届高考数学第二轮知识点强化练习题32Word格式.docx
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位置关系
l1:
y=k1x+b1
l2:
y=k2x+b2
A1x+B1y+C1=0
A2x+B2y+C2=0
平行
k1=k2,且b1≠b2
A1B2-A2B1=0,且B1C2-B2C1≠0
相交
k1≠k2
特别地,
l1⊥l2⇒k1k2=-1
A1B2≠A2B1
特别地,l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0
重合
k1=k2且b1=b2
A1B2-A2B1=0且B1C2-B2C1=0
2.与直线y=kx+b平行的直线设为y=kx+b1,垂直的直线设为y=-
x+m(k≠0);
与直线Ax+By+C=0平行的直线设为Ax+By+C1=0,垂直的直线设为Bx-Ay+C1=0.求两平行直线之间的距离可直接代入距离公式,也可在其中一条直线上取一点,求其到另一条直线的距离.
2.(文)(2018·
安徽文,8)直线3x+4y=b与圆x2+y2-2x-2y+1=0相切,则b的值是( )
A.-2或12B.2或-12
C.-2或-12D.2或12
[解析] 考查1.直线与圆的位置关系;
2.点到直线的距离公式.
∵直线3x+4y=b与圆心为(1,1),半径为1的圆相切,
∴
=1⇒b=2或12,故选D.
(理)(2018·
辽宁葫芦岛市一模)已知圆C与直线x-y=0及x-y-4=0都相切,圆心在直线x+y=0上,则圆C的方程为( )
A.(x+1)2+(y-1)2=2
B.(x-1)2+(y+1)2=2
C.(x-1)2+(y-1)2=2
D.(x+1)2+(y+1)2=2
[解析] 由题意知,圆心C既在与两直线x-y=0与x-y-4=0平行且距离相等的直线上,又在直线x+y=0上,设圆心C(a,-a),半径为r,则由已知得
,解得a=1,∴r=
,故选B.
[方法点拨] 1.点与圆的位置关系
①几何法:
利用点到圆心的距离d与半径r的关系判断:
d>
r⇔点在圆外,d=r⇔点在圆上;
d<
r⇔点在圆内.
②代数法:
将点的坐标代入圆的标准(或一般)方程的左边,将所得值与r2(或0)作比较,大于r2(或0)时,点在圆外;
等于r2(或0)时,点在圆上;
小于r2(或0)时,点在圆内.
2.直线与圆的位置关系
直线l:
Ax+By+C=0(A2+B2≠0)与圆:
(x-a)2+(y-b)2=r2(r>
0)的位置关系如下表.
方法
几何法:
根据d=
与r的大小关系
代数法:
消元得一元二次方程,
根据判别式Δ的符号
r
Δ>
相切
d=r
Δ=0
相离
Δ<
3.求圆的方程有两类方法:
(1)几何法,通过研究圆的性质、直线和圆、圆与圆的位置关系,进而求得圆的半径和圆心,得出圆的方程;
(2)代数法,求圆的方程必须具备三个独立条件,利用“待定系数法”求出圆心和半径.
3.(文)(2018·
安徽文,6)过点P(-
,-1)的直线l与圆x2+y2=1有公共点,则直线l的倾斜角的取值范围是( )
A.(0,
]B.(0,
]
C.[0,
]D.[0,
]
[解析] 由题意可画出示意图:
易知过点P的圆的两切线为PA与PM.PA处倾斜角为0,在Rt△POM中易知PO=2,OM=1,∴∠OPM=
,∠OPA=
,
∴∠MPA=
,∵直线l倾斜角的范围是[0,
].
[方法点拨] 本题还可以设出直线l的方程y=kx+b,将P点代入得出k与b的关系,消去未知数b,再将直线代入圆方程,利用Δ>
0求出k的范围,再求倾斜角的范围.
1.求直线的方程常用待定系数法.
2.两条直线平行与垂直的判定可用一般式进行判定,也可以用斜率判定.
山东理,9)一条光线从点(-2,-3)射出,经y轴反射后与圆(x+3)2+(y-2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为( )
A.-
或-
B.-
C.-
D.-
[解析] 由光的反射原理知,反射光线的反向延长线必过点(2,-3),设反射光线所在直线的斜率为k,则其直线方程为y+3=k(x-2),即kx-y-2k-3=0,∵光线与圆(x+3)2+(y-2)2=1相切,∴
=1,∴12k2+25k+12=0,解得k=-
或k=-
.故选D.
4.(文)(2018·
湖南文,6)若圆C1:
x2+y2=1与圆C2:
x2+y2-6x-8y+m=0外切,则m=( )
A.21B.19
C.9D.-11
[答案] C
[解析] 本题考查了两圆的位置关系.
由条件知C1:
x2+y2=1,C2:
(x-3)2+(y-4)2=25-m,圆心与半径分别为(0,0),(3,4),r1=1,r2=
,由两圆外切的性质知,5=1+
,∴m=9.
[方法点拨] 圆与圆的位置关系
表现形式
几何表现:
圆心距d与r1、r2的关系
代数表现:
两圆方程联立组成的方程组的解的情况
r1+r2
无解
外切
d=r1+r2
一组实数解
|r1-r2|<
两组不同实数解
内切
d=|r1-r2|(r1≠r2)
内含
0≤d<
|r1-r2|(r1≠r2)
(理)一动圆过点A(0,1),圆心在抛物线y=
x2上,且恒与定直线l相切,则直线l的方程为( )
A.x=1B.x=
C.y=-
D.y=-1
[解析] ∵A(0,1)是抛物线x2=4y的焦点,又抛物线的准线为y=-1,∴动圆过点A,圆心C在抛物线上,由抛物线的定义知|CA|等于C到准线的距离,等于⊙C的半径,∴⊙C与定直线l:
y=-1总相切.
5.(文)(2018·
哈三中一模)直线x+y+
=0截圆x2+y2=4所得劣弧所对圆心角为( )
B.
[解析] 弦心距d=
=1,半径r=2,
∴劣弧所对的圆心角为
.
福建理,6)直线l:
y=kx+1与圆O:
x2+y2=1相交于A,B两点,则“k=1”是“△OAB的面积为
”的( )
A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件
C.充分必要条件D.既不充分又不必要条件
[答案] A
[解析] 圆心O(0,0)到直线l:
kx-y+10=0的距离d=
,弦长为|AB|=2
∴S△OAB=
×
|AB|·
d=
,∴k=±
1,
因此当“k=1”时,“S△OAB=
”,故充分性成立.
“S△OAB=
”时,k也有可能为-1,
∴必要性不成立,故选A.
[方法点拨] 1.直线与圆相交时主要利用半弦、半径、弦心距组成的直角三角形求解.
2.直线与圆相切时,一般用几何法体现,即使用d=r,而不使用Δ=0.
6.(2018·
太原市一模)已知在圆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.3
B.6
C.4
D.2
[解析] 圆的方程为(x-2)2+(y+1)2=5,圆的最长弦AC为直径2
;
设圆心M(2,-1),圆的最短弦BD⊥ME,∵ME=
,∴BD=2
=2
,故S四边形ABCD=
AC·
BD=
2
7.(2018·
重庆理,8)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.4
C.6D.2
[解析] 易知圆的标准方程C:
(x-2)2+(y-1)2=4,圆心O(2,1),又因为直线l:
x+ay-1=0是圆的对称轴,则该直线一定经过圆心,得知a=-1,A(-4,-1),又因为直线AB与圆相切,则△OAB为直角三角形,|OA|=
,|OB|=2,|AB|=
=6.
8.过点P(-2,3)且与两坐标轴围成的三角形面积为24的直线共有( )
A.1条B.2条
C.3条D.4条
[解析] 过P(-2,3)与x轴负半轴和y轴正半轴围成的三角形面积的最小值是12,所以过一、二、三象限可作2条,过一、二、四象限可作一条,过二、三、四象限可作一条,共4条.
9.(文)(2018·
江西理,9)在平面直角坐标系中,A、B分别是x轴和y轴上的动点,若以AB为直径的圆C与直线2x+y-4=0相切,则圆C面积的最小值为( )
πB.
π
C.(6-2
)πD.
[解析] 本题考查直线与圆的位置关系、抛物线的定义及数形结合求最值的数学思想.
依题意,∠AOB=90°
,∴原点O在⊙C上,又∵⊙C与直线2x+y-4=0相切,设切点为D,则|OC|=|CD|,∴圆C的圆心C的轨迹是抛物线,其中焦点为原点O,准线为直线2x+y-4=0.要使圆C的面积有最小值,当且仅当O、C、D三点共线,即圆C的直径等于O点到直线的距离,∴2R=
,∴R=
.S=πR2=
π.选A.
(理)两条平行直线和圆的位置关系定义为:
若两条平行直线和圆有四个不同的公共点,则称两条平行线和圆“相交”;
若两平行直线和圆没有公共点,则称两条平行线和圆“相离”;
若两平行直线和圆有一个、两个或三个不同的公共点,则称两条平行线和圆“相切”.已知直线l1:
2x-y+a=0,l2:
2x-y+a2+1=0和圆:
x2+y2+2x-4=0相切,则a的取值范围是( )
A.a>
7或a<
-3
B.a>
或a<
-
C.-3≤a≤-
或
≤a≤7
D.a≥7或a-3
[解析] 本题主要考查直线和圆的位置关系、补集思想及分析、理解、解决问题的能力.两条平行线与圆都相交时,
由
得-
<
a<
两条直线都和圆相离时,
得a<
-3,或a>
7,所以两条直线和圆“相切”时a的取值范围-3≤a≤-
≤a≤7,故选C.
[方法点拨] 与圆有关的最值问题主要题型有:
1.圆的半径最小时,圆面积最小.
2.圆上点到定点距离最大(小)值问题,点在圆外时,最大值d+r,最小值d-r(d是圆心到定点距离);
点在圆内时,最大值d+r,最小值r-d.
3.圆上点到定直线距离最值,设圆心到直线距离为d,直线与圆相离,则最大值d+r,最小值d-r;
直线与圆相交,则最大值d+r,最小值0.
4.P(x,y)为⊙O上一动点,求x、y的表达式(如x+2y,x2+y2等)的取值范围,一段利用表达式的几何意义转化.
二、填空题
10.(文)设直线mx-y+3=0与圆(x-1)2+(y-2)2=