内容正文:
第九章 直线和圆的方程
§9.1 直线方程与圆的方程
高考理数 (课标Ⅰ专用)
1.(2016课标Ⅱ,4,5分)圆x2+y2-2x-8y+13=0的圆心到直线ax+y-1=0的距离为1,则a= ( )
A.- B.- C. D.2
五年高考
A组 统一命题·课标卷题组
答案 A 圆的方程可化为(x-1)2+(y-4)2=4,则圆心坐标为(1,4),圆心到直线ax+y-1=0的距离为
=1,解得a=- .故选A.
思路分析 将圆的方程化成标准方程,从而得出圆心坐标,进而利用点到直线的距离公式列出
关于a的方程,解方程即可求得a的值.
2.(2015课标Ⅰ,14,5分)一个圆经过椭圆 + =1的三个顶点,且圆心在x轴的正半轴上,则该圆
的标准方程为 .
答案 +y2=
解析 由已知可得该圆经过椭圆的三个顶点A(4,0)、B(0,2)、C(0,-2).易知线段AB的垂直平分
线的方程为2x-y-3=0.令y=0,得x= ,所以圆心坐标为 ,则半径r=4- = .故该圆的标准方程
为 +y2= .
思路分析 由已知条件和椭圆的方程分析出圆所经过的顶点的坐标,然后求出圆心坐标,进一
步求出圆的半径,从而得到圆的标准方程.
解题关键 利用圆的几何性质求出圆心坐标是解题的关键.
3.(2018课标Ⅱ,19,12分)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F且斜率为k(k>0)的直线l与C交于A,B两
点,|AB|=8.
(1)求l的方程;
(2)求过点A,B且与C的准线相切的圆的方程.
解析 (1)由题意得F(1,0),l的方程为y=k(x-1)(k>0),
设A(x1,y1),B(x2,y2).
由 得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.
Δ=16k2+16>0,故x1+x2= .
所以|AB|=|AF|+|BF|=(x1+1)+(x2+1)= .
由题设知 =8,解得k=-1(舍去),或k=1,
因此l的方程为y=x-1.
(2)由(1)得AB的中点坐标为(3,2),所以AB的垂直平分线方程为y-2=-(x-3),即y=-x+5.
设所求圆的圆心坐标为(x0,y0),则
解得 或
因此所求圆的方程为(x-3)2+(y-2)2=16或(x-11)2+(y+6)2=144.
方法总结 有关抛物线的焦点弦问题,常用抛物线的定义进行转化求解,在求解过程中应注重
利用根与系数的关系进行整体运算.一般地,求直线和圆的方程时,利用待定系数法求解.
4.(2017课标Ⅲ,20,12分)已知抛物线C:y2=2x,过点(2,0)的直线l交C于A,B两点,圆M是以线段AB
为直径的圆.
(1)证明:坐标原点O在圆M上;
(2)设圆M过点P(4,-2),求直线l与圆M的方程.
解析 本题考查直线与圆锥曲线的位置关系.
(1)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),l:x=my+2.
由 可得y2-2my-4=0,则y1y2=-4.
又x1= ,x2= ,故x1x2= =4.
因此OA的斜率与OB的斜率之积为 · = =-1,
所以OA⊥OB.
故坐标原点O在圆M上.
(2)由(1)可得y1+y2=2m,x1+x2=m(y1+y2)+4=2m2+4.
故圆心M的坐标为(m2+2,m),
圆M的半径r= .
由于圆M过点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=- .
当m=1时,直线l的方程为x-y-2=0,圆心M的坐标为(3,1),圆M的半径为 ,圆M的方程为(x-3)2+(y
-1)2=10.
当m=- 时,直线l的方程为2x+y-4=0,圆心M的坐标为 ,圆M的半径为 ,圆M的方程为
+ = .
解后反思 直线与圆锥曲线相交问题,常联立方程,消元得到一个一元二次方程,然后利用根与
系数的关系处理.以某线段为直径的圆的方程,也可以用该线段的两端点坐标(x1,y1)、(x2,y2)表
示:(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0.
B组 自主命题·省(区、市)卷题组
1.(2019浙江,12,6分)已知圆C的圆心坐标是(0,m),半径长是r.若直线2x-y+3=0与圆C相切于点A
(-2,-1),则m= ,r= .
答案 -2;
解析 本题考查直线与圆的位置关系,两条直线的垂直关系等知识点.通过圆的切线的性质考
查学生的直观想象能力,考查学生的数学运算的核心素养.
设直线2x-y+3=0为l,则AC⊥l,又kl=2,
∴