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1、山東省齊河縣高考數(shù)學三輪沖刺 專題 直線、圓的位置關系練習(含解析)
一、選擇題(本大題共12小題,共60分)
1. 已知圓M:截直線所得線段的長度是,則圓M與圓N:的位置關系是
A. 內切 B. 相交 C. 外切 D. 相離
(正確答案)B
解:圓的標準方程為M:,
則圓心為,半徑,
圓心到直線的距離,
圓M:截直線所得線段的長度是,
,
即,即,,
則圓心為,半徑,
圓N:的圓心為,半徑,
則,
,,
,
即兩個圓相交.
故選:B.
根據(jù)直線與圓相交的弦長公式,求出a的值,結合兩圓的位置關系進行判斷即可.
本題主要考查直線和圓相交的應用,以及兩圓位
2、置關系的判斷,根據(jù)相交弦長公式求出a的值是解決本題的關鍵.
2. 已知圓的方程為,過點的該圓的所有弦中,最短弦的長為
A. B. 1 C. 2 D. 4
(正確答案)C
解:由,得,圓心坐標為,半徑為3.
如圖:當過點的直線與連接P與圓心的直線垂直時,弦AB最短,
則最短弦長為.
故選:C.
化圓的一般方程為標準方程,求出圓心坐標與半徑,如何利用垂徑定理求得答案.
本題考查直線與圓的位置關系,考查垂徑定理的應用,是基礎題.
3. 直線l過點,被圓C:截得的弦長為,則直線l的方程是
A. B.
C. D. 或
(正確答案)D
解:圓C:的圓
3、心坐標,半徑為2,
直線l過點,被圓C:截得的弦長為,
圓心到所求直線的距離為:1,
設所求直線為:即,
,
解得或,
所求直線方程為或.
故選:D.
求出圓的圓心與半徑,利用弦心距、半徑、半弦長滿足勾股定理,求出所求直線的斜率,然后求出直線方程.
本題考查直線與圓的位置關系,弦心距與半徑以及半弦長的關系,考查計算能力.
4. 直線分別與x軸,y軸交于A,B兩點,點P在圓上,則面積的取值范圍是
A. B. C. D.
(正確答案)A
解:直線分別與x軸,y軸交于A,B兩點,
令,得,令,得,
,,,
點P在圓上,設,
點P到直線的距離:
,
4、
,,
面積的取值范圍是:
.
故選:A.
求出,,,設,點P到直線的距離:,由此能求出面積的取值范圍.
本題考查三角表面積的取值范圍的求法,考查直線方程、點到直線的距離公式、圓的參數(shù)方程、三角函數(shù)關系等基礎知識,考查運算求解能力,考查函數(shù)與方程思想,是中檔題.
5. 一條光線從點射出,經(jīng)y軸反射后與圓相交,則入射光線所在直線的斜率的取值范圍為
A. B. C. D.
(正確答案)C
解:如圖所示,
由題意可設入射光線PQ的方程為:,
令,則,可得.
反射光線QAB的方程為:.
則,解得:.
入射光線所在直線的斜率的取值范圍為.
故選:C.
如圖
5、所示,由題意可設入射光線PQ的方程為:,可得反射光線QAB的方程為:利用直線與圓相交可得,解出即可得出.
本題考查了入射光線與反射光線的性質、對稱性、直線與圓的位置關系、點到直線的距離公式,考查了推理能力與計算能力,屬于中檔題.
6. 直線l:為參數(shù)與圓C:為參數(shù)的位置關系是
A. 相離 B. 相切
C. 相交且過圓心 D. 相交但不過圓心
(正確答案)D
解:把圓的參數(shù)方程化為普通方程得:,
圓心坐標為,半徑,
把直線的參數(shù)方程化為普通方程得:,
圓心到直線的距離,
又圓心不在直線上,
則直線與圓的位置關系為相交但不過圓心.
故選:D.
把圓的方程及直線的方
6、程化為普通方程,然后利用點到直線的距離公式求出圓心到已知直線的距離d,判定發(fā)現(xiàn)d小于圓的半徑r,又圓心不在已知直線上,則直線與圓的位置關系為相交但不過圓心.
本題考查了參數(shù)方程與普通方程的互化,及直線與圓的位置關系,其中直線與圓的位置關系為:為圓心到直線的距離,r為圓的半徑,直線與圓相交;,直線與圓相切;,直線與圓相離,是基礎題.
7. 若直線與圓有兩個不同的公共點,則實數(shù)m的取值范圍是
A. B.
C. D.
(正確答案)D
解:圓化為,圓的圓心坐標,半徑為
直線與圓有兩個不同的公共點,
故選D.
利用圓心到直線的距離小于半徑,建立不等式
7、,即可確定實數(shù)m的取值范圍.
本題考查直線和圓的方程的應用,解題的關鍵是利用圓心到直線的距離小于半徑,建立不等式,屬于中檔題.
8. 設直線與圓相交于A,B兩點,O為坐標原點,若為等邊三角形,則實數(shù)a的值為
A. B. C. D.
(正確答案)B
解:由圓的方程得到圓心坐標為,半徑,
由為等邊三角形,得圓心到直線的距離,
解得:.
故選B.
由圓的標準方程找出圓心坐標與半徑r,利用為等邊三角形,點到直線的距離公式列出關于a的方程,求出方程的解即可得到a的值.
此題考查了直線與圓的位置關系,涉及的知識有:圓的標準方程,點到直線的距離公式,其中由為等邊三角形,得
8、圓心到直線的距離是解本題的關鍵.
9. 已知直線l過圓的圓心,且與直線垂直,則l的方程是
A. B. C. D.
(正確答案)D
解:由題意可得所求直線l經(jīng)過點,斜率為1,
故l的方程是,即,
故選:D.
由題意可得所求直線l經(jīng)過點,斜率為1,再利用點斜式求直線l的方程.
本題主要考查用點斜式求直線的方程,兩條直線垂直的性質,屬于基礎題.
10. 若直線截得圓的弦長為2,則的最小值為
A. 4 B. 12 C. 16 D. 6
(正確答案)D
解:圓的半徑為1,圓心
直線截得圓的弦長為2,
直線經(jīng)過圓的圓心.
可得:.
則.
當且僅當
9、,時取等號.
故選:D.
利用已知條件求出m,n的關系式,然后利用基本不等式求解最值即可.
本題考查基本不等式的應用,直線與圓的位置關系的應用,考查轉化思想以及計算能力.
11. 已知圓截直線所得弦的長度為4,則實數(shù)a的值是
A. B. C. D.
(正確答案)B
解:圓即,
故弦心距.
再由弦長公式可得,,
故選:B.
把圓的方程化為標準形式,求出弦心距,再由條件根據(jù)弦長公式求得a的值.
本題主要考查直線和圓的位置關系,點到直線的距離公式,弦長公式的應用,屬于基礎題.
12. 若直線與圓相切,則a的值為
A. 1 B. C. D.
10、(正確答案)D
解:圓的圓心坐標為,半徑為1,
直線與圓相切,
圓心到直線的距離,
即,
解得:.
故選D.
由直線與圓相切,得到圓心到直線的距離等于圓的半徑,利用點到直線的距離公式列出關于a的方程,求出方程的解即可得到a的值
本題考查了直線與圓的位置關系,當直線與圓相切時,圓心到直線的距離等于圓的半徑,熟練掌握此性質是解本題的關鍵.
二、填空題(本大題共4小題,共20分)
13. 設直線與圓C:相交于A,B兩點,若,則圓C的面積為______ .
(正確答案)
解:圓C:的圓心坐標為,半徑為,
直線與圓C:相交于A,B兩點,且,
圓心到直線的距離,
即,
11、解得:,
故圓的半徑.
故圓的面積,
故答案為:
圓C:的圓心坐標為,半徑為,利用圓的弦長公式,求出a值,進而求出圓半徑,可得圓的面積.
本題考查的知識點是直線與圓相交的性質,點到直線的距離公式,難度中檔.
14. 已知直線l:與圓交于A,B兩點,過A,B分別作l的垂線與x軸交于C,D兩點,若,則 ______ .
(正確答案)4
解:由題意,,圓心到直線的距離,
,
直線l的傾斜角為,
過A,B分別作l的垂線與x軸交于C,D兩點,
.
故答案為:4.
先求出m,可得直線l的傾斜角為,再利用三角函數(shù)求出即可.
本題考查直線與圓的位置關系,考查弦長的計算
12、,考查學生的計算能力,比較基礎.
15. 在上隨機地取一個數(shù)k,則事件“直線與圓相交”發(fā)生的概率為______.
(正確答案)
解:圓的圓心為,半徑為3.
圓心到直線的距離為,
要使直線與圓相交,則,解得.
在區(qū)間上隨機取一個數(shù)k,使直線與圓相交相交的概率為.
故答案為:.
利用圓心到直線的距離小于半徑可得到直線與圓相交,可求出滿足條件的k,最后根據(jù)幾何概型的概率公式可求出所求.
本題主要考查了幾何概型的概率,以及直線與圓相交的性質,解題的關鍵弄清概率類型,同時考查了計算能力,屬于基礎題.
16. 直線被圓截得的弦長為,則直線的傾斜角為______.
(正確答案)
13、或
解:圓的圓心,半徑,
圓心到直線的距離,
直線被圓截得的弦長為,
,
解得,
直線的傾斜角為或.
故答案為:或.
求出圓心到直線的距離,由直線被圓截得的弦長為,得,由此能求出直線的傾斜角.
本題考查直線的傾斜角的求法,考查直線、圓、點到直線的距離公式等基礎知識,考查推理論證能力、運算求解能力,考查函數(shù)與方程思想,是基礎題.
三、解答題(本大題共3小題,共30分)
17. 以坐標原點為極點,以x軸的非負半軸為極軸建立極坐標系,已知曲線C的極坐標方程為,直線l的參數(shù)方程為為參數(shù).
點P在曲線C上,Q在直線l上,若,求線段的最小值;
設直線l與曲線C有兩個不同的交點
14、,求直線l的斜率k的范圍.
(正確答案)解:時,易知直線l的方程為,分
曲線C:的普通方程為分
由題意知的最小值為圓心到直線的距離減去半徑,
所以分
因為時,直線l與C沒有交點,
所以直線l可化為普通方程為,分
令,即,
當圓心到直線的距離等于半徑時,即,
解得,此時它們相切,分
所以分
點P在曲線C上,Q在直線l上,若,利用的最小值為圓心到直線的距離減去半徑,即可求線段的最小值;
設直線l與曲線C有兩個不同的交點,當圓心到直線的距離等于半徑時,即,即可求直線l的斜率k的范圍.
本題考查直線與圓的位置關系,考查參數(shù)方程、極坐標方程、直角坐標方程的互化,考查學
15、生分析解決問題的能力,屬于中檔題.
18. 已知直線l經(jīng)過點,傾斜角,
寫出直線l的參數(shù)方程;
設l與圓相交于兩點A,B,求點P到A,B兩點的距離之積.
(正確答案)解:直線的參數(shù)方程為,即分
把直線代入,
得,,
則點P到A,B兩點的距離之積為2.
利用公式和已知條件直線l經(jīng)過點,傾斜角,寫出其極坐標再化為一般參數(shù)方程;
由題意將直線代入,從而求解.
此題考查參數(shù)方程與普通方程的區(qū)別和聯(lián)系,兩者要會互相轉化,根據(jù)實際情況選擇不同的方程進行求解,這也是每年高考必的熱點問題.
19. 在平面直角坐標系xOy中,已知點,,直線l與AB平行.
求直線l的斜率;
已
16、知圓C:與直線l相交于M,N兩點,且,求直線l的方程;
在的圓C上是否存在點P,使得?若存在,求點P的個數(shù);若不存在,說明理由.
(正確答案)解:點,,直線l與AB平行,
直線l的斜率.
圓C:,圓C的標準方程為:,圓心,半徑為2,
由知直線l的斜率,
設直線l的方程為,
則圓心C到直線l的距離,
,
而,,
解得或,
故直線l的方程為或.
假設圓C上存在點P,設,則,
,
整理,得,即,
,
圓與圓相交,
點P的個數(shù)為2.
由點,,直線l與AB平行,利用斜率公式和直線與直線平行的性質能求出直線l的斜率.
圓C的標準方程為:,圓心,半徑為2,設直線l的方程為,求出圓心C到直線l的距離,由,求出或,由此能求出直線l的方程.
假設圓C上存在點P,設,則,由,得到,從而求出圓與圓相交,由此能求出點P的個數(shù).
本題考查直線的斜率、直線方程、滿足條件的點的個數(shù)的求法,涉及到斜率、直線、圓、直線與直線平行、點到直線距離公式、圓與圓的位置關系等基礎知識,考查推理論證能力、運算求解能力,考查化歸與轉化思想、函數(shù)與方程思想,是中檔題.