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高中数学 第四章 圆与方程 4.2.1 直线与圆的位置关系课时分层作业(含解析)新人教A版必修2-新人教A版高一必修2数学试题VIP免费

高中数学 第四章 圆与方程 4.2.1 直线与圆的位置关系课时分层作业(含解析)新人教A版必修2-新人教A版高一必修2数学试题_第1页
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课时分层作业(二十五)直线与圆的位置关系(建议用时:60分钟)一、选择题1.圆(x+1)2+y2=2的圆心到直线y=x+3的距离为()A.1B.2C.D.2C[由圆的方程(x+1)2+y2=2,知圆心为(-1,0),故圆心到直线y=x+3,即x-y+3=0的距离d==.]2.圆心为(3,0)且与直线x+y=0相切的圆的方程为()A.(x-)2+y2=1B.(x-3)2+y2=3C.(x-)2+y2=3D.(x-3)2+y2=9B[由题意知所求圆的半径r==,故所求圆的方程为(x-3)2+y2=3,故选B.]3.若直线x-y+1=0与圆(x-a)2+y2=2有公共点,则实数a的取值范围是()A.[-3,-1]B.[-1,3]C.[-3,1]D.(-∞,-3]∪[1,+∞)C[圆(x-a)2+y2=2的圆心C(a,0)到直线x-y+1=0的距离为d,则d≤r=⇔≤⇔|a+1|≤2⇔-3≤a≤1.]4.过点P(1,-2)作圆C:(x-1)2+y2=1的两条切线,切点分别为A,B,则AB所在直线的方程为()A.y=-B.y=-C.y=-D.y=-B[圆(x-1)2+y2=1的圆心为(1,0),半径为1,以|PC|==2为直径的圆的方程为(x-1)2+(y+1)2=1,将两圆的方程相减得AB所在直线的方程为2y+1=0,即y=-.]5.圆(x-3)2+(y-3)2=9上到直线3x+4y-11=0的距离等于1的点有()A.1个B.2个C.3个D.4个C[圆心(3,3)到直线3x+4y-11=0的距离d==2,又r=3,故有3个点到直线3x+4y-11=0的距离等于1.]二、填空题6.若点P(1,2)在以坐标原点为圆心的圆上,则该圆在点P处的切线方程为________.x+2y-5=0[设切线斜率为k,则由已知得:k·kOP=-1.∴k=-,又∵P(1,2),∴切线方程x+2y-5=0.]7.过点(3,1)作圆(x-2)2+(y-2)2=4的弦,其中最短弦的长为________.2[设点A(3,1),易知圆心C(2,2),半径r=2.当弦过点A(3,1)且与CA垂直时为最短弦,|CA|==,∴半弦长===,∴最短弦的长为2.]8.在平面直角坐标系xOy中,以点(1,0)为圆心且与直线mx-y-2m-1=0(m∈R)相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为__________.(x-1)2+y2=2[先确定直线过的定点,再求圆的方程.直线mx-y-2m-1=0经过定点(2,-1).当圆与直线相切于点(2,-1)时,圆的半径最大,此时半径r满足r2=(1-2)2+(0+1)2=2.所以圆的标准方程为(x-1)2+y2=2.]三、解答题9.已知圆C的圆心与点P(-2,1)关于直线y=x+1对称,直线3x+4y-11=0与圆C相交于A,B两点,且|AB|=6,求圆C的方程.[解]设点P关于直线y=x+1的对称点为C(m,n),则由⇒故圆心C到直线3x+4y-11=0的距离d==3,所以圆C的半径的平方r2=d2+=18.故圆C的方程为x2+(y+1)2=18.10.已知圆C和y轴相切,圆心C在直线x-3y=0上,且被直线y=x截得的弦长为2,求圆C的方程.[解]设圆心坐标为(3m,m),∵圆C和y轴相切,∴圆C的半径为3|m|.∵圆心到直线y=x的距离为=|m|,由半径、弦心距、半弦长的关系,得9m2=7+2m2,∴m=±1.∴所求圆C的方程为(x-3)2+(y-1)2=9或(x+3)2+(y+1)2=9.1.已知2a2+2b2=c2,则直线ax+by+c=0与圆x2+y2=4的位置关系是()A.相交但不过圆心B.相交且过圆心C.相切D.相离A[∵2a2+2b2=c2,∴a2+b2=.∴圆心(0,0)到直线ax+by+c=0的距离d===<2,∴直线ax+by+c=0与圆x2+y2=4相交,又∵点(0,0)不在直线ax+by+c=0上,故选A.]2.直线l与圆x2+y2+2x-4y+a=0(a<3)相交于A,B两点,若弦AB的中点为C(-2,3),则直线l的方程为________.x-y+5=0[由圆的一般方程,可得圆心为M(-1,2).由圆的性质易知,M(-1,2)与C(-2,3)的连线与弦AB垂直,故有kAB×kMC=-1,即得kAB=1.故直线AB的方程为y-3=x+2,整理得x-y+5=0.]3.已知直线ax+y-2=0与圆心为C的圆(x-1)2+(y-a)2=4相交于A,B两点,且△ABC为等边三角形,则实数a=________.4±[圆心C(1,a)到直线ax+y-2=0的距离为.因为△ABC为等边三角形,所以|AB|=|BC|=2,所以+12=22,解得a=4±.]4.已知P是直线3x+4y+8=0上的动点,PA,PB是圆C:x2+y2-2x-2y+1=0的两条切线,A,B是切点.(1)求四边形PACB面积的最小值;(2)直线上是否存在点P,使∠BPA=60°,若存在,求出P点的坐标;若不存在,说明理由.[解](1)如图,连接PC,由P点在直线3x+4y+8=0上,可设P点坐标为.所以S四边形PACB=2S△PAC=2××|AP|×|AC|=|AP|.因为|AP|2=|PC|2-|CA|2=|PC|2-1,所以当|PC|2最小时,|AP|最小.因为|PC|2=(1-x)2+=+9.所以当x=-时,|PC|=9.所以|AP|min==2.即四边形PACB面积的最小值为2.(2)由(1)知圆心C到P点距离3为C到直线上点的最小值,若∠APB=60°易得需PC=2,这是不可能的,所以这样的点P是不存在的.

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