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人教版高中数学选择性必修第一册2.4《圆的方程》同步精选卷一、选择题已知点P在圆x2+y2=5上,点Q(0,-1),则线段PQ的中点的轨迹方程是( )A.x2+y2-x=0B.x2+y2+y-1=0C.x2+y2-y-2=0D.x2+y2-x+y=0方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圆,则实数a的取值范围是( )A.(-∞,-2)∪(,+∞)B.(-,0)C.(-2,0)D.(-2,)圆x2+y2-2x-2y+1=0上的点到直线x-y=2距离的最大值是( )A.1+B.2C.1+D.2+2圆(x-2)2+y2=4关于直线y=x对称的圆的方程是( )A.(x-)2+(y-1)2=4B.(x-)2+(y-)2=4C.x2+(y-2)2=4D.(x-1)2+(y-)2=4圆心在y轴上,半径为1,且过点(1,2)的圆的方程是( )A.x2+(y-2)2=1B.x2+(y+2)2=1C.(x-1)2+(y-3)2=1D.x2+(y-3)2=1一个圆经过点(0,1),(0,-1)和(2,0),且圆心在x轴的正半轴上,则该圆的标准方程为( )A.(x-)2+y2=B.(x+)2+y2=C.(x-)2+y2=D.(x-)2+y2=过点(-4,0)作直线l与圆x2+y2+2x-4y-20=0交于A,B两点,若|AB|=8,则直线l的方程为( )A.5x+12y+20=0B.5x+12y+20=0或x+4=0C.5x-12y+20=0D.5x-12y+20=0或x+4=0
已知直线l:x+ay-1=0(a∈R)是圆C:x2+y2-4x-2y+1=0的对称轴.过点A(-4,a)作圆C的一条切线,切点为B,则|AB|=( )A.2B.4C.6D.2已知在圆M:x2+y2-4x+2y=0内,过点E(1,0)的最长弦和最短弦分别是AC和BD,则四边形ABCD的面积为( )A.3B.6C.4D.2由直线y=x+1上的一点向圆C:x2-6x+y2+8=0引切线,则切线长的最小值为( )A.1B.2C.D.3若方程-x-m=0有实数解,则实数m的取值范围( )A.-4≤m≤4B.-4≤m≤4C.-4≤m≤4D.4≤m≤4已知a,b是实数,若圆(x-1)2+(y-1)2=1与直线(a+1)x+(b+1)y-2=0相切,则a+b的取值范围是( )A.[2-2,2+]B.(-∞,2-2]∪[2+2,+∞)C.(-∞,-2]∪[2,+∞)D.(-∞,-2]∪[2+2,+∞)二、填空题圆x2+y2+2x-2y=0的半径为________.已知在平面直角坐标系中,O(0,0),A(2,4),B(6,2),则三角形OAB的外接圆的方程是__________.若直线2x+y+m=0过圆x2+y2-2x+4y=0的圆心,则m的值为________.已知AB为圆x2+y2=1的一条直径,点P为直线x-y+2=0上任意一点,则·的最小值为________.
三、解答题已知过原点的动直线l与圆C1:x2+y2-6x+5=0相交于不同的两点A,B.(1)求圆C1的圆心坐标;(2)求线段AB的中点M的轨迹C的方程.已知圆的方程为x2+y2-6x-6y+14=0,求过点A(-3,-5)的直线交圆的弦PQ的中点M的轨迹方程.设圆的方程为x2+y2=4,过点M(0,1)的直线l交圆于点A、B,O是坐标原点,点P为AB的中点,当l绕点M旋转时,求动点P的轨迹方程.
已知圆C经过点A(2,-1),和直线x+y=1相切,且圆心在直线y=-2x上.(1)求圆C的方程;(2)已知直线l经过原点,并且被圆C截得的弦长为2,求直线l的方程.已知圆C:(x-1)2+(y-2)2=25,直线l:(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0(m∈R).(1)求证:直线l恒过定点;(2)判断直线l与圆C的位置关系;(3)当m=0时,求直线l被圆C截得的弦长.
已知圆C:x2+(y-1)2=5,直线l:mx-y+1-m=0.(1)求证:对m∈R,直线l与圆C总有两个不同的交点;(2)若直线l与圆C交于A、B两点,当|AB|=时,求m的值.已知过原点的动直线l与圆C1:x2+y2-6x+5=0相交于不同的两点A,B.(1)求圆C1的圆心坐标;(2)求线段AB的中点M的轨迹C的方程;(3)是否存在实数k,使得直线L:y=k(x-4)与曲线C只有一个交点?若存在,求出k的取值范围;若不存在,说明理由.
答案解析答案为:B解析:设P(x0,y0),PQ中点的坐标为(x,y),则x0=2x,y0=2y+1,代入圆的方程即得所求的方程是4x2+(2y+1)2=5,化简得x2+y2+y-1=0.故选B.答案为:D.解析:方程化简为2+(y+a)2=1-a-表示圆,则1-a->0,解得-2<a<.]答案为:A.解析:将圆的方程化为(x-1)2+(y-1)2=1,圆心坐标为(1,1),半径为1,则圆心到直线x-y=2的距离d==,故圆上的点到直线x-y=2距离的最大值为d+1=+1,选A.]答案为:D.解析:设所求圆的圆心为(a,b),则∴∴圆的方程为(x-1)2+(y-)2=4.]答案为:A.解析:设圆心为(0,a),则=1,解得a=2,故圆的方程为x2+(y-2)2=1.故选A.]答案为:C解析:由题意可得圆经过点(0,1),(0,-1)和(2,0),设圆的方程为(x-a)2+y2=r2(a>0),则,解得a=,r2=,则该圆的标准方程为(x-)2+y2=.答案为:B解析:圆的标准方程为(x+1)2+(y-2)2=25,由|AB|=8知,圆心(-1,2)到直线l的距离d=3.当直线l的斜率不存在,即直线l的方程为x=-4时,符合题意.当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=k(x+4),即kx-y+4k=0.则有=3,∴k=-.
此时直线l的方程为5x+12y+20=0.故选B.答案为:C解析:圆C的标准方程为(x-2)2+(y-1)2=22,圆心为C(2,1),半径r=2,由直线l是圆C的对称轴,知直线l过圆心C,所以2+a×1-1=0,a=-1,所以A(-4,-1),于是|AC|2=40,所以|AB|===6.故选C.答案为:D解析:圆x2+y2-4x+2y=0可化为(x-2)2+(y+1)2=5,圆心M(2,-1),半径r=,最长弦为圆的直径,∴AC=2.∵BD为最短弦,∴AC与BD垂直,易求得ME=,∴BD=2BE=2=2.S四边形ABCD=S△ABD+S△BDC=BD·EA+BD·EC=BD·(EA+EC)=BD·AC=×2×2=2.故选D.答案为:C解析:解法一:切线长的最小值在直线y=x+1上的点与圆心距离最小时取得,圆心(3,0)到直线的距离为d==2,圆的半径长为r=1,故切线长的最小值为==.解法二:易知P(m,m+1)在直线y=x+1上,由切线长公式得|PC|==,由m∈R可得|PC|min=.答案为:B解析:由题意知方程=x+m有实数解,分别作出y=与y=x+m的图象,如图,若两图象有交点,需-4≤m≤4.故选B.答案为:B
解析:∵圆(x-1)2+(y-1)2=1与直线(a+1)x+(b+1)y-2=0相切,∴圆心到直线的距离d==1,即ab=a+b+1,∴a+b+1≤,∴a+b≤2-2或a+b≥2+2,故选B.二、填空题答案为:解析:由x2+y2+2x-2y=0,得(x+1)2+(y-1)2=2,所以所求圆的半径为.答案为:x2+y2-6x-2y=0解析:法一:设三角形OAB的外接圆方程是x2+y2+Dx+Ey+F=0,依题意可得解得故三角形OAB的外接圆的方程是x2+y2-6x-2y=0.法二:因为直线OA的斜率kOA==2,直线AB的斜率kAB==-,kAB×kOA=2×(-)=-1,所以三角形OAB是直角三角形,点A为直角顶点,OB为斜边,因为|OB|==,故外接圆的半径r===,又OB的中点坐标为(3,1),故三角形OAB的外接圆的标准方程为(x-3)2+(y-1)2=10,即x2+y2-6x-2y=0.答案为:0解析:圆x2+y2-2x+4y=0的圆心为C(1,-2),因为直线2x+y+m=0过圆x2+y2-2x+4y=0的圆心,所以圆心C(1,-2)在直线2x+y+m=0上,所以2×1-2+m=0,解得m=0.答案为:1.解析:由题意,设A(cosθ,sinθ),P(x,x+2),则B(-cosθ,-sinθ),∴=(cosθ-x,sinθ-x-2),=(-cosθ-x,-sinθ-x-2),∴·=(cosθ-x)(-cosθ-x)+(sinθ-x-2)·(-sinθ-x-2)
=x2+(x+2)2-cos2θ-sin2θ=2x2+4x+3=2(x+1)2+1,当且仅当x=-1,即P(-1,1)时,·取最小值1.三、解答题解:(1)把圆C1的方程化为标准方程得(x-3)2+y2=4,∴圆C1的圆心坐标为C1(3,0).(2)设M(x,y),∵A,B为过原点的直线l与圆C1的交点,且M为AB的中点,∴由圆的性质知:MC1⊥MO,∴·=0.又∵=(3-x,-y),=(-x,-y),∴由向量的数量积公式得x2-3x+y2=0.易知直线l的斜率存在,∴设直线l的方程为y=mx,当直线l与圆C1相切时,d==2,解得m=±.把相切时直线l的方程代入圆C1的方程化简得9x2-30x+25=0,解得x=.当直线l经过圆C1的圆心时,M的坐标为(3,0).又∵直线l与圆C1交于A,B两点,M为AB的中点,∴
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