湖南省新田一中高中数学必修二课时作业:4.2.3直线与圆的方程的应用基础达标1.在圆x2+y2-2x-6y=0内过点E(0,1)的最长弦和最短弦分别为AC和BD,则四边形ABCD的面积为().A.5B.10C.15D.20解析圆的方程化为标准形式为(x-1)2+(y-3)2=10,由圆的性质可知最长弦AC=2,最短弦BD恰以E(0,1)为中点,设点F为其圆心,坐标为(1,3).故EF=,∴BD=2=2,∴S四边形ABCD=AC·BD=10.答案B2.一束光线从点A(-1,1)出发经x轴反射到圆C:(x-2)2+(y-3)2=1上的最短距离是().A.4B.5C.3-1D.2解析圆C的圆心坐标为(2,3),半径r=1.点A(-1,1)关于x轴的对称点A′的坐标为(-1,-1).因A′在反射线上,所以最短距离为|A′C|-r,即-1=4.答案A3.若⊙O:x2+y2=5与⊙O1:(x-m)2+y2=20(m∈R)相交于A,B两点,且两圆在点A处的切线互相垂直,则线段AB的长度是________.解析两圆圆心分别为O(0,0),O1(m,0)且<|m|<3,又∵OA⊥O1A,∴m2=()2+(2)2=25,∴m=±5,∴AB=2×=4.答案4二、填空题4.已知圆O:x2+y2=5和点A(1,2),则过点A与圆O相切的直线与两坐标轴围成的三角形的面积等于________.解析∵点A(1,2)在圆x2+y2=5上,∴过点A与圆O相切的切线方程为x+2y=5,易知切线在坐标轴上的截距分别为5、,所以切线与坐标轴围成的三角形的面积为.答案5.集合A={(x,y)|x2+y2=4},B={(x,y)|(x-3)2+(y-4)2=r2},其中r>0,若A∩B为只有一个元素的集合,则r的值为________.解析由题意A∩B为只有一个元素的集合,则圆x2+y2=4与圆(x-3)2+(y-4)2=r2的位置关系为相切:内切或外切.由条件知两圆连心线的长为|C1C2|==5,当两圆内切时,|C1C2|=|r1-r2|,即5=|2-r|,又r>0,得r=7.当两圆外切时,|C1C2|=|r1+r2|,即5=|2+r|,又r>0,得r=3.答案3或76.从原点向圆x2+y2-12y+27=0作两条切线,则这两条切线的夹角等于________度.解析圆的方程可化为x2+(y-6)2=9,圆心为P(0,6),半径为3,过原点O作圆P的两条切线、切点为A、B(如图)在Rt△PAO中,|OP|=6,|PA|=3,∴∠AOP=30°,故两切线的夹角为60°.答案601三、解答题7.已知⊙C:(x-3)2+(y-4)2=1,点A(-1,0),B(1,0),点P是圆上一动点,求d=|PA|2+|PB|2的最大、最小值及对应的P点坐标.解设点P为(x0,y0),则d=(x0+1)2+y+(x0-1)2+y=2(x+y)+2,欲求d的最大、最小值,只需求μ=x+y的最大、最小值,此即求⊙C上点到原点距离之平方的最大、最小值.设直线OC交⊙C于P1(x1,y1)、P2(x2,y2),则μmin=(|OC|-1)2=16=|OP1|2,此时OP1∶P1C=4,∴dmin=34,对应P1坐标为,同理可得dmax=74,对应P2坐标为.能力提升8.过点P(2,3)向圆C:x2+y2=1上作两条切线PA,PB,则弦AB所在的直线方程为().A.2x-3y-1=0B.2x+3y-1=0C.3x+2y-1=0D.3x-2y-1=0解析弦AB可以看作是以PC为直径的圆与圆x2+y2=1的交线,而以PC为直径的圆的方程为(x-1)2+=.根据两圆的公共弦的求法,可得弦AB所在的直线方程为:(x-1)2+--(x2+y2-1)=0,整理可得2x+3y-1=0,故选B.答案B9.函数y=-的值域为________.解析显然函数的定义域为R,y=-设P(x,0),A,B为平面上三点,则|PA|==,|PB|==.y=|PB|-|PA|.∵||PB|-|PA||<|AB|,且|AB|=1,∴|y|<1,即-1<y<1,故函数的值域为(-1,1).答案(-1,1)10.圆M:x2+y2-4x-2y+4=0.(1)若圆M的切线在x轴上的截距是y轴上的截距的2倍,求切线的方程;(2)从圆外一点P(a,b),向该圆引切线PA,切点为A,且|PA|=|PO|,O为坐标原点.求证:以PM为直径的圆过异于M的定点,并求该定点的坐标.解(1)当切线过原点时,由题意可设切线为y=kx,由=1,得k=,k=0(舍).当切线不过原点时,设切线为+=1.即x+2y=2m,由=1,得2m=4±,所以x+2y=4±.所以所求的切线方程为y=x,x+2y=4±.(2)由条件|PA|=|PO|,即|PA|2=|PO|2,得(a-2)2+(b-1)2-1=a2+b2,得2a+b=2,以PM为直径的圆的方程为x2+y2-(2+a)x-(b+1)y+b+2a=0,x2+y2-(2+a)x-(3-2a)y+2=0.2所以得或所以异于M的定点为.3