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1、
高考數(shù)學精品復習資料
2019.5
課時跟蹤訓練(四十八)
[基礎鞏固]
一、選擇題
1.(20xx東北三省四市二模)直線x-3y+3=0與圓(x-1)2+(y-3)2=10相交所得弦長為( )
A. B. C.4 D.3
[解析] 由題知,題中圓的圓心坐標為(1,3),半徑r=,則圓心到直線的距離d==,所以弦長為2=2=.
[答案] A
2.(20xx沈陽市高三質量監(jiān)測)已知直線l:y=k(x+)和圓C:x2+(y-1)2=1,若直線l與圓C相切,則k=( )
A.0 B. C.或0 D.
2、或0
[解析] 因為直線l與圓C相切,所以圓心C到直線l的距離d==1,|-1+k|=,解得k=0或k=,故選D.
[答案] D
3.(20xx河南省洛陽市高三第一次統(tǒng)考)直線l:y=kx+1與圓O:x2+y2=1相交于A,B兩點,則“k=1”是“|AB|=”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,注意到|AB|==|OA|2+|OB|2等價于圓心O到直線l的距離等于,即有=,k=1.因此,“k=1”是“|AB|=”的充分不必要條件,選A.
[答案] A
4.(20xx陜西省高三質檢)已知直線y=ax
3、與圓C:x2+y2-2ax-2y+2=0相交于A,B兩點,且△ABC為等邊三角形,則圓C的面積為( )
A.49π B.36π C.7π D.6π
[解析] 圓C的標準方程為(x-a)2+(y-1)2=a2-1,因此圓心C(a,1)到直線y=ax的距離為=,解得a2=7,所以圓C的面積為π()2=6π,選D.
[答案] D
5.(20xx河北省定興三中月考)圓O:x2+y2=50與圓x2+y2-12x-6y+40=0的公共弦長為( )
A. B. C.2 D.2
[解析] 由題意得,兩圓公共弦所在直線的方程為2x+y-15=0.
又圓心O(0,0)到公共弦所在直線
4、2x+y-15=0的距離為=3,則兩圓的公共弦長為2=2.故選C.
[答案] C
6.(20xx寧夏銀川九中五模)直線l:kx+y+4=0(k∈R)是圓C:x2+y2+4x-4y+6=0的一條對稱軸,過點A(0,k)作斜率為1的直線m,則直線m被圓C所截得的弦長為( )
A. B. C. D.2
[解析] 圓C:x2+y2+4x-4y+6=0,即(x+2)2+(y-2)2=2,表示以C(-2,2)為圓心,為半徑的圓.由題意可得,直線l:kx+y+4=0經(jīng)過圓心C(-2,2),所以-2k+2+4=0,解得k=3,所以點A(0,3),故直線m的方程為y=x+3,即x-y+3=0,則
5、圓心C到直線m的距離d==,所以直線m被圓C所截得的弦長為2=.故選C.
[答案] C
二、填空題
7.(20xx四川新津中學月考)若點P(1,1)為圓C:(x-3)2+y2=9的弦MN的中點,則弦MN所在直線的方程為__________.
[解析] 圓心為C(3,0),直線PC的斜率kPC=-,則弦MN所在直線的斜率k=2,則弦MN所在直線的方程為y-1=2(x-1),即2x-y-1=0.
[答案] 2x-y-1=0
8.已知圓C1:x2+y2-2mx+4y+m2-5=0與圓C2:x2+y2+2x-2my+m2-3=0,若圓C1與圓C2相外切,則實數(shù)m=__________.
6、[解析] 圓C1和圓C2的標準方程分別為(x-m)2+(y+2)2=9,(x+1)2+(y-m)2=4,圓心分別為C1(m,-2),C2(-1,m),半徑分別為3和2.當兩圓外切時,=5,解得m=2或m=-5.
[答案] 2或-5
9.(20xx江蘇卷)在平面直角坐標系xOy中,以點(1,0)為圓心且與直線mx-y-2m-1=0(m∈R)相切的所有圓中,半徑最大的圓的標準方程為__________.
[解析] 直線mx-y-2m-1=0(m∈R)恒過定點(2,-1),當點(2,-1)為圓和直線的切點時,圓的半徑最大,此時r==,圓的標準方程為(x-1)2+y2=2.
[答案] (x-1
7、)2+y2=2
三、解答題
10.直線l的方程為mx-y+m+2=0(m∈R),圓O的方程為x2+y2=9.
(1)證明:不論m取何值,l與圓都相交;
(2)求l被圓截得的線段長的最小值.
[解] (1)證明:證法一:圓心O到l的距離為d=,圓O的半徑長為3.
若l與圓相交,則有<3?(m+2)2<9(1+m2)?8m2-4m+5>0?82+>0,
顯然82+>0(對任意的m)總成立,
∴<3總成立,
∴不論m取何值,l與圓都相交.
證法二:把l的方程變?yōu)閥-2=m(x+1),
∴不論m取何值l總過點A(-1,2).
∵A在圓O的內(nèi)部,∴不論m取何值,l與圓都相交.
8、
(2)結合圖形易見,當l⊥OA時,l被圓截得的線段長最小,
∵OA==,∴l(xiāng)被圓截得的線段長的最小值為2=4.
[能力提升]
11.(20xx福建寧德市一模)已知圓C:x2+y2-2x+4y=0關于直線3x-ay-11=0對稱,則圓C中以為中點的弦的長為( )
A.1 B.2 C.3 D.4
[解析] 因為圓C:x2+y2-2x+4y=0關于直線3x-ay-11=0對稱,所以直線3x-ay-11=0過圓心C(1,-2),所以3+2a-11=0,解得a=4,所以=(1,-1).又點(1,-1)與圓心C(1,-2)之間的距離d==1,圓C:x2+y2-2x+4y=0的半徑r=
9、,
所以圓C中以為中點的弦的長為2=2=4.故選D.
[答案] D
12.(20xx安徽黃山二模)已知圓O:x2+y2=1,點P為直線+=1上一動點,過點P向圓O引兩條切線PA,PB,A,B為切點,則直線AB經(jīng)過定點( )
A. B.
C. D.
[解析] 因為點P是直線+=1上的一動點,所以設P(4-2m,m).
因為PA,PB是圓x2+y2=1的兩條切線,切點分別為A,B,所以OA⊥PA,OB⊥PB,所以點A,B在以OP為直徑的圓C上,即弦AB是圓O和圓C的公共弦.
因為圓心C的坐標是,且半徑的平方r2=,所以圓C的方程為(x-2+m)2+2=,①
又x2+y2
10、=1,②
所以②-①得,(2m-4)x-my+1=0,即公共弦AB所在的直線方程為(2x-y)m+(-4x+1)=0,所以由得所以直線AB過定點.故選B.
[答案] B
13.(20xx蘇州高三調研)在平面直角坐標系xOy中,已知過點M(1,1)的直線l與圓(x+1)2+(y-2)2=5相切,且與直線ax+y-1=0垂直,則實數(shù)a=________.
[解析] 由題意,直線l的斜率存在,設過點M(1,1)的直線l的方程為y-1=k(x-1),即kx-y+1-k=0.因為直線l與圓(x+1)2+(y-2)2=5相切,所以圓心(-1,2)到直線l的距離d==,整理得k2-4k+4=0,解得
11、k=2.又直線l與直線ax+y-1=0垂直,所以-2a=-1,解得a=.
[答案]
14.(20xx江蘇四市聯(lián)考)在平面直角坐標系xOy中,過點M(1,0)的直線l與圓x2+y2=5交于A,B兩點,其中點A在第一象限,且=2,則直線l的方程為____________________.
[解析] 解法一:由題意,設直線l的方程為x=my+1(m≠0),與x2+y2=5聯(lián)立,消去x并整理可得(m2+1)y2+2my-4=0.設A(x1,y1),B(x2,y2),則=(1-x2,-y2),=(x1-1,y1),y1+y2=-,①
y1y2=-.②
因為=2,所以-y2=2y1,③
聯(lián)立
12、①②③,可得m2=1,又點A在第一象限,所以y1>0,則m=1,所以直線l的方程為x-y-1=0.
解法二:由題意,設直線l的方程為x=my+1(m≠0),即x-my-1=0,所以圓心O到直線l的距離d=.
又=2,且|OM|=1,圓x2+y2=5的半徑r=,
所以+=2(-),即3=,
所以9=5-,解得m2=1,
又點A在第一象限,所以m=1,故直線l的方程為x-y-1=0.
[答案] x-y-1=0
15.(20xx全國卷Ⅰ)已知過點A(0,1)且斜率為k的直線l與圓C:(x-2)2+(y-3)2=1交于M,N兩點.
(1)求k的取值范圍;
(2)若=12,其中O為坐標
13、原點,求|MN|.
[解] (1)由題設,可知直線l的方程為y=kx+1.
因為直線l與圓C交于兩點,所以<1.
解得
14、:(x-3)2+(y-4)2=4,直線l過定點A(1,0).
(1)若l與圓C相切,求l的方程;
(2)若l與圓C相交于P,Q兩點,求△CPQ的面積的最大值,并求此時直線l的方程.
[解] (1)若直線l的斜率不存在,
則直線l的方程為x=1,符合題意;
若直線l的斜率存在,設直線l的方程為y=k(x-1),
即kx-y-k=0.
∵直線l與圓C相切,∴圓心(3,4)到直線l的距離等于半徑,即=2,解得k=,
故直線l的方程為y=(x-1),即3x-4y-3=0.
綜上,所求直線l的方程為x=1或3x-4y-3=0.
(2)∵直線與圓相交于兩點,∴直線的斜率一定存在且不為0
15、.
設直線方程為kx-y-k=0,則圓心到直線l的距離為d=.∵S△CPQ=d2=d==,∴當d=時,S△CPQ取得最大值2.
∴d==,解得k=1或k=7.
故所求直線l的方程為x-y-1=0或7x-y-7=0.
[延伸拓展]
(20xx江蘇南京三模)在平面直角坐標系xOy中,圓O:x2+y2=1,圓M:(x+a+3)2+(y-2a)2=1(a為實數(shù)).若圓O和圓M上分別存在點P,Q,使得∠OQP=30,則a的取值范圍為________.
[解析] 由題意知,圓心M(-a-3,2a).因為圓O和圓M上分別存在點P,Q,使得∠OQP=30,易知當Q為線段OM與圓M的交點,PQ與圓O相切于點P時,∠OQP最大,且|OP|=1,所以|OM|=|OQ|+|MQ|≤3,所以(a+3)2+4a2≤9,解得-≤a≤0.
[答案]