《【優(yōu)化方案】2020高中數(shù)學 第2章章末綜合檢測 新人教B版必修2》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《【優(yōu)化方案】2020高中數(shù)學 第2章章末綜合檢測 新人教B版必修2(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
(時間:120分鐘;滿分:150分)
一、選擇題(本大題共12小題,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.直線3ax-y-1=0與直線(a-)x+y+1=0垂直,則a的值是( )
A.-1或 B.1或
C.-或-1 D.-或1
解析:選D.由3a(a-)+(-1)×1=0,得a=-或a=1.
2.直線l1:ax-y+b=0,l2:bx-y+a=0(a≠0,b≠0,a≠b)在同一坐標系中的圖形大致是圖中的( )
解析:選C.直線l1:ax-y+b=0,斜率為a,在y軸上的截距為b,
設(shè)k1=a,m1=b.直線l2:bx-y+a
2、=0,斜率為b,在y軸上的截距為a,
設(shè)k2=b,m2=a.
由A知:因為l1∥l2,k1=k2>0,m1>m2>0,即a=b>0,b>a>0,矛盾.
由B知:k1<0m2>0,即a<0a>0,矛盾.
由C知:k1>k2>0,m2>m1>0,即a>b>0,可以成立.
由D知:k1>k2>0,m2>0>m1,即a>b>0,a>0>b,矛盾.
3.已知點A(-1,1)和圓C:(x-5)2+(y-7)2=4,一束光線從A經(jīng)x軸反射到圓C上的最短路程是( )
A.6-2 B.8
C.4 D.10
解析:選B.點A關(guān)于x軸對稱點A′(-1,-1),A′
3、與圓心(5,7)的距離為=10.∴所求最短路程為10-2=8.
4.圓x2+y2=1與圓x2+y2=4的位置關(guān)系是( )
A.相離 B.相切
C.相交 D.內(nèi)含
解析:選D.圓x2+y2=1的圓心為(0,0),半徑為1,圓x2+y2=4的圓心為(0,0),半徑為2,則圓心距0<2-1=1,所以兩圓內(nèi)含.
5.已知圓C:(x-a)2+(y-2)2=4(a>0)及直線l:x-y+3=0,當直線l被圓C截得的弦長為2時,a的值等于( )
A. B.-1
C.2- D.+1
解析:選B.圓心(a,2)到直線l:x-y+3=0的距離d==,依題意2+2=4,解得a=-
4、1.
6.與直線2x+3y-6=0關(guān)于點(1,-1)對稱的直線是( )
A.3x-2y-6=0
B.2x+3y+7=0
C.3x-2y-12=0
D.2x+3y+8=0
解析:選D.∵所求直線平行于直線2x+3y-6=0,
∴設(shè)所求直線方程為2x+3y+c=0,
由=,
∴c=8,或c=-6(舍去),
∴所求直線方程為2x+3y+8=0.
7.若直線y-2=k(x-1)與圓x2+y2=1相切,則切線方程為( )
A.y-2=(1-x)
B.y-2=(x-1)
C.x=1或y-2=(1-x)
D.x=1或y-2=(x-1)
解析:選B.數(shù)形結(jié)合答案容易錯選D,
5、但要注意直線的表達式是點斜式,說明直線的斜率存在,它與直線過點(1,2)要有所區(qū)分.
8.圓x2+y2-2x=3與直線y=ax+1的公共點有( )
A.0個 B.1個
C.2個 D.隨a值變化而變化
解析:選C.直線y=ax+1過定點(0,1),而該點一定在圓內(nèi)部.
9.過P(5,4)作圓C:x2+y2-2x-2y-3=0的切線,切點分別為A、B,四邊形PACB的面積是( )
A.5 B.10
C.15 D.20
解析:選B.∵圓C的圓心為(1,1),半徑為.
∴|PC|==5,
∴|PA|=|PB|==2,
∴S=×2××2=10.
10.若直線mx+
6、2ny-4=0(m、n∈R,n≠m)始終平分圓x2+y2-4x-2y-4=0的周長,則mn的取值范圍是( )
A.(0,1) B.(0,-1)
C.(-∞,1) D.(-∞,-1)
解析:選C.圓x2+y2-4x-2y-4=0可化為(x-2)2+(y-1)2=9,直線mx+2ny-4=0始終平分圓周,即直線過圓心(2,1),所以2m+2n-4=0,即m+n=2,mn=m(2-m)=-m2+2m=-(m-1)2+1≤1,當m=1時等號成立,此時n=1,與“m≠n”矛盾,所以mn<1.
11.已知直線l:y=x+m與曲線y=有兩個公共點,則實數(shù)m的取值范圍是( )
A.(-2
7、,2) B.(-1,1)
C.[1,) D.(-,)
解析:選C. 曲線y=表示單位圓的上半部分,畫出直線l與曲線在同一坐標系中的圖象,可觀察出僅當直線l在過點(-1,0)與點(0,1)的直線與圓的上切線之間時,直線l與曲線有兩個交點.
當直線l過點(-1,0)時,m=1;
當直線l為圓的上切線時,m=(注:m=-,直線l為下切線).
12.過點P(-2,4)作圓O:(x-2)2+(y-1)2=25的切線l,直線m:ax-3y=0與直線l平行,則直線l與m的距離為( )
A.4 B.2
C. D.
解析:選A.∵點P在圓上,
∴切線l的斜率k=-=-=.
8、
∴直線l的方程為y-4=(x+2),
即4x-3y+20=0.
又直線m與l平行,
∴直線m的方程為4x-3y=0.
故兩平行直線的距離為d==4.
二、填空題(本大題共4小題,請把答案填在題中橫線上)
13.過點A(1,-1),B(-1,1)且圓心在直線x+y-2=0上的圓的方程是________.
解析:易求得AB的中點為(0,0),斜率為-1,從而其垂直平分線為直線y=x,根據(jù)圓的幾何性質(zhì),這條直線應該過圓心,將它與直線x+y-2=0聯(lián)立得到圓心O(1,1),半徑r=|OA|=2.
答案:(x-1)2+(y-1)2=4
14.過點P(-2,0)作直線l交圓x2+y2
9、=1于A、B兩點,則|PA|·|PB|=________.
解析:過P作圓的切線PC,切點為C,在Rt△POC中,易求|PC|=,由切割線定理,|PA|·|PB|=|PC|2=3.
答案:3
15.若垂直于直線2x+y=0,且與圓x2+y2=5相切的切線方程為ax+2y+c=0,則ac的值為________.
解析:已知直線斜率k1=-2,直線ax+2y+c=0的斜率為-.∵兩直線垂直,∴(-2)·(-)=-1,得a=-1.圓心到切線的距離為,即=,∴c=±5,故ac=±5.
答案:±5
16.若直線3x+4y+m=0與圓x2+y2-2x+4y+4=0沒有公共點,則實數(shù)m的取值范圍
10、是__________.
解析:將圓x2+y2-2x+4y+4=0化為標準方程,
得(x-1)2+(y+2)2=1,圓心為(1,-2),半徑為1.若直線與圓無公共點,即圓心到直線的距離大于半徑,即d==>1,
∴m<0或m>10.
答案:(-∞,0)∪(10,+∞)
三、解答題(本大題共6小題,解答時應寫出必要的文字說明、證明過程或演算步驟)
17.三角形ABC的邊AC,AB的高所在直線方程分別為2x-3y+1=0,x+y=0,頂點A(1,2),求BC邊所在的直線方程.
解:AC邊上的高線2x-3y+1=0,
所以kAC=-.
所以AC的方程為y-2=-(x-1),
即3x
11、+2y-7=0,
同理可求直線AB的方程為x-y+1=0.
下面求直線BC的方程,
由得頂點C(7,-7),
由得頂點B(-2,-1).
所以kBC=-,直線BC:y+1=-(x+2),
即2x+3y+7=0.
18.一束光線l自A(-3,3)發(fā)出,射到x軸上,被x軸反射后與圓C:x2+y2-4x-4y+7=0有公共點.
(1)求反射光線通過圓心C時,光線l所在直線的方程;
(2)求在x軸上,反射點M的橫坐標的取值范圍.
解:圓C的方程可化為(x-2)2+(y-2)2=1.
(1)圓心C關(guān)于x軸的對稱點為C′(2,-2),過點A,C′的直線的方程x+y=0即為光線l所在直
12、線的方程.
(2)A關(guān)于x軸的對稱點為A′(-3,-3),
設(shè)過點A′的直線為y+3=k(x+3).
當該直線與圓C相切時,有=1,解得k=或k=,
所以過點A′的圓C的兩條切線分別為y+3=(x+3),y+3=(x+3).
令y=0,得x1=-,x2=1,
所以在x軸上反射點M的橫坐標的取值范圍是[-,1].
19.已知圓x2+y2-2x-4y+m=0.
(1)此方程表示圓,求m的取值范圍;
(2)若(1)中的圓與直線x+2y-4=0相交于M、N兩點,且OM⊥ON(O為坐標原點),求m的值;
(3)在(2)的條件下,求以MN為直徑的圓的方程.
解:(1)方程x2+y2-
13、2x-4y+m=0,可化為
(x-1)2+(y-2)2=5-m,
∵此方程表示圓,
∴5-m>0,即m<5.
(2)
消去x得(4-2y)2+y2-2×(4-2y)-4y+m=0,
化簡得5y2-16y+m+8=0.
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),則
由OM⊥ON得y1y2+x1x2=0
即y1y2+(4-2y1)(4-2y2)=0,
∴16-8(y1+y2)+5y1y2=0.
將①②兩式代入上式得
16-8×+5×=0,
解之得m=.
(3)由m=,代入5y2-16y+m+8=0,
化簡整理得25y2-80y+48=0,解得y1=,y2=.
∴x1
14、=4-2y1=-,x2=4-2y2=.
∴M,N,
∴MN的中點C的坐標為.
又|MN|= =,
∴所求圓的半徑為.
∴所求圓的方程為2+2=.
20. 已知圓O:x2+y2=1和定點A(2,1),由圓O外一點P(a,b)向圓O引切線PQ,切點為Q,|PQ|=|PA|成立,如圖.
(1)求a、b間關(guān)系;
(2)求|PQ|的最小值;
(3)以P為圓心作圓,使它與圓O有公共點,試在其中求出半徑最小的圓的方程.
解:(1)連接OQ、OP,則△OQP為直角三角形,
又|PQ|=|PA|,
所以|OP|2=|OQ|2+|PQ|2
=1+|PA|2,
所以a2+
15、b2=1+(a-2)2+(b-1)2,
故2a+b-3=0.
(2)由(1)知,P在直線l:2x+y-3=0上,
所以|PQ|min=|PA|min,為A到直線l的距離,
所以|PQ|min==.
(或由|PQ|2=|OP|2-1=a2+b2-1=a2+9-12a+4a2-1=5a2-12a+8=5(a-1.2)2+0.8,得|PQ|min=.)
(3)以P為圓心的圓與圓O有公共點,半徑最小時為與圓O相切的情形,而這些半徑的最小值為圓O到直線l的距離減去圓O的半徑,圓心P為過原點與l垂直的直線l′與l的交點P0,所以r=-1=-1,
又l′:x-2y=0,
聯(lián)立l:2x+y-3
16、=0得P0(,).
所以所求圓的方程為(x-)2+(y-)2=(-1)2.
21.有一圓與直線l:4x-3y+6=0相切于點A(3,6),且經(jīng)過點B(5,2),求此圓的方程.
解:法一:由題意可設(shè)所求的方程為(x-3)2+(y-6)2+λ(4x-3y+6)=0,又因為此圓過點(5,2),將坐標(5,2)代入圓的方程求得λ=-1,所以所求圓的方程為x2+y2-10x-9y+39=0.
法二:設(shè)圓的方程為(x-a)2+(y-b)2=r2,
則圓心為C(a,b),由|CA|=|CB|,CA⊥l,得
解得所以所求圓的方程為(x-5)2+(y-)2=.
法三:設(shè)圓的方程為x2+y2+Dx+
17、Ey+F=0,由CA⊥l,A(3,6),B(5,2)在圓上,得
解得
所以所求圓的方程為x2+y2-10x-9y+39=0.
法四:設(shè)圓心為C,則CA⊥l,又設(shè)AC與圓的另一交點為P,則CA的方程為y-6=-(x-3),
即3x+4y-33=0.
又因為kAB==-2,
所以kBP=,所以直線BP的方程為x-2y-1=0.
解方程組得所以P(7,3).
所以圓心為AP的中點(5,),半徑為|AC|=.
所以所求圓的方程為(x-5)2+(y-)2=.
22.如圖在平面直角坐標系xOy中,已知圓C1:(x+3)2+(y-1)2=4和圓C2:(x-4)2+(y-5)2=4.
(
18、1)若直線l過點A(4,0),且被圓C1截得的弦長為2,求直線l的方程;
(2)設(shè)P為平面上的點,滿足:存在過點P的無窮多對互相垂直的直線l1和l2,它們分別與圓C1和C2相交,且直線l1被圓C1截得的弦長與直線l2被C2截得的弦長相等.試求所有滿足條件的點P的坐標.
解:(1)由于直線x=4與圓C1不相交,所以直線l的斜率存在.設(shè)直線l的方程為y=k(x-4),圓C1的圓心到直線l的距離為d,因為圓C1被直線l截得的弦長為2,所以d==1.
由點到直線的距離公式得d=,
從而k(24k+7)=0,即k=0或k=-,
所以直線l的方程為y=0或7x+24y-28=0.
(2
19、)設(shè)點P(a,b)滿足條件,不妨設(shè)直線l1的方程為y-b=k(x-a),k≠0,則直線l2的方程為y-b=-(x-a).因為圓C1和C2的半徑相等,且圓C1被直線l1截得的弦長與圓C2被直線l2截得的弦長相等,所以圓C1的圓心到直線l1的距離和圓C2的圓心到直線l2的距離相等,即
=,
整理得|1+3k+ak-b|=|5k+4-a-bk|,從而1+3k+ak-b=5k+4-a-bk或1+3k+ak-b=-5k-4+a+bk,即(a+b-2)k=b-a+3或(a-b+8)k=a+b-5,因為k的取值有無窮多個,所以
或
解得或
這樣點P只可能是點P1或點P2.
經(jīng)檢驗點P1和P2滿足題目條件.