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文檔簡(jiǎn)介

第11講直線與圓熱點(diǎn)調(diào)研A.1C.3B.2D.4調(diào)研一 直線的方程【典例

1】

(直線的方程)(1)(2014·湖南長(zhǎng)沙二模)過點(diǎn)(1,3)作直線l,若經(jīng)過點(diǎn)(a,0)和(0,b),且

a∈N*,b∈N*,則可作出的直線

l

的條數(shù)為(

)1

3a

b【解析】

由題意得

=1?(a-1)(b-3)=3.又

a∈N*,b*∈N

,所以有兩個(gè)解b=6,或a=2,

a=4,b=4.【答案】

B(2)(2014·皖南八校聯(lián)考)已知直線l1:(k-3)x+(4-k)y+1=0與

l2:2(k-3)x-2y+3=0

平行,則

k

的值是

.【解線平行,滿足條件;當(dāng)k≠3

時(shí),要4-k1

1

1≠3,即2=

-2

≠3,解得k=5,綜上得k=3

或k=5.【答案】

3

5(3)直線l

通過兩直線7x+5y-24=0

和x-y=0

的交點(diǎn),且點(diǎn)(5,1)到l

的距離為A.3x+y+4=0C.3x-y-4=010,則l

的方程是(B.3x-y+4=0D.x-3y-4=0)【解析】由7x+5y-24=0,x-y=0,得交點(diǎn)(2,2).設(shè)l

的方y(tǒng)-2=k(x-2),即kx-y+2-2k=0,∴|5k-1+2-2k|k2+-12=

10,解得k=3.∴l(xiāng)

的方3x-y-4=0.【答案】

C探究(1)判定兩直線平行的方法:①判定兩直線的斜率是否存在,若存在,可先化成斜截式,若k1=k2,且b1≠b2,則兩直線平行;若斜率都不存在,還要判定是否重合.②直接用以下方法,可避免對(duì)斜率是否存在進(jìn)行:設(shè)直線l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,l1∥l2?A1B2-A2B1=0

且B1C2-B2C1≠0.(2)判定兩直線垂直的方法:①判定兩直線的斜率是否存在,若存在,可先化成斜截式,若k1·k2=-1,則兩直線垂直;若一條直線的斜率不存在,另一條直線的斜率為0,則兩直線也垂直.②直接用以下方法,可避免對(duì)斜率是否存在進(jìn)行:設(shè)直線l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,l1⊥l2?A1A2+B1B2=0.【對(duì)點(diǎn)練

1】

(1)(2014·河北衡水中學(xué)期中)過點(diǎn)(-1,1)的直線截圓

x2+y2-2x-4y-11=0

所得的弦長(zhǎng)為

4

3,則該直線的方

.【解析】

當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線方

y-1=k(x+1),即kx-y+k+1=0,圓x2+y2-2x-4y-11=0

的圓心為(1,2),半徑r=4,∴圓心(1,2)到該直線的距離d==|k-2+k+1|

|2k-1|k2+1

k2+1.3∵d2+(2 3)2=r2,∴(

|2k-1|

)2=16-12=4?k=-

.4k2+13x+4y-1=0.故所求直線的方當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線方線符合題意.故所求直線的方【答案】x=-1

或3x+4y-1=0(2)(2014·

固原二模)若m>0,n>0,點(diǎn)(-m,n)關(guān)于直線x+y-1=0

的對(duì)稱點(diǎn)在直線

x-y+2=0

上,則1

4m+n的最小值等于

.【解析】

由題意知(-m,n)關(guān)于直線

x+y-1=0

的對(duì)稱點(diǎn)為(1-n,1+m).依題意可知1-n-(1+m)+2=0,即m+n=2.于是1

+4=1(m+n)(

1

+4)

1×(5+

n

4m)≥1×(5+2×2)m

n

2

m n

=2

m+

n

29=2.【答案】92(3)(2014·

兩校聯(lián)考)已知點(diǎn)A(-2,0),B(1,0),C(0,1),若直線

y=kx

將△ABC

分割為兩個(gè)部分,則當(dāng)這兩部分的面積之積取得最大值時(shí),k

的值為(

)A

3

3.-2

B.-4C

4

2.-3

D.-3【解析】

根據(jù)選項(xiàng)考慮

k<0,此時(shí)直線

y=kx與線段

AC

相交,設(shè)交點(diǎn)為

D.如圖,線段

AC

的方

y

1

+1(-2≤x≤2),=2xD與

y=kx

聯(lián)立得

y

=2k-12k

1,從而△AOD的面積是2×2×2k2k-1=2k2k-1,四邊形OBCD

的面積為2-3

2k2k-1,令t=2k2k-1,則兩部3分的面積之積是t(2-t)≤(3t+2-t29

3

2k)2=16,當(dāng)且僅當(dāng)t=4,即2k-13

3=4,即k=-2時(shí)等號(hào)成立.【答案】

A1.對(duì)稱問題.(1)對(duì)稱包括:①點(diǎn)—點(diǎn)—點(diǎn);②點(diǎn)—線—點(diǎn);③線—點(diǎn)—線;④線—線—線.(2)一般地,若點(diǎn)

M(a,b)關(guān)于直線l:Ax+By+C=0

的對(duì)稱點(diǎn)為N(x0,y0),則由y0-b

A·-

=-1,x0-a

BA·0+B·

0x

+a

y

+b2

2+C=0,解出x0,y0

即得N

點(diǎn)坐標(biāo).(3)入射光線與反射光線所在直線關(guān)于反射面對(duì)稱.與Ax+B與Ax+By+C=0

垂直過A1x+B1y+C1=0

和A2x+B2y+A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0.調(diào)研二 圓的方程【典例

2】

(圓的方程)(1)(2014·山東)圓心在直線

x-2y=0

上的圓

C

y

軸的正半軸相切,圓

C

x

軸所得弦的長(zhǎng)為

2 3,則圓

C

的標(biāo)準(zhǔn)方

.【解析】

結(jié)合圖形用待定系數(shù)法求解.設(shè)圓

C

的圓心為(a,b)(b>0),由題意得

a=2b>0,且

a2=(

3)2+b2,解得a=2,b=1.∴所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方

(x-2)2+(y-1)2=4.【答案】

(x-2)2+(y-1)2=4(2)(2014·

肇慶一模)已知圓

C

的圓心是直線

x-y+1=0與

x

軸的交點(diǎn),且圓

C

與直線

x+y+3=0

相切,則圓

C

的方程是(

)A.(x+1)2+y2=2C.(x-1)2+y2=2B.(x+1)2+y2=8D.(x-1)2+y2=8【解析】

根據(jù)題意,直線

x-y+1=0

x

軸的交點(diǎn)為y=0,x-y+1=0?(-1,0),因?yàn)閳A與直線x+y+3=0

相切,所以半徑為圓心到切線的距離,即r=d=|-1+0+3|12+12=

2,則圓的方程為(x+1)2+y2=2,故選A.【答案】

A【對(duì)點(diǎn)練

2】

(1)(2014·

安慶二模)已知圓

C

經(jīng)過

A(5,1),B(1,3)兩點(diǎn),圓心在

x

軸上,則

C

的方

.【解析】

線段

AB

的中垂線方10,所以圓軸的交點(diǎn)(2,0)即為圓心C

的坐標(biāo),所以半徑為|CB|=C

的方【答案】

(x-2)2+y2=10(2)(2014·陜西)若圓C

的半徑為1,其圓心與點(diǎn)(1,0)關(guān)于直線y=x

對(duì)稱,則圓

C

的標(biāo)準(zhǔn)方

.【解析等.圓C

的圓心為(0,1),半徑為1,標(biāo)準(zhǔn)方2(y-1)2=1.【答案】

x2+(y-1)2=1(3)(2014·濰坊模擬)已知拋物線

C:y2=2px(p>0)上一點(diǎn)P(2,m)(m>0),若P

到焦點(diǎn)F

的距離為4,則以

P

為圓心且與拋物線C的準(zhǔn)線相切的圓的標(biāo)準(zhǔn)方P2

2【解析】

由拋物線的性質(zhì)可知|PF|=x+p=2+

=4,得

pp=4,拋物線的方徑為|PF|=4,所以圓的標(biāo)準(zhǔn)方【答案】

(x-2)2+(y-4)2=161.圓的方程的確定.由圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和圓的一般方程,可以看出方程中都含有三個(gè)參變數(shù),因此必須具備三個(gè)獨(dú)立的條件,才能確定一個(gè)圓,求圓的方程時(shí),若能根據(jù)已知條件找出圓心和半徑,則可用直接法寫出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,否則可用待定系數(shù)法.幾何圓和圓的位置關(guān)系求得圓的方程.代數(shù)法:即用“待定系數(shù)法①根據(jù)題意選擇方程的形式;②利用條件列E,F(xiàn)

的方程組;③解②中的方程組,求得a,b,的對(duì)應(yīng)值,代入圓的標(biāo)準(zhǔn)方程或一般方程.調(diào)研三 直線與圓【典例

3】

(圓的切線)(1)(2014·南昌調(diào)研)已知過點(diǎn)(2,5)的直線l

與圓C:(x-2)2+(y-3)2=1

相切,設(shè)直線l

的傾斜角為θ,則cos2θ

的值為

【解析】

由題意知直線

l

的斜率存在,設(shè)為

k,則直線

l的方

y-5=k(x-2),即

kx-y-2k+5=0,因?yàn)橹本€

l

與圓

C(x-2)2+(y-3)2=1

相切,所以圓心(2,3)到直線

l

的距離

d=|2k-3-2k+5|k2+12=1,解得

k

=3,所以

k=± 3,所以

tanθ=±

3,則

θ

π

1=3或3

,所以2θ=

3

或3

,cos2θ=-2.1【答案】

-2【探究】本題設(shè)問巧妙,主要考查直線與圓的位置關(guān)系、點(diǎn)到直線的距離公式及三角函數(shù)求值等知識(shí).解題時(shí),通過設(shè)出直線方程,由點(diǎn)到直線的距離公式把直線與圓相切的位置關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)化,求得直線的傾斜角,進(jìn)而求得結(jié)果.(2)(2014·南通三次調(diào)研)在平面直角坐標(biāo)系xOy

中,圓C

的方x2+y2-4x=0.若直線y=k(x+1)上存在一點(diǎn)

P,使過

P

所作的圓的兩條切線相互垂直,則實(shí)【解析】

設(shè)過

P

所作的圓的兩條切線為

PA,PB,切點(diǎn)分別為A,B,連接CA,CB,則由兩切線相互垂直得四邊形PACB是邊長(zhǎng)為2

的正方形,所以

CP=2

2.又點(diǎn)P

是直線

y=k(x+1)上的一點(diǎn),所以圓心

C(2,0)到直線y=k(x+1)的距離d≤2

2,即|2k+k|k2+1≤22,解得-2

2≤k≤2 2,故實(shí)數(shù)

k

的取值范圍是[-2

2,2

2].【答案】[-2

2,2

2](3)(200

的兩條切線,設(shè)切點(diǎn)分別為

P,Q,則【解析】圓的標(biāo)準(zhǔn)方

(x-3)2+(y-4)2=5,則圓心為(3,4),半徑為5.如圖,設(shè)OC

與PQ

交于點(diǎn)M,|CO|=5,∴|OP|=

25-5=2

5.∴tan∠POC=|PC||OP|=21.在Rt△POC

中,|OC|·|PM|=|OP|·|PC|,∴|PM|=2 5×

55=2,∴|PQ|=2|PM|=4.【答案】

4【對(duì)點(diǎn)練

3】

(1)(2014·江西)在平面直角坐標(biāo)系中,A,B

分別是x

軸和y

軸上的動(dòng)點(diǎn),若以AB

為直徑的圓C

與直線2x+y-4=0

相切,則圓

C

面積的最小值為(

)4

3A.5πC.(6-25B.4π5)π

D.4π【解析】由題意得以AB

為直徑的圓C

過原點(diǎn)

O,圓心C為AB

的中點(diǎn),設(shè)D

為切點(diǎn),要使圓

C

的面積最小,只需圓的半徑最短,也只需|OC|+|CD|最小,其最小值為|OE|(過原點(diǎn)O

作直線2x+y-4=0

的垂線,垂足為

E)的長(zhǎng)度.由點(diǎn)到直線的距離公5

54式,得|OE|=

4

.∴圓C

面積的最小值為π(2

)2=

π.故選A.5【答案】

A(2)(2014·新課標(biāo) Ⅱ)設(shè)點(diǎn)

M(x0,1),若在圓

O:x2+y2=1上存在點(diǎn)

N,使得∠OMN=45°,則

x0

的取值范圍是

.【解析】建立三角不等式,利用兩點(diǎn)間距離公式找到x0

的取值范圍.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,MN

與⊙O

相切于點(diǎn)N.設(shè)∠OMN=θ,則θ≥45°,即sinθ≥2 |ON|

≥2

,即|OM|22

.而|ON|0=1,∴|OM|≤

2.∵M(jìn)

為(x0,1),∴

x2+1≤02,∴x2≤1.∴-1≤x0≤1,

∴x0

的取值范圍為[-1,1].【答案】

[-1,1]【探究】 知識(shí):三角不等式,兩點(diǎn)間距離公式.能力:能發(fā)現(xiàn)并建立不等式θ≥45°,考查了抽象概括能力和運(yùn)算求解能力.(3)(2在x=0

處的切線與圓x

+A.4

B.2

2C.2

D.

2【解析】因?yàn)閒′(x)=-1axbe

·a0,所以

f′(0)=-1

·a=-abeb即在x=0

處的切線斜率為k=-b.01a

f(0)=-1

=-

,所以切點(diǎn)be

b為(0,-1

,所以切線方

yb)1

a+b=-bx,即ax+by+1=0,圓心到直線ax+by+1=0

的距離d=1a2+b2=1,即a2+b2=1,所以1=a2+b2≥2ab,則0<ab≤2.1

又a2+b2=(a+b)2-2ab=1,所以(a+b)2=2ab+1≤1+1=2,則a+b≤2,所以a+b

的最大值是2,故選D.【答案】

D【典例

4】

(弦長(zhǎng)的綜合)(1)(2014·浙江)已知圓x2+y2+2x-2y+a=0

截直線

x+y+2=0

所得弦的長(zhǎng)度為

4,則實(shí)數(shù)

a

的值是(

)A.-2C.-6B.-4D.-8【解析】

先求出圓心、半徑以及圓心到直線的距離,再列方程求解.由圓的方程x2+y2+2x-2y+a=0

可得圓心為(-1,1),半徑r=

2-a.圓心到直線x+y+2=0

的距離為d=|-1+1+2|2=

2.2

2242由

r

=d

,得

2-a=2+4,所以

a=-4.【答案】

B(2)(2014·九江調(diào)研)若直線

l:y=kx+1

與曲線

C:y=1+2x-x2相交于

M,N

兩點(diǎn),且|MN|≤

3,則

k

的取值范圍是(

)A.(0,33]B.[

3

∞),+C.(0,

3]3D.[

3,+∞)【解析】由

y=1+

2x-x2可得(x-1)2+(y-1)2=1(y≥1),則曲線

C表示一個(gè)半圓,其圓心為

C(1,1).半徑為

1,而直線

y=kx+1過點(diǎn)(0,1),曲線

C

也過點(diǎn)(0,1).

,當(dāng)|MN|=

3時(shí),過圓心2C

作直線

l

的垂線,垂足為

D,則|MD|=|MN|

.=

2 3

又|MC|=1,所以∠DMC=6,所以

k=π

π

3tan6=

3

.由圖可知,當(dāng)直線

l

繞點(diǎn)(0,1)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),弦MN

的長(zhǎng)度越來越小,傾斜角越來越大,從而3斜率越來越大,故

k≥3

.【答案】

B(3)已知從點(diǎn)(-2,1)發(fā)出的一束光線,經(jīng)x

軸反射后,反射光線恰好平分圓

C:x2+y2-2x-2y+1=0

的圓周,則反射光線所在的直線方

(

)A.3x-2y-1=0C.2x-3y+1=0B.3x-2y+1=0D.2x-3y-1=0【解析】

由題意可知,反射光線經(jīng)過圓心(1,1),點(diǎn)(-2,1)關(guān)于x

軸的對(duì)稱點(diǎn)(-2,-1)在反射光線的反向延長(zhǎng)線上,所以反射光線所在的直線方y(tǒng)+1

x+2

1+1

1+2【答案】

C(4)(2014·蘇州調(diào)研)在直角坐標(biāo)系

xOy

中,已知A(-1,0),B(0,1),則滿足|PA|2-|PB|2=4

且在圓

x2+y2=4

上的點(diǎn)

P

的個(gè)數(shù)為

.【解析】

設(shè)

P(x,y),則|PA|2-|PB|2=(x+1)2+y2-x2-(y-1)2=4,化簡(jiǎn)得

x+y-2=0.又點(diǎn)P

在圓x2+y2=4

上,所以點(diǎn)

P的個(gè)數(shù)即直線x+y-2=0

與圓x2+y2=4

的公共點(diǎn)的個(gè)數(shù),又圓心(0,0)到直線x+y-2=0

的距離為2,小于圓的半徑

2,所以直線

x+y-2=0

與圓x2+y2=4

相交,即點(diǎn)P

的個(gè)數(shù)為2.【答案】

2【對(duì)點(diǎn)練

4】

(1)(2014· )直線

l1:y=x+a

l2:y=x+b

將單位圓

C:x2+y2=1

分成長(zhǎng)度相等的四段弧,則

a2+b2=

.【解析】

依題意,不妨設(shè)直線

y=x+a

與單位圓相交于

AB

兩點(diǎn),則∠AOB=90°.如圖,此時(shí)a=1,b=-1,滿足題意,所以a2+b2=2.【答案】

2(2)(2014·重慶)已知直線x-y+a=0

與圓心為C

的圓x2+y2+2x-4y-4=0

相交于

A,B

兩點(diǎn),且

AC⊥BC,則實(shí)數(shù)

a

的值為

.【解⊥BC

求得圓心到直線的距離,由點(diǎn)到由x2+y2+2x-4y-4=0,得(x+1)2+(y-2)2=9.所以圓C的圓心坐標(biāo)為C(-1,2),半徑為3,由AC⊥BC

可知△ABC

是直角邊長(zhǎng)為3

的等腰直角三角形,故可得圓心C

到直線x-y+a=02的距離為3

2

由點(diǎn)到直線的距離公式可得,|-1-2+a|2=3

22,解得a=0

或a=6.【答案】

0

6(3)(2014·南充市適應(yīng)性考試)兩條平行直線和圓的位置關(guān)系定義為:若兩條平行直線和圓有四個(gè)不同的公共點(diǎn),則稱兩條平行線和圓“相交”;若兩條平行直線和圓沒有公共點(diǎn),則稱兩條平行線和圓“相離”;若兩條平行直線和圓有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)不同的公共點(diǎn),則稱兩條平行線和圓“相切”.已知直線l1:2x-y+a=0,l2:2x-y+a2+1=0和圓:x2+y2+2x-4=0相切,則a

的取值范圍是()a>7

或a<-3a> 6或a<-6-3≤a≤-6或6≤a≤7D.a(chǎn)≥7

或a≤-3【解析】當(dāng)兩條平行直線和圓相交時(shí),有|2×-1+a|

5<

5,2|2×-1+a

+1|5<

5,解得-

6<a< 6;當(dāng)兩條平行直線和圓相離時(shí),有|2×-1+a|

5>

5,2|2×-1+a

+1|5>

5,解得

a<-3

或a>7,故所求6或6≤a≤7.故選

C.的a

的取值范圍是-3≤a≤-【答案】

C的最長(zhǎng)弦和最短弦(

)A.4

6C.12

6B.8

6D.16

6【解析】圓的方程可化為(x-1)2+(y-4)2=16,∴圓心

M(1,4),半徑r=4,

,顯然

E

在圓的

,設(shè)過

E

點(diǎn)的弦長(zhǎng)為

l,則

l=2

r2-d2=2 16-d2(d

表示弦心距).∴當(dāng)

d當(dāng)

d=

10時(shí),lmin=2

16∴S

1

1四邊形

ABCD=2|AC||BD|=2×8×26=8 6,故B【答案】

B1.圓的切線方程問題.(1)圓的方

x2+y2=r2(r>0),點(diǎn)

M(x0,y0),若點(diǎn)

M在⊙O上,則過

M

的切線方

x0x+y0y=r2;若點(diǎn)M

在⊙O

外,則直線

x0x+y0y=r2

與⊙O

的位置關(guān)系是相交;若點(diǎn)M在⊙O內(nèi),則直線

x0x+y0y=r2與⊙O的位置關(guān)系是相離.點(diǎn)為T,切線長(zhǎng)(3)求過一點(diǎn)的圓的上.若在圓上,該點(diǎn)為切點(diǎn);若不切線的點(diǎn)斜式方程,用待定系數(shù)法求解.注意就要檢驗(yàn)是否有斜率不存在的情況.2.有關(guān)圓的弦長(zhǎng)的求法.已知直線的斜率為k,直線與圓C

相交于A(x1,y1),B(x2,y2)兩點(diǎn),點(diǎn)C

到l

的距離為

d,圓的半徑為r.代數(shù)法:弦長(zhǎng)|AB|=

1+k2|x2-x1|=1+k2·

x1+x22-4x1x2.幾何法:弦長(zhǎng)|AB|=2

r2-d2.3.有關(guān)弦的中點(diǎn)問題.圓心與弦的中點(diǎn)連線和弦所在直線垂直,利用這條性質(zhì)可確定某些等量關(guān)系.弦心距、半徑、半弦長(zhǎng)組成直角三角形.4.與圓上點(diǎn)(x,y)有關(guān)代數(shù)式的最值問題的常見類型及解法.y-ba(1)形如u=x-型的最值問題,可轉(zhuǎn)化為過點(diǎn)(a,b)和點(diǎn)(x,的直線的斜率的最值問題.形如t=ax+by

型的最值問題,可轉(zhuǎn)化為動(dòng)直線的截距的最值問題.形如(x-a)2+(y-b)2型的最值問題,可轉(zhuǎn)化為動(dòng)點(diǎn)到定點(diǎn)的距離平方的最值問題.A.21C.9B.19D.-11調(diào)研四 圓與圓的位置關(guān)系【典例

5】

(圓與圓的位置關(guān)系)(1)(2014·湖南)若圓

C1:x2+y2=1

與圓

C2:x2+y2-6x-8y+m=0

外切,則

m=(

)【解析】

將圓

C2

的方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程,利用圓心距等于兩圓半徑之和求解.圓C2

的標(biāo)準(zhǔn)方又圓C1:x2+y2=1,∴|C1C2|=5.又∵兩圓外切,∴5=1+

25-m,解得

m=9.【答案】

C(2)(2014·浙江臺(tái)州中學(xué))若圓x2+y2=a2

與圓x2+y2+ay-6=0

的公共弦長(zhǎng)為2±2C.-23,則a

的值為(B.2D.無解)【解析】

x2+y2=a2

的圓心為原點(diǎn)

O,半徑

r=|a|.將圓x2+y2=a2

與圓x2+y2+ay-6=0

相減,可得a2+ay-6=0,即得兩圓的公共弦所在直線方-6=0

的距離

d=

6

a|.|a-設(shè)兩圓交于點(diǎn)

A,B,根據(jù)勾股定理可得a2=( 3)2+6

a)2,∴a2=4,∴a=±2.

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