专题06 圆中定点定值问题四种考法-【常考压轴题】2024-2025学年高二数学压轴题攻略(苏教版2019选择性必修第一册)

2024-08-30
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学苏教版选择性必修 第一册
年级 高二
章节 2.1 圆的方程,2.2 直线与圆的位置关系,2.3 圆与圆的位置关系
类型 教案-讲义
知识点 圆与方程
使用场景 同步教学-新授课
学年 2024-2025
地区(省份) 江苏省
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 1.58 MB
发布时间 2024-08-30
更新时间 2024-09-13
作者 高中数学精品馆
品牌系列 学科专项·压轴题
审核时间 2024-08-30
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来源 学科网

内容正文:

专题06 圆中定点定值定直线问题四种考法 目录 解题知识必备 1 压轴题型讲练 1 类型一、圆中定点 2 类型二、圆中定值 4 类型三、圆中定直线 7 类型四、圆中探索性、存在性问题 9 压轴能力测评(10题) 12 1.圆中定点 1.证明直线过定点,一般情况下,通过题中条件,寻找直线y=kx+b中b=f(k)的函数关系,或者设参,求解出含参直线方程,再求解出含参直线所过的定点。 2.证明定点,可以通过特殊化法先确定定点坐标,再证明定点适合题意。 2.圆中定值 1.证明圆中某些代数式为定值的策略 依题意设出参数,利用几何知识或相应的代数知识得出与所证代数式有关的含参数(变量)的等式,代入所证代数式运算化简,即可得出定值。 2.常见的化简运算技巧 (1)在运算过程中,尽量减少所证代数式中的参数(变量)个数,以便于向定值靠拢; (2)巧妙利用变量间的关系,尽量做到整体代入简化运算。 3.圆中定直线 寻求直线与参量取值无关的恒成立思想的考查。 4.圆中探索性、存在性问题 (1)解决存在性问题通常采用“肯定顺推法”,将不确定性问题明朗化.一般步骤如下: ①假设满足条件的曲线(直线或点等)存在,用待定系数法设出; ②列出关于待定系数的方程(组); ③若方程(组)有实数解,则曲线(直线或点等)存在,否则不存在. (2)反证法与验证法也是求解存在性问题常用的方法。 (3)求解含参数的存在性问题时,通常的方法是首先假设满足条件的参数值存在,然后利用这些条件并结合题目的其他已知条件进行推理与计算,若不出现矛盾,并且得到了相应的参数值,就说明满足条件的参数值存在;若在推理与计算中出现了矛盾,则说明满足条件的参数值不存在,同时推理与计算的过程就是说明理由的过程。 类型一、圆中定点 例.在平面直角坐标系xOy中,圆C:与圆:相切于点,且直线l:与圆C有公共点. (1)求圆C的方程; (2)设点P为圆C上的动点,直线l分别与x轴和y轴交于点M,N,求证:存在定点B,使得; 【变式训练1】已知点为直线上任意一点,为坐标原点.则以为直径的圆除过定点外还过定点(     ) A. B. C. D. 【变式训练2】若抛物线与坐标轴分别交于三个不同的点、、,则的外接圆恒过的定点坐标为_______ 类型二、圆中定值 例.已知直线与圆. (1)求证:直线l过定点,并求出此定点坐标; (2)设O为坐标原点,若直线l与圆C交于M,N两点,且直线OM,ON的斜率分别为,,则是否为定值?若是,求出该定值:若不是,请说明理由. 【变式训练1】长为4的线段AB的两个端点A和B分别在x轴和y轴上滑动,线段AB的中点P的轨迹为曲线C. (1)求曲线C的方程,并说明其形状; (2)过点作两条直线分别与曲线C交于P、Q两点,若直线MP,MQ的斜率之积为,线段PQ的中点为D,求证:存在定点E,使得为定值,并求出此定值. 【变式训练2】已知圆C的圆心坐标为,且该圆经过点. (1)求圆C的标准方程; (2)直线m交圆C于M,N两点,若直线AM,AN的斜率之和为0,求证:直线m的斜率是定值,并求出该定值. 类型三、圆中定直线 例.已知圆C过原点,圆心C是直线与直线的交点. (1)求圆C的标准方程; (2)若圆C与y轴交于A、B两点(A在B上方),直线与圆C交于M、N两点,直线,相交于T.请问点T是否在定直线上?若是,求出该直线方程;若不是,说明理由. 【变式训练1】已知圆C经过两点,圆心在直线上. (1)求圆C的标准方程; (2)若圆C与y轴相交于A,B两点(A在B上方).直线与圆C交于M,N两点,直线,相交于点T.请问点T是否在定直线上?若是,求出该直线方程;若不是,说明理由. 【变式训练2】已知直线,圆. (1)证明:直线l与圆C相交; (2)设l与C的两个交点分别为A、B,弦AB的中点为M,求点M的轨迹方程; (3)在(2)的条件下,设圆C在点A处的切线为,在点B处的切线为,与的交点为Q.试探究:当m变化时,点Q是否恒在一条定直线上?若是,请求出这条直线的方程;若不是,说明理由. 类型四、圆中探索性、存在性问题 例.(2022·江苏·南京二十七中高二开学考试)已知圆过点,且与直线相切于点. (1)求圆的方程; (2)过点的直线与圆交于两点,若为直角三角形,求直线的方程; (3)在直线上是否存在一点,过点向圆引两切线,切点为,使为正三角形,若存在,求出点的坐标,若不存在,说明理由. 【变式训练1】已知圆C与y轴相切,圆心C在射线上,且截直线所得弦长为. (1)求圆C方程; (2)已知点,直线与圆C交于A、B两点,是否存在m使得,若存在,求出m的值;若不存在,说明理由. 【变式训练2】(2021·江苏·高二专题练习)已知圆和点. (1)过作圆的切线,求切线的方程; (2)过作直线交圆于点,两个不同的点,且不过圆心,再过点,分别作圆的切线,两条切线交于点,求证:点在同一直线上,并求出该直线的方程; (3)已知,设为满足方程的任意一点,过点向圆引切线,切点为,试探究:平面内是否存在一定点,使得为定值?若存在,请求出定点的坐标,并指出相应的定值;若不存在,请说明理由. 1.点是直线上任意一点,是坐标原点,则以为直径的圆经过定点(      ) A.和 B.和 C.和 D.和 2.以下四个命题表述错误的是( ) A. 圆上有且仅有个点到直线的距离都等于 B. 曲线与曲线,恰有四条公切线,则实数的取值范围为 C. 已知圆,为直线上一动点,过点向圆引一条切线,其中为切点,则的最小值为 D. 已知圆,点为直线 上一动点,过点向圆引两条切线,,为切点,则直线经过点 3.(多选)设有一组圆Ck:(x-k)2+(y-k)2=4(k∈R),下列命题正确的是 (  ) A.不论k如何变化,圆心C始终在一条直线上 B.所有圆Ck均不经过点(3,0) C.经过点(2,2)的圆Ck有且只有一个 D.所有圆的面积均为4π 4.(多选)已知点在直线:上,过点作圆:的两条切线,切点分别为,,则( ) A. 存在点,使得四边形为菱形 B. 四边形的面积最小值为 C. 的外接圆恒过两个定点 D. 原点到直线的距离不超过 5.已知动圆经过坐标原点,且圆心在直线上,动圆恒过一个异于点的定点________. 6.设有一组圆,存在定直线________始终与圆相切。 7.已知直线与圆,设O为坐标原点,若直线l与圆C交于M,N两点,且直线OM,ON的斜率分别为,,则=________. 8.已知圆C过坐标原点O和点,且圆心C在x轴上. (1)求圆C的方程: (2)设点. ①过点M的直线l与圆C相交于P,Q两点,求当的面积最大时直线l的方程; ②若点T是圆C上任意一点,试问:在平面上是否存在点N,使得.若存在,求出点N的坐标,若不存在,请说明理由. 9.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知圆,圆设动圆C同时平分圆、圆的周长. (1)求证:动圆圆心C在一条定直线上运动. (2)动圆C是否经过定点若经过,求出定点的坐标若不经过,请说明理由. 10.已知线段的端点的坐标是,端点的运动轨迹是曲线,线段的中点的轨迹方程是. (1)求曲线的方程; (2)已知斜率为的直线与曲线相交于异于原点的两点直线的斜率分别为,,且.若,为垂足,证明:存在定点,使得为定值. 原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $$ 专题06 圆中定点定值定直线问题四种考法 目录 解题知识必备 1 压轴题型讲练 1 类型一、圆中定点 2 类型二、圆中定值 4 类型三、圆中定直线 7 类型四、圆中探索性、存在性问题 9 压轴能力测评(10题) 12 1.圆中定点 1.证明直线过定点,一般情况下,通过题中条件,寻找直线y=kx+b中b=f(k)的函数关系,或者设参,求解出含参直线方程,再求解出含参直线所过的定点。 2.证明定点,可以通过特殊化法先确定定点坐标,再证明定点适合题意。 2.圆中定值 1.证明圆中某些代数式为定值的策略 依题意设出参数,利用几何知识或相应的代数知识得出与所证代数式有关的含参数(变量)的等式,代入所证代数式运算化简,即可得出定值。 2.常见的化简运算技巧 (1)在运算过程中,尽量减少所证代数式中的参数(变量)个数,以便于向定值靠拢; (2)巧妙利用变量间的关系,尽量做到整体代入简化运算。 3.圆中定直线 寻求直线与参量取值无关的恒成立思想的考查。 4.圆中探索性、存在性问题 (1)解决存在性问题通常采用“肯定顺推法”,将不确定性问题明朗化.一般步骤如下: ①假设满足条件的曲线(直线或点等)存在,用待定系数法设出; ②列出关于待定系数的方程(组); ③若方程(组)有实数解,则曲线(直线或点等)存在,否则不存在. (2)反证法与验证法也是求解存在性问题常用的方法。 (3)求解含参数的存在性问题时,通常的方法是首先假设满足条件的参数值存在,然后利用这些条件并结合题目的其他已知条件进行推理与计算,若不出现矛盾,并且得到了相应的参数值,就说明满足条件的参数值存在;若在推理与计算中出现了矛盾,则说明满足条件的参数值不存在,同时推理与计算的过程就是说明理由的过程。 类型一、圆中定点 例.在平面直角坐标系xOy中,圆C:与圆:相切于点,且直线l:与圆C有公共点. (1)求圆C的方程; (2)设点P为圆C上的动点,直线l分别与x轴和y轴交于点M,N,求证:存在定点B,使得; 【答案】(1)(2)①证明见解析;②. 【分析】本题考查圆的标准方程,直线与圆的位置关系,圆与圆的位置关系,与圆有关的最值, (1)由两圆的位置关系求圆C方程; (2)①由,直接法得,由点P为圆C上的动点得,求B点坐标;,在圆C外,在圆C内,点P为线段BN与圆C的公共点时“”能成立.从而得直线方程. 【详解】(1)圆,即,所以圆心为,圆的半径. 由圆与圆相切于点 ,得,,即解得或由直线l:与圆C有公共点,,所以所以圆C的方程为. (2)直线l分别与x轴和y轴交点,. 设点,,则, 由得,, 即,由点P为圆C上的动点得,即 故存在定点,使得. 【变式训练1】已知点为直线上任意一点,为坐标原点.则以为直径的圆除过定点外还过定点(     ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】设垂直于直线,可知圆恒过垂足;两条直线方程联立可求得点坐标. 【详解】设垂直于直线,垂足为,则直线方程为:, 由圆的性质可知:以为直径的圆恒过点, 由得:,以为直径的圆恒过定点. 故选:D. 【变式训练2】若抛物线与坐标轴分别交于三个不同的点、、,则的外接圆恒过的定点坐标为_______ 【答案】 【分析】设抛物线交轴于点,交轴于点、,根据题意设圆心为,求出,写出圆的方程,可得出关于、的方程组,即可得出圆所过定点的坐标. 【详解】设抛物线交轴于点,交轴于点、, 由题意可知,由韦达定理可得,, 所以,线段的中点为,设圆心为, 由可得,解得, ,则,则, 所以,圆的方程为, 整理可得, 方程组的解为. 因此,的外接圆恒过的定点坐标为. 故答案为:. 类型二、圆中定值 例.已知直线与圆. (1)求证:直线l过定点,并求出此定点坐标; (2)设O为坐标原点,若直线l与圆C交于M,N两点,且直线OM,ON的斜率分别为,,则是否为定值?若是,求出该定值:若不是,请说明理由. 【答案】(1)证明见解析,定点(2)是定值,定值为 【分析】(1)由已知可得根据过定点的直线系方程计算方法可得l恒过定点 (2)设出直线的方程.联立直线与圆的方程,利用韦达定理求解进而即可得结果. 【详解】(1)由直线得, 联立,解得, 直线l恒过定点. (2)圆的圆心为,半径为,直线过点, 直线l与圆C交于M,N两点,则直线l的斜率存在,设直线l方程为, 联立,得, 设,,则,, 是定值,定值为 【变式训练1】长为4的线段AB的两个端点A和B分别在x轴和y轴上滑动,线段AB的中点P的轨迹为曲线C. (1)求曲线C的方程,并说明其形状; (2)过点作两条直线分别与曲线C交于P、Q两点,若直线MP,MQ的斜率之积为,线段PQ的中点为D,求证:存在定点E,使得为定值,并求出此定值. 【答案】(1),是以坐标原点为圆心,2为半径的圆; (2)证明见解析,此定值为. 【分析】(1)利用几何法直接求出轨迹方程,进而判断出形状;(2)设直线方程为与联立求出,由的斜率为,同理求出.根据对称性可知,判断出过. 由直角三角形的性质判断出为的中点为定值. 【详解】(1)∵,P为线段AB中点, ∴,设,则,即. 则曲线C是以坐标原点为圆心,2为半径的圆; (2) 根据题意,直线MP的斜率存在且不为0,MP设斜率为k, 则直线方程为代入中,整理得, 故,,即, 因为直线,的斜率之积为,所以的斜率为,同理:. 根据对称性可知,直线所过定点在轴上, 不妨令,得, 此时,即过, 则,所以过定点. 连接,在圆O中,由垂径定理可得:. 当D、F不重合时,即,所以为直角三角形,取的中点,则. 当D、F重合时,取的中点,则也成立. 故存在定点E,使得为定值,此定值为. 【变式训练2】已知圆C的圆心坐标为,且该圆经过点. (1)求圆C的标准方程; (2)直线m交圆C于M,N两点,若直线AM,AN的斜率之和为0,求证:直线m的斜率是定值,并求出该定值. 【答案】(1);(2)证明见解析,;(3)证明见解析,. 【分析】(1)根据给定条件,求出圆C的半径即可作答. (2)设出直线AM,AN的方程,与圆C的方程联立,求出点M,N的坐标,再用斜率坐标公式计算作答. 【详解】(1)依题意,圆C的半径, 所以圆C的标准方程是:. (2)设直线方程为:,由消去y并整理得:, 则有点,而直线:,同理, 于是得直线的斜率, 所以直线m的斜率是定值,该定值为. 类型三、圆中定直线 例.已知圆C过原点,圆心C是直线与直线的交点. (1)求圆C的标准方程; (2)若圆C与y轴交于A、B两点(A在B上方),直线与圆C交于M、N两点,直线,相交于T.请问点T是否在定直线上?若是,求出该直线方程;若不是,说明理由. 【答案】(1)(2)存在, 【分析】(1)首先求出两直线的交点坐标,即可得到圆心坐标,再根据圆过原点求出半径,即可得到圆的方程; (2)设,,联立直线与圆的方程,消元列出韦达定理,由直线的方程为,直线的方程为,即可得到,从而求出定直线方程; 【详解】(1)解:由,得,所以圆心.又因为圆C过原点,所以, 所以圆C的标准方程为:. (2)解:设,,由(1)可知,,. 联立方程组,消去y并化简得,所以,. 直线的方程为① 直线的方程为② 由①②知, 由,化简得,故点T在定直线上. 【变式训练1】已知圆C经过两点,圆心在直线上. (1)求圆C的标准方程; (2)若圆C与y轴相交于A,B两点(A在B上方).直线与圆C交于M,N两点,直线,相交于点T.请问点T是否在定直线上?若是,求出该直线方程;若不是,说明理由. 【答案】(1)(2)是, 【分析】(1)由已知设出圆心,再由圆心到的距离都为半径列出方程解出答案即可; (2)联立直线与圆的方程并化简,然后求出直线和的方程,进而结合根与系数的关系得到答案. (1)依题意可设圆心,则半径, 解,,故,即圆C的标准方程为. (2)设,由(1)可知,, 联立方程组,消去x并化简得, 容易判断直线所过定点(0,1)在圆内,即直线与圆一定有两个交点, 所以, 直线的方程为…①,直线的方程为…②, 由①②可得:, 由,化简得,故点T在定直线上. 【变式训练2】已知直线,圆. (1)证明:直线l与圆C相交; (2)设l与C的两个交点分别为A、B,弦AB的中点为M,求点M的轨迹方程; (3)在(2)的条件下,设圆C在点A处的切线为,在点B处的切线为,与的交点为Q.试探究:当m变化时,点Q是否恒在一条定直线上?若是,请求出这条直线的方程;若不是,说明理由. 【答案】(1)证明见解析;(2);(3)点Q恒在直线上,理由见解析. 【分析】(1)求出直线过定点,得到在圆内部,故证明直线l与圆C相交;(2)设出点,利用垂直得到等量关系,整理后即为轨迹方程;(3)利用Q、A、B、C四点共圆,得到此圆的方程,联立,求出相交弦的方程,即直线的方程,根据直线过的定点,得到,从而得到点Q恒在直线上. (1) 证明:直线过定点,代入得:,故在圆内,故直线l与圆C相交; (2) 圆的圆心为,设点,由垂径定理得:,即,化简得:,点M的轨迹方程为: (3) 设点,由题意得:Q、A、B、C四点共圆,且圆的方程为:,即,与圆C的方程联立,消去二次项得:,即为直线的方程,因为直线过定点,所以,解得:,所以当m变化时,点Q恒在直线上. 类型四、圆中探索性、存在性问题 例.(2022·江苏·南京二十七中高二开学考试)已知圆过点,且与直线相切于点. (1)求圆的方程; (2)过点的直线与圆交于两点,若为直角三角形,求直线的方程; (3)在直线上是否存在一点,过点向圆引两切线,切点为,使为正三角形,若存在,求出点的坐标,若不存在,说明理由. 【答案】(1)(2)或 (3)存在点或,使为正三角形 【分析】(1)设圆心为,根据圆心和切点连线与切线垂直、圆心到圆上两点的距离相等可构造方程组求得圆心坐标,进而得到半径,由此可得圆的方程; (2)由等腰直角三角形性质可知圆心到直线的距离;分别在直线斜率不存在和存在的情况下,根据构造方程求得结果; (3)由等边三角形性质可知,设,利用两点间距离公式可构造方程求得,进而得到点坐标. 【详解】(1)设圆心坐标为,则,解得:, 圆的半径,圆的方程为:. (2)为直角三角形,,, 则圆心到直线的距离;当直线斜率不存在,即时,满足圆心到直线的距离; 当直线斜率存在时,可设,即, ,解得:,,即; 综上所述:直线的方程为或. (3)假设在直线存在点,使为正三角形,,, 设,,解得:或, 存在点或,使为正三角形. 【变式训练1】已知圆C与y轴相切,圆心C在射线上,且截直线所得弦长为. (1)求圆C方程; (2)已知点,直线与圆C交于A、B两点,是否存在m使得,若存在,求出m的值;若不存在,说明理由. 【答案】(1);(2)不存在,理由见解析. 【分析】(1)设圆C的方程为,圆C与y轴相切,则,圆心C在射线上,所以,根据弦长公式得,解方程组即可得结果; (2)依题意得在线段的中垂线上,则,根据斜率关系即可求出参数值. 【详解】(1)设圆C的方程为 圆心C在射线上,所以 圆C与y轴相切,则 点到直线的距离 , 由于截直线所得弦长为,所以 则得,又 所以(舍去), 故圆C的方程为; (2)假设m存在,由(1)得,因为, 所以在线段的中垂线上,则, 因为,所以 解得; 当时,直线方程为即, 圆心到该直线的距离,该直线与圆相离,不合题意; 所以不存在实数m满足题干要求. 【变式训练2】(2021·江苏·高二专题练习)已知圆和点. (1)过作圆的切线,求切线的方程; (2)过作直线交圆于点,两个不同的点,且不过圆心,再过点,分别作圆的切线,两条切线交于点,求证:点在同一直线上,并求出该直线的方程; (3)已知,设为满足方程的任意一点,过点向圆引切线,切点为,试探究:平面内是否存在一定点,使得为定值?若存在,请求出定点的坐标,并指出相应的定值;若不存在,请说明理由. 【答案】(1)和.(2)证明见解析,直线方程为.(3)存在,或. 【分析】(1)讨论斜率是否存在并设直线方程,结合圆的切线性质及点线距离公式求参数,进而写出切线方程. (2)设,,由、可得、 ,即可知的方程,再由点在直线上即可证结论,并确定所在的直线. (3)若,由题设可知,假设存在使为定值,利用两点距离公式、圆的切线性质整理可得,要使多项式方程不受点位置影响,需使该多项式方程各项的系数为0,列方程求参数即可判断的存在性. 【详解】(1)当斜率不存在时,显然与圆相切; 当斜率存在时,设切线为,由圆心到切线的距离为1, ∴,解得,则,整理得. 综上,切线方程为和. (2)设,, ∴由,则,即,又,故,同理,∴直线为,又在上,∴,故恒在直线上. (3)由题设,若则,整理可得, 若存在,使为定值,而,, ∴,整理得, ∴, 整理得, 要使为定值,则,解得或. 综上,存在或,使为定值 1.点是直线上任意一点,是坐标原点,则以为直径的圆经过定点(      ) A.和 B.和 C.和 D.和 【答案】D 【解析】设点,则线段的中点为, 圆的半径为, 所以,以为直径为圆的方程为, 即,即, 由,解得或, 因此,以为直径的圆经过定点坐标为、. 故选:D. 2.以下四个命题表述错误的是( ) A. 圆上有且仅有个点到直线的距离都等于 B. 曲线与曲线,恰有四条公切线,则实数的取值范围为 C. 已知圆,为直线上一动点,过点向圆引一条切线,其中为切点,则的最小值为 D. 已知圆,点为直线 上一动点,过点向圆引两条切线,,为切点,则直线经过点 【答案】B 【分析】选项A根据圆心到直线的距离与半径的关系来确定所求点的个数;选项B根据两曲线有四条公切线,确定曲线类型为圆,再由两圆外离列不等式求解;选项C利用圆心与切点的连线垂直切线列等式,转化为求圆心到直线上的点的距离的最小值问题;选项D,设点 为直线上一点,求出切线的方程即可判断. 【详解】解:选项A:圆的圆心为 ,半径 , 所以圆心到直线的距离, 所以圆上有且仅有个点到直线的距离都等于, 故选项A正确; 选项B:方程可化为,故曲线 表示圆心为,半径 的圆, 方程可化为, 因为圆 与曲线 有四条公切线, 所以曲线也为圆,且圆心为 ,半径 , 同时两圆的位置关系为外离,有 ,即 , 解得,故B错误; 选项C:圆的圆心 ,半径 , 圆心到直线的距离, 所以直线与圆相离,由切线的性质知, 为直角三角形, ,当且仅当 与直线垂直时等号成立,所以 的最小值为,故选项C正确; 选项D:设点为直线上一点,则以,为直径的圆的方程为,即:,两圆的方程相减得到直线方程为,即, 所以直线过定点,D正确. 故选:B. 3.(多选)设有一组圆Ck:(x-k)2+(y-k)2=4(k∈R),下列命题正确的是 (  ) A.不论k如何变化,圆心C始终在一条直线上 B.所有圆Ck均不经过点(3,0) C.经过点(2,2)的圆Ck有且只有一个 D.所有圆的面积均为4π 【答案】ABD 【解析】 圆心坐标为(k,k),在直线y=x上,A正确;令(3-k)2+(0-k)2=4,化简得2k2-6k+5=0,∵Δ=36-40=-4<0,∴2k2-6k+5=0无实数根,B正确;由(2-k)2+(2-k)2=4,化简得k2-4k+2=0,∵Δ=16-8=8>0,有两不等实根,∴经过点(2,2)的圆Ck有两个,C错误;由圆的半径为2,得圆的面积为4π,D正确. 故选:ABD. 4.(多选)已知点在直线:上,过点作圆:的两条切线,切点分别为,,则( ) A. 存在点,使得四边形为菱形 B. 四边形的面积最小值为 C. 的外接圆恒过两个定点 D. 原点到直线的距离不超过 【答案】BCD 【分析】由到直线距离结合已知条件可判断AB;由点共圆以及点求出直线,利用点到直线的距离可判断CD 【详解】对于A:当四边形为菱形时,, 则, 又到直线的距离为, 所以不存在点,使得四边形为菱形,故A错误; 对于B:由A可知,, 所以四边形的面积, 所以四边形的面积最小值为,故B正确; 对于C:设,由图象可知四点在以为直径的圆上, 圆的方程为, 即, 令,解得或, 所以的外接圆恒过两个定点,故C正确; 对于D:过的圆的方程为, 由得直线的方程为:, 则原点到直线的距离为 ,故D正确; 故选:BCD. 5.已知动圆经过坐标原点,且圆心在直线上,动圆恒过一个异于点的定点________. 【答案】, 【解析】设定点坐标,,因为圆的方程为: 所以, 即, 因为当为变量时,,却能使该等式恒成立, 所以只可能且 即解方程组可得:,或者,(舍去) 所以圆恒过一定点,. 故答案为:, 6. 设有一组圆,存在定直线________始终与圆相切。 【答案】 【解析】存在直线,即或, 圆心到直线或的距离, 这两条直线始终与圆相切,C正确, 故答案为: 7.已知直线与圆,设O为坐标原点,若直线l与圆C交于M,N两点,且直线OM,ON的斜率分别为,,则=________. 【答案】 【解析】由直线得, 联立,解得, 直线l恒过定点. 圆的圆心为,半径为,直线过点, 直线l与圆C交于M,N两点,则直线l的斜率存在, 设直线l方程为, 联立,得, 设,,则,, 是定值,定值为 故答案为: 8.已知圆C过坐标原点O和点,且圆心C在x轴上. (1)求圆C的方程: (2)设点. ①过点M的直线l与圆C相交于P,Q两点,求当的面积最大时直线l的方程; ②若点T是圆C上任意一点,试问:在平面上是否存在点N,使得.若存在,求出点N的坐标,若不存在,请说明理由. 【答案】(1);(2)①或;②不存在,理由见解析. 【分析】(1)设圆心,则,求出,进而得到圆的方程; (2)①利用三角形的面积结合基本不等式,可知的面积最大时,圆心到直线的距离为,设直线l方程,利用点到线的距离公式求解即可; ②假设存在,由,结合点在圆上,可得到方程,利用待定系数法求解,即可判断. 【详解】(1)因为圆C过坐标原点和点,且圆心C在x轴上, 设圆心,则,解得所以圆心,半径 故圆C的方程为 (2)①设圆心到直线的距离为,则 ,当且仅当,即时等号成立, 设直线l的方程为, 则圆心到直线的距离,解得 所以直线l的方程为,即或 ②假设存在,,由,知 代入得 化简整理得 又点在圆上,,则 所以解得,但无解,所以不存在点N,使得 9.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知圆,圆设动圆C同时平分圆、圆的周长. (1)求证:动圆圆心C在一条定直线上运动. (2)动圆C是否经过定点若经过,求出定点的坐标若不经过,请说明理由. 【答案】(1)证明见解析(2)过定点,定点的坐标为和 【分析】(1)由题意,圆心C到、两点的距离相等,由此结合两点间的距离公式建立关系式,化简整理得,即为所求定直线方程; (2)根据题意设,得到圆C方程关于参数的一般方程形式,利用恒过点,即可得到动圆C经过的定点坐标. 【详解】(1)解:设圆心,由题意,得,即,化简得,即动圆圆心C在定直线上运动. (2)解:圆C过定点,设,则动圆C的半径为,于是动圆C的方程为,整理得.联立方程组,解得或所以动圆C过定点,定点的坐标为和. 10.已知线段的端点的坐标是,端点的运动轨迹是曲线,线段的中点的轨迹方程是. (1)求曲线的方程; (2)已知斜率为的直线与曲线相交于异于原点的两点直线的斜率分别为,,且.若,为垂足,证明:存在定点,使得为定值. 【答案】(1) (2)证明见解析 【分析】(1)利用中点坐标公式以及求轨迹方程的方法求解;(2)利用韦达定理结合题意求解. 详解】(1)设,, 由中点坐标公式得. 因为点M的轨迹方程是, 所以, 整理得曲线C的方程为. (2)设直线l的方程为,,,, 由,得, 所以,, 所以 , 所以,且即, 即, 所以直线的方程为,即直线过定点. 因为为定值,且为直角三角形,为斜边, 所以当点是的中点时,为定值. 因为,,所以由中点坐标公式得. 所以存在定点使得为定值. 原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $$

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专题06 圆中定点定值问题四种考法-【常考压轴题】2024-2025学年高二数学压轴题攻略(苏教版2019选择性必修第一册)
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