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1、2022年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一部分專題五 解析幾何 第1講 直線與圓專題強(qiáng)化精練提能 理
1.(xx·日照一模)設(shè)向量a=(a,1),b=(1,b)(ab≠0),若a⊥b,則直線b2x+y=0與直線x-a2y=0的位置關(guān)系是( )
A.平行 B.垂直
C.相交但不垂直 D.重合
解析:選B.由題意知兩直線都經(jīng)過點(diǎn)(0,0),因?yàn)閍⊥b,所以a·b=a+b=0,所以a=-b,由于直線b2x+y=0的斜率為-b2,直線x-a2y=0的斜率為,則(-b2)·=-1,故兩直線垂直.
2.直線y-1=k(x-3)被圓(x-2)2+(y-2)2=4所截得的最短弦長等于( )
2、
A. B.2
C.2 D.
解析:選C.設(shè)圓心為C,顯然直線y-1=k(x-3)過定點(diǎn)P(3,1),在過P(3,1)的所有直線中,垂直于PC的直線所截得的弦長最短,而|PC|=,
所以最短弦長為2=2.故選C.
3.已知圓C1:(x-2)2+(y-3)2=1,圓C2:(x-3)2+(y-4)2=9,M,N分別是圓C1,C2上的動(dòng)點(diǎn),P為x軸上的動(dòng)點(diǎn),則|PM|+|PN|的最小值為( )
A.5-4 B.-1
C.6-2 D.
解析:選A.兩圓的圓心均在第一象限,先求|PC1|+|PC2|的最小值,作點(diǎn)C1關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)C′1(2,-3),則(|PC1|+|PC2
3、|)min=|C′1C2|=5,所以(|PM|+|PN|)min=5-(1+3)=5-4.
4.若實(shí)數(shù)a,b,c成等差數(shù)列,點(diǎn)P(-1,0)在動(dòng)直線ax+by+c=0上的射影為M,點(diǎn)N(3,3),則|MN|的最大值是( )
A.5+ B.5-
C.5+2 D.5-2
解析:選A.由實(shí)數(shù)a,b,c成等差數(shù)列,得2b=a+c,與直線方程比較,得動(dòng)直線ax+by+c=0過點(diǎn)Q(1,-2).因?yàn)镻M⊥QM,故點(diǎn)M在以PQ為直徑的圓上,且圓心為(0,-1),半徑為,故|MN|的最大值為5+.
5.(xx·德州模擬)若圓(x-a)2+(y-a)2=4上,總存在不同兩點(diǎn)到原點(diǎn)的距離等于1
4、,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( )
A.
B.
C.∪
D.
解析:選C.由于到原點(diǎn)距離等于1的軌跡是以原點(diǎn)為圓心,以1為半徑的圓,方程為x2+y2=1,故若圓(x-a)2+(y-a)2=4上總存在不同兩點(diǎn)到原點(diǎn)的距離等于1,即轉(zhuǎn)化為兩圓相交,即1<=|a|<3,解得a的取值范圍是∪.
6.(xx·黃岡模擬)已知直線l:Ax+By+C=0(A,B不全為0),兩點(diǎn)P1(x1,y1),P2(x2,y2),若(Ax1+By1+C)·(Ax2+By2+C)>0,且|Ax1+By1+C|<|Ax2+By2+C|,則直線l( )
A.與直線P1P2不相交
B.與線段P2P1的延長線相交
C
5、.與線段P1P2的延長線相交
D.與線段P1P2相交
解析:選B.由(Ax1+By1+C)(Ax2+By2+C)>0,得點(diǎn)P1(x1,y1),P2(x2,y2)在直線l:Ax+By+C=0的同側(cè),由|Ax1+By1+C|<|Ax2+By2+C|,得d1=
6、又因?yàn)閳A與直線y=1相切,
所以=|1-m|,
所以m2+4=m2-2m+1,解得m=-,
所以圓的方程為(x-2)2+=.
答案:(x-2)2+=
8.過直線l1:x-2y+3=0與直線l2:2x+3y-8=0的交點(diǎn),且到點(diǎn)P(0,4)距離為2的直線方程為________.
解析:由得所以l1與l2的交點(diǎn)為(1,2),直線x=1顯然不適合.
設(shè)所求直線為y-2=k(x-1),即kx-y+2-k=0,
因?yàn)镻(0,4)到直線的距離為2,所以2=,
所以k=0或k=.
所以直線方程為y=2或4x-3y+2=0.
答案:y=2或4x-3y+2=0
9.設(shè)點(diǎn)M(x0,1),若
7、在圓O:x2+y2=1上存在點(diǎn)N,使得∠OMN=45°,則x0的取值范圍是________.
解析:如圖,過點(diǎn)M作⊙O的切線,切點(diǎn)為N,連接ON.M點(diǎn)的縱坐標(biāo)為1.
設(shè)∠OMN=θ,則θ≥45°,即sin θ≥,即≥.而ON=1,所以O(shè)M≤.
因?yàn)镸為(x0,1),所以≤,所以x≤1,
所以-1≤x0≤1,所以x0的取值范圍為[-1,1].
答案:[-1,1]
10.在平面直角坐標(biāo)系內(nèi),到點(diǎn)A(1,2),B(1,5),C(3,6),D(7,-1)的距離之和最小的點(diǎn)的坐標(biāo)是________.
解析:設(shè)平面上任一點(diǎn)M,因?yàn)閨MA|+|MC|≥|AC|,當(dāng)且僅當(dāng)A,M,C共線時(shí)取等號(hào),
8、同理|MB|+|MD|≥|BD|,當(dāng)且僅當(dāng)B,M,D共線時(shí)取等號(hào),連接AC,BD交于一點(diǎn)M,若|MA|+|MC|+|MB|+|MD|最小,則點(diǎn)M為所求.
又kAC==2,所以直線AC的方程為y-2=2(x-1),
即2x-y=0.①
又kBD==-1,
所以直線BD的方程為y-5=-(x-1),即x+y-6=0.②
由①②得
所以所以M(2,4).
答案:(2,4)
11.(xx·廈門模擬)已知點(diǎn)A(3,3),B(5,2)到直線l的距離相等,且直線l經(jīng)過兩直線l1:3x-y-1=0和l2:x+y-3=0的交點(diǎn),求直線l的方程.
解:解方程組得交點(diǎn)P(1,2).
(1)若點(diǎn)A
9、,B在直線l的同側(cè),則l∥AB.
而kAB==-,
由點(diǎn)斜式得直線l的方程為y-2=-(x-1),
即x+2y-5=0.
(2)若點(diǎn)A,B分別在直線l的異側(cè),則直線l經(jīng)過線段AB的中點(diǎn),
由兩點(diǎn)式得直線l的方程為=,
即x-6y+11=0.
綜上所述,直線l的方程為x+2y-5=0或x-6y+11=0.
12.已知直線l:2x+y+2=0及圓C:x2+y2=2y.
(1)求垂直于直線l且與圓C相切的直線l′的方程;
(2)過直線l上的動(dòng)點(diǎn)P作圓C的一條切線,設(shè)切點(diǎn)為T,求|PT|的最小值.
解:(1)圓C的方程為x2+(y-1)2=1,其圓心為C(0,1),半徑r=1.
10、
由題意可設(shè)直線l′的方程為x-2y+m=0.
由直線l′與圓相切可得點(diǎn)C到直線l′的距離d=r,
即=1,解得m=2±.
故直線l′的方程為x-2y+2±=0.
(2)結(jié)合圖形可知:|PT|= = .
故當(dāng)|PC|最小時(shí),|PT|有最小值.
易知當(dāng)PC⊥l時(shí),|PC|取得最小值,且最小值即為C到直線l的距離,得|PC|min=,
所以|PT|min==.
13.(xx·高考課標(biāo)全國卷Ⅰ)已知點(diǎn)P(2,2),圓C:x2+y2-8y=0,過點(diǎn)P的動(dòng)直線l與圓C交于A,B兩點(diǎn),線段AB的中點(diǎn)為M,O為坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)求M的軌跡方程;
(2)當(dāng)|OP|=|OM|時(shí),求l的方程及
11、△POM的面積.
解:(1)圓C的方程可化為x2+(y-4)2=16,所以圓心為C(0,4),半徑為4.
設(shè)M(x,y),則=(x,y-4),=(2-x,2-y).
由題設(shè)知·=0,故x(2-x)+(y-4)(2-y)=0,
即(x-1)2+(y-3)2=2.
由于點(diǎn)P在圓C的內(nèi)部,
所以M的軌跡方程是(x-1)2+(y-3)2=2.
(2)由(1)可知M的軌跡是以點(diǎn)N(1,3)為圓心,為半徑的圓.
由于|OP|=|OM|,故O在線段PM的垂直平分線上.
又P在圓N上,從而ON⊥PM.
因?yàn)镺N的斜率為3,所以l的斜率為-,
故l的方程為y=-x+.
又|OM|=|OP
12、|=2,O到l的距離為,|PM|=,所以△POM的面積為.
14.已知圓C過點(diǎn)P(1,1),且與圓M:(x+2)2+(y+2)2=r2(r>0)關(guān)于直線x+y+2=0對(duì)稱.
(1)求圓C的方程;
(2)設(shè)Q為圓C上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求·的最小值;
(3)過點(diǎn)P作兩條相異直線分別與圓C相交于A,B,且直線PA和直線PB的傾斜角互補(bǔ),O為坐標(biāo)原點(diǎn),試判斷直線OP和AB是否平行?請說明理由.
解:(1)設(shè)圓心C(a,b),則
解得
則圓C的方程為x2+y2=r2,
將點(diǎn)P的坐標(biāo)代入得r2=2,
故圓C的方程為x2+y2=2.
(2)設(shè)Q(x,y),則x2+y2=2,
且·=(x-1,y-1)·(x+2,y+2)=x2+y2+x+y-4=x+y-2,
所以·的最小值為-4.
(3)由題意知,直線PA和直線PB的斜率存在,且互為相反數(shù),故可設(shè)PA:y-1=k(x-1),PB:y-1=-k(x-1).
由
得(1+k2)x2+2k(1-k)x+(1-k)2-2=0.
因?yàn)辄c(diǎn)P的橫坐標(biāo)x=1一定是該方程的解,
所以可得xA=.
同理,xB=.
則kAB=
=
==1=kOP.
所以,直線AB和OP一定平行.