《高考人教版數(shù)學文總復習練習:第八章 解析幾何 課時作業(yè)46 Word版含解析》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《高考人教版數(shù)學文總復習練習:第八章 解析幾何 課時作業(yè)46 Word版含解析(12頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
課時作業(yè)46 圓的方程
1.(2019·福建廈門聯(lián)考)若a∈,則方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示的圓的個數(shù)為( B )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圓的條件為a2+4a2-4(2a2+a-1)>0,即3a2+4a-4<0,解得-2<a<.又a∈,∴僅當a=0時,方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圓,故選B.
2.若圓x2+y2+2ax-b2=0的半徑為2,則點(a,b)到原點的距離為( B )
A.1 B.2
C. D.4
解析:由半徑r===2,得=2.
2、∴點(a,b)到原點的距離d==2,故選B.
3.(2019·廣東珠海四校聯(lián)考)已知圓C與直線x-y=0及x-y-4=0都相切,圓心在直線x+y=0上,則圓C的標準方程為( B )
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:由題意設圓心坐標為(a,-a),
則有=,
即|a|=|a-2|,解得a=1.
故圓心坐標為(1,-1),半徑r==,
所以圓C的標準方程為(x-1)2+(y+1)2=2,故選B.
4.圓x2+y2+2x-6y+1=0關于直線ax-by+3=
3、0(a>0,b>0)對稱,則+的最小值是( D )
A.2 B.
C.4 D.
解析:由圓x2+y2+2x-6y+1=0知,其標準方程為(x+1)2+(y-3)2=9,
∵圓x2+y2+2x-6y+1=0關于直線ax-by+3=0(a>0,b>0)對稱,
∴該直線經過圓心(-1,3),
即-a-3b+3=0,∴a+3b=3(a>0,b>0),
∴+=(a+3b)
=≥=,
當且僅當=,即a=b時取等號,故選D.
5.(2019·河南豫西五校聯(lián)考)在平面直角坐標系xOy中,以點(0,1)為圓心且與直線x-by+2b+1=0相切的所有圓中,半徑最大的圓的標準方程為( B
4、 )
A.x2+(y-1)2=4 B.x2+(y-1)2=2
C.x2+(y-1)2=8 D.x2+(y-1)2=16
解析:法一 由題意可得圓心(0,1)到直線x-by+2b+1=0的距離d===≤ ≤,當且僅當b=1時取等號,
所以半徑最大的圓的半徑r=,
此時圓的標準方程為x2+(y-1)2=2.
法二 直線x-by+2b+1=0過定點P(-1,2),如圖.
∴圓與直線x-by+2b+1=0相切于點P時,圓的半徑最大,為,此時圓的標準方程為x2+(y-1)2=2,故選B.
6.(2019·福建三明第一中學月考)若對圓(x-1)2+(y-1)2=1上任意一點P(
5、x,y),|3x-4y+a|+|3x-4y-9|的取值與x,y無關,則實數(shù)a的取值范圍是( D )
A.(-∞,-4] B.[-4,6]
C.(-∞,-4]∪[6,+∞) D.[6,+∞)
解析:設z=|3x-4y+a|+|3x-4y-9|=
5,故|3x-4y+a|+|3x-4y-9|可看作點P到直線m:3x-4y+a=0與直線l:3x-4y-9=0距離之和的5倍,
∵取值與x,y無關,∴這個距離之和與P無關,
如圖所示,可知直線m向上平移時,P點到直線m,l間的距離之和均為m,l間的距離,即此時與x,y的值無關,當直線m與圓相切時,=1,化簡得|a-1|=5,
解
6、得a=6或a=-4(舍去),∴a≥6,故選D.
7.(2019·河南新鄉(xiāng)模擬)若圓C:x2+2=n的圓心為橢圓M:x2+my2=1的一個焦點,且圓C經過M的另一個焦點,則圓C的標準方程為x2+(y+1)2=4.
解析:∵圓C的圓心為,
∴ =,m=.
又圓C經過M的另一個焦點,
則圓C經過點(0,1),從而n=4.
故圓C的標準方程為x2+(y+1)2=4.
8.(2019·東北三省四校聯(lián)考)已知圓C:(x-3)2+(y-4)2=1,設點P是圓C上的動點.記d=|PB|2+|PA|2,其中A(0,1),B(0,-1),則d的最大值為74.
解析:設P(x0,y0),d=|PB|
7、2+|PA|2=x+(y0+1)2+x+(y0-1)2=2(x+y)+2.
x+y為圓上任一點到原點距離的平方,
∴(x+y)max=(5+1)2=36,∴dmax=74.
9.設點P是函數(shù)y=-圖象上的任意一點,點Q坐標為(2a,a-3)(a∈R),則|PQ|的最小值為-2.
解析:函數(shù)y=-的圖象表示圓(x-1)2+y2=4在x軸及下方的部分,令點Q的坐標為(x,y),則得y=-3,即x-2y-6=0,作出圖象如圖所示,
由于圓心(1,0)到直線x-2y-6=0的距離d==>2,
所以直線x-2y-6=0與圓(x-1)2+y2=4相離,
因此|PQ|的最小值是-2.
1
8、0.(2019·安徽“江南十?!甭?lián)考)已知圓C的圓心在直線x+y=0上,圓C與直線x-y=0相切,且在直線x-y-3=0上截得的弦長為,則圓C的方程為(x-1)2+(y+1)2=2.
解析:解法一:∵所求圓的圓心在直線x+y=0上,
∴設所求圓的圓心為(a,-a).
又∵所求圓與直線x-y=0相切,
∴半徑r==|a|.
又所求圓在直線x-y-3=0上截得的弦長為,圓心(a,-a)到直線x-y-3=0的距離d=,
∴d2+2=r2,即+=2a2,
解得a=1.
∴圓C的方程為(x-1)2+(y+1)2=2.
解法二:設所求圓的方程為(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),
9、則圓心(a,b)到直線x-y-3=0的距離d=.
∴r2=+,
即2r2=(a-b-3)2+3.①
由于所求圓與直線x-y=0相切,
∴(a-b)2=2r2.②
又∵圓心在直線x+y=0上,∴a+b=0.③
聯(lián)立①②③,解得
故圓C的方程為(x-1)2+(y+1)2=2.
解法三:設所求圓的方程為x2+y2+Dx+Ey+F=0,則圓心為,半徑r=,
∵圓心在直線x+y=0上,
∴--=0,即D+E=0,①
又∵圓C與直線x-y=0相切,
∴=,
即(D-E)2=2(D2+E2-4F),
∴D2+E2+2DE-8F=0.②
又知圓心到直線x-y-3=0的距離d=,
10、
由已知得d2+2=r2,
∴(D-E+6)2+12=2(D2+E2-4F),③
聯(lián)立①②③,解得
故所求圓的方程為x2+y2-2x+2y=0,
即(x-1)2+(y+1)2=2.
11.在平面直角坐標系xOy中,已知圓P在x軸上截得線段長為2,在y軸上截得線段長為2.
(1)求圓心P的軌跡方程;
(2)若P點到直線y=x的距離為,求圓P的方程.
解:(1)設P(x,y),圓P的半徑為r.
由題設y2+2=r2,x2+3=r2,從而y2+2=x2+3.
故P點的軌跡方程為y2-x2=1.
(2)設P(x0,y0).由已知得=.
又P點在雙曲線y2-x2=1上,
從而得
11、由得
此時,圓P的半徑r=.
由得
此時,圓P的半徑r=.
故圓P的方程為x2+(y-1)2=3或x2+(y+1)2=3.
12.已知M為圓C:x2+y2-4x-14y+45=0上任意一點,且點Q(-2,3).
(1)求|MQ|的最大值和最小值;
(2)若M(m,n),求的最大值和最小值.
解:(1)由圓C:x2+y2-4x-14y+45=0,
可得(x-2)2+(y-7)2=8,
所以圓心C的坐標為(2,7),半徑r=2.
又|QC|==4>2.
所以點Q在圓C外,
所以|MQ|max=4+2=6,
|MQ|min=4-2=2.
(2)可知表示直線MQ的斜率,
12、
設=k,則直線MQ的方程為y-3=k(x+2),
即kx-y+2k+3=0,
因為直線MQ與圓C有交點,
所以≤2,可得2-≤k≤2+,
所以的最大值為2+,最小值為2-.
13.已知點P(t,t),t∈R,點M是圓x2+(y-1)2=上的動點,點N是圓(x-2)2+y2=上的動點,則|PN|-|PM|的最大值是( B )
A.-1 B.2
C.3 D.
解析:易知圓x2+(y-1)2=的圓心為A(0,1),圓(x-2)2+y2=的圓心為B(2,0),P(t,t)在直線y=x上,A(0,1)關于直線y=x的對稱點為A′(1,0),
則|PN|-|PM|≤|PB|
13、+-=|PB|-|PA|+1=|PB|-|PA′|+1≤|A′B|+1=2,故選B.
14.(2019·廈門模擬)已知兩點A(0,-3),B(4,0),若點P是圓C:x2+y2-2y=0上的動點,則△ABP的面積的最小值為( B )
A.6 B.
C.8 D.
解析:x2+y2-2y=0可化為x2+(y-1)2=1,
則圓C為以(0,1)為圓心,1為半徑的圓.
如圖,過圓心C向直線AB作垂線交圓于點P,
連接BP,AP,這時△ABP的面積最小,直線AB的方程為+=1,即3x-4y-12=0,圓心C到直線AB的距離d=,
又|AB|==5,∴△ABP的面積的最小值為×
14、5×=.
15.如圖,在等腰△ABC中,已知|AB|=|AC|,B(-1,0),AC邊的中點為D(2,0),則點C的軌跡所包圍的圖形的面積為4π.
解析:由已知|AB|=2|AD|,設點A(x,y),
則(x+1)2+y2=4[(x-2)2+y2],
所以點A的軌跡方程為(x-3)2+y2=4(y≠0),
設C(x′,y′),由AC邊的中點為D(2,0)知A(4-x′,-y′),
所以C的軌跡方程為(4-x′-3)2+(-y′)2=4,
即(x-1)2+y2=4(y≠0),
所以點C的軌跡所包圍的圖形面積為4π.
16.(2017·全國卷Ⅲ)已知拋物線C:y2=2x,過點
15、(2,0)的直線l交C于A,B兩點,圓M是以線段AB為直徑的圓.
(1)證明:坐標原點O在圓M上;
(2)設圓M過點P(4,-2),求直線l與圓M的方程.
解:(1)證明:設A(x1,y1),B(x2,y2),l:x=my+2.
由可得y2-2my-4=0,則y1y2=-4.
又x1=,x2=,故x1x2==4.
因此OA的斜率與OB的斜率之積為·==-1,
所以OA⊥OB.
故坐標原點O在圓M上.
(2)由(1)可得y1+y2=2m,x1+x2=m(y1+y2)+4=2m2+4.
故圓心M的坐標為(m2+2,m),圓M的半徑r=.
由于圓M過點P(4,-2),
因此·=0,
故(x1-4)(x2-4)+(y1+2)(y2+2)=0,
即x1x2-4(x1+x2)+y1y2+2(y1+y2)+20=0.
由(1)可得y1y2=-4,x1x2=4.
所以2m2-m-1=0,
解得m=1或m=-.
當m=1時,直線l的方程為x-y-2=0,圓心M的坐標為(3,1),圓M的半徑為,圓M的方程為(x-3)2+(y-1)2=10.
當m=-時,直線l的方程為2x+y-4=0,圓心M的坐標為,圓M的半徑為,圓M的方程為2+2=.