎn)在圓內(nèi)所以,所以,所以故選:B32.已知圓,點(diǎn).(1)若點(diǎn)在圓外部,求實(shí)數(shù)的取值范圍;(2)當(dāng)時(shí),過(guò)點(diǎn)的直線交圓于,兩點(diǎn),求面積的最大值及此時(shí)直線l的斜率.【解析】(1)根據(jù)題意,圓,即,若在圓外,則有,解得:,即的取值范圍為;(2)當(dāng)時(shí),圓的方程為,圓心為,半徑,設(shè),則,當(dāng)時(shí),面積取得最大值,且其最大值為2,此時(shí)為等腰直角三角形,圓心到直線的距離,設(shè)直線的方程為,即,則有,解得,即直線的斜率.33.若直線與圓有兩個(gè)公共點(diǎn),則點(diǎn)與圓的位置關(guān)系是(

)A.點(diǎn)P在圓上 B.點(diǎn)P在圓外C.點(diǎn)P在圓內(nèi) D.以上都有可能【解析】因?yàn)橹本€與圓有兩個(gè)公共點(diǎn),所以圓心到直線的距離小于半徑1,即,所以,所以,所以點(diǎn)與圓外,故選:B34.過(guò)點(diǎn)可以向圓引兩條切線,則的范圍是(

)A. B.C. D.【解析】把圓的方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程得,即圓心坐標(biāo)為,半徑為,點(diǎn)到圓心的距離為,∵在圓外時(shí),過(guò)點(diǎn)可以向圓引兩條切線,∴,即,且,解得,故選:.35.已知點(diǎn)和,圓,當(dāng)圓C與線段沒(méi)有公共點(diǎn)時(shí),則實(shí)數(shù)m的取值范圍為_(kāi)__________.【解析】當(dāng)點(diǎn)和都在圓的內(nèi)部時(shí),,解得或直線的方程為,即,圓心到直線的距離為,當(dāng)圓心到直線的距離大于半徑時(shí),,且.綜上,實(shí)數(shù)m的取值范圍為.故答案為:題型八直線和圓的位置關(guān)系36.直線繞原點(diǎn)按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)后所得的直線l與圓的位置關(guān)系是(

)A.直線l過(guò)圓心 B.直線l與圓相交,但不過(guò)圓心C.直線l與圓相切 D.直線l與圓無(wú)公共點(diǎn)【解析】直線過(guò)原點(diǎn),斜率為,傾斜角為,依題意,直線l的傾斜角為,斜率為,而l過(guò)原點(diǎn),因此,直線l的方程為:,又圓的圓心為,半徑為,于是得點(diǎn)到直線l的距離為,所以直線l與圓相切.故選:C37.若“直線與圓相交”,“”,則是的(

)A.必要而不充分條件 B.充分而不必要條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件【解析】直線與圓相交,可得1,解得,且,∴“直線與圓相交”是“”的充分而不必要條件.故選:B.38.直線與圓相切,則實(shí)數(shù)m等于(

)A.2 B. C.或 D.【解析】因?yàn)橹本€與圓相切,故,即,故故選:D39.已知對(duì)任意的實(shí)數(shù)k,直線l:與圓C:有公共點(diǎn),則實(shí)數(shù)t的取值范圍為(

)A. B.C. D.【解析】由直線可化為,則直線l過(guò)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:B40.已知直線平分圓:,則的最大值為(

)A. B. C. D.【解析】圓:,圓心,直線平分圓:,直線過(guò)圓心,即,,當(dāng)且僅當(dāng),即,的最大值為.故選:B題型九圓的切線問(wèn)題41.過(guò)點(diǎn)作圓的切線,則切線方程為(

)A. B.C. D.或【解析】將點(diǎn)代入中,成立,即點(diǎn)在圓上,圓心和連線的斜率為,故過(guò)圓上點(diǎn)的切線的斜率為,則切線方程為,即,故選:C42.過(guò)點(diǎn)作圓的切線,則切線的方程為(

)A. B.C.或 D.或【解析】圓的圓心為原點(diǎn),半徑為1,當(dāng)切線的斜率不存在時(shí),即直線的方程為,不與圓相切,當(dāng)切線的斜率存在時(shí),設(shè)切線的方程為,即,所以,解得或所以切線的方程為或故選:C43.過(guò)點(diǎn)作圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B;(1)求直線AB的方程;(2)若M為圓上的一點(diǎn),求面積的最大值.【解析】(1)圓的圓心坐標(biāo)為,半徑為1,則的中點(diǎn)坐標(biāo)為,,以為圓心,為直徑的圓的方程為,由,得①,由,得②,①②得:.直線的方程為;(2)圓心到直線的距離為故圓上的點(diǎn)M到直線的距離的最大值為,而,故面積的最大值為.44.已知圓:,點(diǎn)是直線上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)作圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為,,則的最小值為(

)A. B. C. D.【解析】圓:化為標(biāo)準(zhǔn)方程:,其圓心,半徑.過(guò)點(diǎn)P引圓C的兩條切線,切點(diǎn)分別為點(diǎn)A、B,如圖:在△PAC中,有,即,變形可得:.設(shè),則.所以當(dāng)?shù)闹导磝最小時(shí),的值最大,此時(shí)最小.而的最小值為點(diǎn)C到直線的距離,即,所以.故選:B45.若曲線y=與直線y=k(x-2)+4有兩個(gè)交點(diǎn),則實(shí)數(shù)k的取值范圍是(

)A. B.C.(1,+∞) D.(1,3]【解析】根據(jù)題意畫(huà)出圖形,如圖所示.由題意可得,曲線y=的圖象為以(0,0)為圓心,2為半徑的半圓,直線l恒過(guò)A(2,4),由圖當(dāng)直線l與半圓相切時(shí),圓心到直線l的距離d=r,即=2,解得k=;當(dāng)直線l過(guò)B點(diǎn)時(shí),直線l的斜率k=,則直線l與半圓有兩個(gè)不同的交點(diǎn)時(shí),實(shí)數(shù)k的取值范圍為.故選:A.題型十圓的弦長(zhǎng)問(wèn)題46.已知直線與圓相交于兩點(diǎn),則=__________.【解析】根據(jù)圓的方程:,圓心坐標(biāo),半徑,∴圓心到直線距離,所以,故答案為:.47.已知圓過(guò)點(diǎn)、,且圓周被直線平分.(1)求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)已知過(guò)點(diǎn)的直線被圓截得的弦長(zhǎng)為,求直線的方程.【解析】(1)解:由題意得:∵,,且直線過(guò)圓心∴AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為又∴AB的垂直平分線方程為,即聯(lián)立,解得∴圓C的圓心坐標(biāo)為,則圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)當(dāng)斜率存在時(shí),設(shè)直線方程為,即.圓心,到直線的距離解得∴直線l的方程為,當(dāng)斜率不存在時(shí),也滿足條件則直線l的方程為或.48.已知圓.(1)求過(guò)點(diǎn)M(2,1)的圓的切線方程;(2)直線過(guò)點(diǎn)且被圓截得的弦長(zhǎng)為2,求直線的方程;(3)已知圓的圓心在直線y=1上,與y軸相切,且與圓相外切,求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.【解析】(1)圓,即,其圓心為,半徑為1.因?yàn)辄c(diǎn)(2,1)在圓上,如圖,所以切線方程為y=1;(2)由題意得,圓的直徑為2,所以直線過(guò)圓心,由直線的兩點(diǎn)式方程,得,即直線的方程為x+y-2=0;(3)因?yàn)閳AE的圓心在直線y=1上,設(shè)圓E的圓心E(a,1),由圓E與y軸相切,得R=a()又圓E與圓相外切,所以,由兩點(diǎn)距離公式得,所以,解得,所以圓心,,所以圓E的方程為.49.直線被圓所截得的最短弦長(zhǎng)等于(

)A. B. C. D.【解析】圓的圓心為,半徑,又直線,直線恒過(guò)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.50.已知圓,直線l過(guò)點(diǎn)且與圓O交于A,B兩點(diǎn),當(dāng)面積最大時(shí),直線l的方程為_(kāi)________.【解析】當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),直線l的方程為,則由,得,所以,當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)直線l的方程為原點(diǎn)到直線l的距離為:,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取得等號(hào).由,解得由故直線l的方程為:,即故答案為:.題型十一圓與圓的位置關(guān)系51.已知圓截直線所得的弦長(zhǎng)為.則圓M與圓的位置關(guān)系是(

)A.內(nèi)切 B.相交 C.外切 D.相離【解析】由,即,故圓心,半徑,所以點(diǎn)到直線的距離,故,即,解得:;所以,;又,圓心,,所以,且,即圓與圓相交,故選:B.52圓與圓外切,則實(shí)數(shù)_________.【解析】圓的圓心,半徑,圓的圓心,半徑,則根據(jù)題意可得:,即,∴故答案為:9.53.若圓C:與圓D2的公共弦長(zhǎng)為,則圓D的半徑為_(kāi)__________.【解析】根據(jù)得公共弦方程為:.因?yàn)楣蚕议L(zhǎng)為,所以直線過(guò)圓的圓心.所以,解得.故答案為:54.若圓與圓有3條公切線,則正數(shù)(

)A.3 B.3 C.5 D.3或3【解析】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.55.【多選】已知圓:和圓:相交于A,B兩點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是(

)A.圓M的圓心為,半徑為1 B.直線AB的方程為C.線段AB的長(zhǎng)為 D.線段AB的長(zhǎng)為【解析】由圓M:x2+y2-2x+4y+4=0,得(x-1)2+(y+2)2=1,A:則圓M的圓心為(1,-2),半徑為1,故A正確;B:聯(lián)立圓O:x2+y2=4和圓M:x2+y2-2x+4y+4=0,消去二次項(xiàng),可得直線AB的方程為x-2y-4=0,故B正確;C:圓心O到直線x-2y-4=0的距離d,圓O的半徑為2,則線段AB的長(zhǎng)為2,故C錯(cuò)誤,D正確.故選:ABD題型十二與圓有關(guān)的軌跡問(wèn)題56.在等腰直角三角形中,,平面上有動(dòng)點(diǎn),滿足,則的最大值為_(kāi)__________.【解析】以為原點(diǎn),方向分別為軸,軸的正方向建立如圖所示平面直角坐標(biāo)系,則,設(shè),則故點(diǎn)的軌跡為以為圓心,為半徑的圓(如圖),設(shè)直線交于則共線得故當(dāng)最小時(shí),最大過(guò)點(diǎn)作的平行線交的延長(zhǎng)線于點(diǎn),則故當(dāng)與圓在處相切時(shí),最小為,故的最大值為故答案為:.57.在平面直角坐標(biāo)系中,線段的兩端點(diǎn),分別在軸正半軸和軸正半軸上滑動(dòng),若圓上存在點(diǎn)是線段的中點(diǎn),則線段長(zhǎng)度的最小值為(

)A.4 B.6 C.8 D.10【解析】設(shè),,的中點(diǎn)為,則,故點(diǎn)的軌跡是以原點(diǎn)為圓心,為半徑的圓,問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圓與圓有交點(diǎn),所以,,即,解得:,所以線段長(zhǎng)度的最小值為.故選:C.58.在平面直角坐標(biāo)系中,已知.(1)求直線的方程;(2)平面內(nèi)的動(dòng)點(diǎn)滿足,到點(diǎn)與點(diǎn)距離的平方和為24,求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程.【解析】(1),于是直線的方程為,即(2)設(shè)動(dòng)點(diǎn),于是,代入坐標(biāo)得,化簡(jiǎn)得,于是動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程為59.圓與x軸相切于點(diǎn)A.點(diǎn)B在圓C上運(yùn)動(dòng),則AB的中點(diǎn)M的軌跡方程為_(kāi)_____(當(dāng)點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)到與A重合時(shí),規(guī)定點(diǎn)M與點(diǎn)A重合);點(diǎn)N是直線上一點(diǎn),則的最小值為_(kāi)_____.【解析】依題意得,,因?yàn)镸為AB中點(diǎn),所以,所以點(diǎn)M的軌跡是以AC為直徑的圓,又AC中點(diǎn)為,,所以點(diǎn)M的軌跡方程為,圓心,設(shè)關(guān)于直線的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為,則有,解得,所以,所以由對(duì)稱(chēng)性可知的最小值為.故答案為:,60.【多選】已知圓和兩點(diǎn),若圓上存在點(diǎn),使得,則可能的取值為(

)A. B. C. D.【解析】設(shè),則因?yàn)椋始?,故的軌跡為圓(原點(diǎn)為圓心,半徑為,不含兩點(diǎn)),因?yàn)榉謩e在第二象限和第四象限,而圓在第一象限,又在圓上,故圓與圓有公共點(diǎn),所以即,解得,故選:CD.題型十三與圓有關(guān)的最值問(wèn)題61.已知圓,則圓上的點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離的最小值為(

)A.-1 B. C.+1 D.6【解析】變形為,故圓心為,半徑為1,故圓心到原點(diǎn)的距離為,故圓上的點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離最小值為.故選:A62.圓上的點(diǎn)到直線的距離的最大值為_(kāi)_________.【解析】由題意,圓的圓心坐標(biāo)為,半徑為,則圓心到直線的距離為,所以圓上的點(diǎn)到直線的距離的最大值為.故答案為:63.(2022·上海奉賢區(qū)致遠(yuǎn)高級(jí)中學(xué)高二期末)已知直線l:和圓C:,____時(shí),l被C截得的弦長(zhǎng)最短.【解析】由題意,根據(jù)直線l:恒過(guò),且當(dāng)PC⊥l時(shí)弦AB的長(zhǎng)度最短,結(jié)合直線垂直時(shí)斜率的關(guān)系求解即可【詳解】圓的C

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