内容正文:
专题02 直线与圆的方程
直线的倾斜角与斜率
1.(23-24高二上·山东淄博·期中)若经过点和的直线的斜率为2,则( )
A. B.1 C.2 D.4
2.(23-24高二上·山东烟台·期中)经过点,两点的直线的方向向量为,则m的值为( )
A.2 B. C.3 D.
3.(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知直线经过点和,则的倾斜角为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·山东临沂·期中)已知直线的一个方向向量为,则直线的倾斜角( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
5.(23-24高二上·广东深圳·期中)经过两点的直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二上·山东·期中)过、两点的直线的倾斜角为,那么实数 .
7.(23-24高二上·山东临沂·期中)已知过点,的直线的倾斜角为60°,则实数 .
过定点的直线与线段相交问题
8.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知点,,若直线与线段相交,则直线的倾斜角的取值范围为 .
9.(23-24高二上·山东济宁·期中)设点,直线过点且与线段相交,则直线的斜率的取值范围是( )
A.或 B.或 C. D.
10.(23-24高二上·山东菏泽·期中)已知点,,若直线:与线段有公共点,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
11.(23-24高二上·山东临沂·期中)已知两点,,直线过点且与线段有交点,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
12.(23-24高二上·山东·期中)已知点,,若直线与线段AB恒相交,则k的取值范围是( )
A. B. C.或 D.
直线方程的求解
13.(23-24高二上·山东烟台·期中)若直线在y轴上的截距为2,则该直线的斜率为( )
A. B.2 C. D.
14.(23-24高二上·山东济宁·期中)若,,则直线不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
15.(23-24高二上·山东青岛·期中)过点且方向向量为的直线方程为( )
A. B. C. D.
16.(23-24高二上·山东聊城·期中)经过两条直线,的交点,且直线的一个方向向量的直线方程为( )
A. B.
C. D.
17.(23-24高二上·山东济宁·期中)瑞士著名数学家欧拉在1765年证明了定理:三角形的外心、重心、垂心位于同一条直线上,这条直线被后人称为三角形的“欧拉线”.已知平面直角坐标系中各顶点的坐标分别为,,,则其“欧拉线”的方程为 .
18.(23-24高二上·山东潍坊·期中)如图,在菱形中,,,.
(1)求直线的方程及直线的倾斜角;
(2)求对角线所在的直线方程.
19.(23-24高二上·山东德州·期中)已知直线:和直线:,其中m为实数.
(1)若,求m的值;
(2)若点在直线上,直线l过P点,且在x轴上的截距与在y轴上的截距互为相反数,求直线l的方程.
20.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知直线过定点.
(1)若直线与直线垂直,求直线的方程;
(2)若直线在两坐标轴上的截距相等,求直线的方程.
21.(23-24高二上·山东临沂·期中)已知△ABC的边AB,AC所在直线的方程分别为,,点在边BC上.
(1)若△ABC为直角三角形,求边BC所在直线的方程;
(2)若P为BC的中点,求边BC所在直线的一般方程.
直线过定点问题
22.(23-24高二上·山东济宁·期中)已知点和直线,则点到直线的距离的最大值是 .
23.(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知直线经过定点P,直线经过点P,且的方向向量,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
24.(23-24高二上·山东菏泽·期中)点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
25.(23-24高二上·山东聊城·期中)直线恒过定点
两条直线平行与垂直的问题
26.(23-24高二上·山东·期中)已知直线,,若,则的值为( )
A. B.6 C.4 D.
27.(23-24高二上·山东济南·期中)若经过点和的直线与斜率为的直线互相垂直,则的值是 .
28.(多选题)(23-24高二上·山东日照·期中)设a为非零实数,直线,,则( )
A.若,则 B.若,则
C.恒过点 D.当时,不经过第一象限
29.(多选题)(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知直线,若,则( )
A. B. C.0 D.1
30.(多选题)(23-24高二上·山东济南·期中)若与为两条不重合的直线,它们的倾斜角分别是,斜率分别为,则下列命题正确的是( )
A.若斜率,则 B.若,则
C.若倾斜角,则 D.若,则
31.(多选题)(23-24高二上·山东·期中)已知直线,直线,则( )
A.恒过定点 B.当时,
C.当时,或 D.点到距离的最大值为4
直线的交点问题
32.(23-24高二上·山东济宁·期中)已知直线,直线.
(1)当时,求两直线的交点坐标;
(2)当时,求两直线间的距离.
33.(23-24高二上·山东临沂·期中)已知直线,,且直线与垂直.
(1)求的值;
(2)若直线过直线与的交点,且原点到该直线的距离为3,求直线的方程.
34.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知直线:x+y-4=0,:x-y+2=0和直线:ax-y+1-4a=0.
(1)若存在一个三角形,它的三条边所在的直线分别是,,,求实数a的取值范围;
(2)若直线l经过和的交点,且点到l的距离为2,试求直线l的方程.
三种距离公式的应用
35.(23-24高二上·山东烟台·期中)已知直线l过点,求满足下列条件的直线l的方程.
(1)在两坐标轴上的截距相等;
(2),到直线l距离相等.
36.(23-24高二上·山东聊城·期中)点到直线(为任意实数)的距离的最大值是 .
37.(23-24高二上·山东烟台·期中)若直线与直线平行,则这两条直线间的距离为 .
38.(23-24高二上·山东济宁·期中)若两条平行直线与之间的距离是,则( )
A. B. C. D.
39.(23-24高二上·山东枣庄·期中)已知直线与直线平行,则它们之间的距离为( )
A. B. C. D.
求圆的方程
40.(23-24高二上·山东临沂·期中)已知点,,则以线段为直径的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
41.(23-24高二上·山东潍坊·期中)圆 上的点 关于直线 的对称点仍在圆 上, 且该圆的半径为 , 则圆 的方程为( )
A. B.
C. 或 D. 或
42.(23-24高二上·山东烟台·期中)求圆心在直线上,且与直线相切于点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
43.(23-24高二上·山东淄博·期中)已知圆C经过,且圆心在直线,
(1)圆C的方程是
(2)若从点发出的光线经过直线,反射后恰好平分圆C的圆周,反射光线所在直线的方程是
44.(23-24高二上·山东聊城·期中)与圆同圆心,且过点的圆的方程是: .
45.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知的三个顶点分别是,,,则的外接圆的方程为 .
直线与圆的位置关系
46.(23-24高二上·山东青岛·期中)对于圆:,下列说法正确的为( )
A.点圆的内部 B.圆的圆心为
C.圆的半径为 D.圆与直线相切
47.(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知直线,点是圆内一点,若过点A的圆的最短弦所在直线为m,则下列说法正确的是( )
A.l与圆C相交,且 B.l与圆C相切,且
C.l与圆C相离,且 D.l与圆C相离,且
48.(23-24高二上·山东烟台·期中)若直线与圆相离,则过点的直线与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.不确定
49.(23-24高二上·山东淄博·期中)已知圆的方程为,若直线上至少存在一点,使得以该点为圆心,为半径的圆与圆有公共点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
50.(23-24高二上·山东临沂·期中)若直线与圆相切,则实数的值为( )
A. B.1或 C.或3 D.
51.(23-24高二上·山东泰安·期中)若直线与曲线仅有一个公共点,则实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
圆与圆的位置关系
52.(23-24高二上·山东淄博·期中)圆与圆的公切线有( )条.
A.1 B.2 C.3 D.4
53.(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知圆:,圆:,则与的位置关系是( )
A.外切 B.内切 C.外离 D.相交
54.(23-24高二上·山东济宁·期中)圆与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相交 C.内切 D.外切
55.(23-24高二上·山东德州·期中)已知两圆和无公共点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
56.(23-24高二上·山东菏泽·期中)设集合,集合,当时,则r的取值范围为( )
A. B.
C. D.
57.(23-24高二上·山东烟台·期中)已知圆C:上总存在两个点到原点的距离为2,则圆C半径r的取值范围是( )
A. B. C. D.
弦长问题
58.(23-24高二上·山东淄博·期中)已知圆C的方程为,直线m过点,且与圆C交于A,B两点,若,则直线m的斜率为( )
A.或0 B.或0 C.或0 D.或0
59.(23-24高二上·山东菏泽·期中)若圆截直线所得弦长为,则实数的值为( )
A. B. C.1 D.3
60.(23-24高二上·山东潍坊·期中)动直线被圆截得的最短弦长的值为 ,此时实数 .
61.(23-24高二上·山东济宁·期中)已知圆,直线()恒过定点.
(1)求定点的坐标;
(2)求直线被圆截得的弦长最短时的值、直线的方程以及最短弦长.
切线问题与公切线问题
62.(23-24高二上·山东德州·期中)写出与圆和圆都相切的一条直线方程 .(写出一条即可)
63.(23-24高二上·山东潍坊·期中)为测量一工件的内圆弧对应的半径,工人用三个半径均为的圆柱形量棒放在与工件圆弧相切的位置上,通过深度卡尺测出卡尺下沿水平面到中间量棒顶侧面的垂直深度(如图所示),则 .
64.(23-24高二上·山东潍坊·期中)一条光线从点射出,经轴反射后与圆相切,则反射光线所在直线的斜率为 .
65.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知直线和圆.
(1)若直线交圆于两点,求弦的长;
(2)求过点且与圆相切的直线方程.
66.(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知圆:,直线:,为上的动点,过点作圆的切线,,切点分别为,,当四边形面积最小时,的值为( )
A. B. C. D.
67.(23-24高二上·山东青岛·期中)过点作圆的两条切线,,则四边形的面积为( )
A. B. C. D.
68.(23-24高二上·山东威海·期中)已知圆和圆恰有三条公共切线,则的最小值为( )
A.6 B.36 C.10 D.
点线对称、线点对称、线线对称问题
69.(23-24高二上·山东·期中)已知点,则它关于直线对称点为 .
70.(23-24高二上·山东泰安·期中)已知点与点关于直线对称,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
71.(23-24高二上·山东潍坊·期中)如图,在直角坐标系中,已知,,从点射出的光线经直线反射到轴上,再经轴反射后又回到点,则光线所经过的路程为 .
72.(23-24高二上·山东潍坊·期中)如图,在直角坐标系中,已知,,从点射出的光线经直线反射到轴上,再经轴反射后又回到点,则光线所经过的路程的为 .
73.(23-24高二上·山东青岛·期中)直线关于x轴对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
直线方程的综合应用
74.(23-24高二上·山东枣庄·期中)(1)已知的顶点,边上的中线所在的直线方程为,边上的高所在直线方程为,求直线的方程;
(2)求经过点,且在轴上的截距和轴上的截距相等的直线的方程.
75.(23-24高二上·山东淄博·期中)已知的顶点,边上的高BH所在直线为,边上的中线AD所在直线方程为.
(1)求顶点A的坐标;
(2)求直线的方程.(结果用一般式方程表示).
76.(23-24高二上·山东威海·期中)已知,y轴为边中线
(1)求边所在直线方程;
(2)求角平分线所在直线方程.
77.(23-24高二上·山东济宁·期中)已知直角坐标平面内的两点.
(1)求线段的中垂线所在直线的方程;
(2)求以向量为方向向量且过点的直线l的方程;
(3)一束光线从点B射向轴,反射后的光线过点A,求反射光线所在的直线方程.
78.(23-24高二上·山东泰安·期中)已知三个顶点分别为,,.
(1)求的面积;
(2)过内一点有一条直线l与边AB,AC分别交于点M,N,且点P平分线段MN,求直线l的方程.
线段和差最值问题
79.(23-24高二上·山东·期中)华罗庚先生说:“数缺形时少直观,形少数时难入微.”数形结合对于㑚决部分数学问题有着事半功倍的效果.已知,则的最小值为 .
80.(23-24高二上·山东·期中)已知点是直线上一点,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
直线与坐标系围成的面积问题
81.(23-24高二上·山东泰安·期中)已知过点的直线与轴,轴的正半轴分别交于、两点,为坐标原点,当的面积最小时,直线的方程为 .
82.(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知直线经过点,且与轴、轴的正半轴交于两点,是坐标原点,若满足__________.
(1)求直线的一般式方程;
(2)已知点为直线上一动点,求最小值.
试从①直线的方向向量为;②直线经过与的交点;③的面积是4,这三个条件中,任选一个补充在上面问题的横线中,并解答.注:若选择两个或两个以上选项分别解答,则按第一个解答计分.
83.(23-24高二上·山东·期中)已知直线过点.
(1)若在两坐标轴上的截距相等,求的方程;
(2)设为坐标原点,若与轴正半轴交于点与轴正半轴交于点,求面积的最小值.
与圆有关的轨迹问题
84.(23-24高二上·山东烟台·期中)已知,,P点满足.
(1)求点P的轨迹的方程,并说明是何图形;
(2)设T为直线上一点,直线TO,TA分别与相交于点B,C,求四边形面积S的最大值.
85.(23-24高二上·山东·期中)已知定点,点为圆上的动点.
(1)求的中点的轨迹方程;
(2)若过定点的直线与的轨迹交于两点,且,求直线的方程.
86.(23-24高二上·山东聊城·期中)已知在平面直角坐标系中,点,直线:.圆的半径为1,圆心在直线上.
(1)若直线与圆相切,求圆的标准方程;
(2)已知动点,满足,说明的轨迹是什么?
87.(23-24高二上·山东烟台·期中)已知点,,动点P满足,设P的轨迹为C.
(1)求C的轨迹方程;
(2)若过点A的直线与C交于M,N两点,求取值范围.
88.(23-24高二上·山东临沂·期中)我们都知道:平面内到两定点距离之比等于定值(不为1)的动点轨迹为圆.后来该轨迹被人们称为阿波罗尼斯圆.已知平面内有两点和,且该平面内的点P满足,若点P的轨迹关于直线对称,则的最小值是( )
A. B. C.3 D.9
89.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知圆C的圆心在直线上,并经过点,与直线相切.
(1)求圆C的方程;
(2)已知,动点到圆C的切线长等于的2倍,求出点的轨迹方程.
与圆有关的范围与最值问题
90.(多选题)(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知圆:和圆:的交点为,,直线:与圆交于,两点,则下列结论正确的是( )
A.的取值范围是
B.圆上存在两点和,使得
C.圆上的点到直线的最大距离为
D.若,则
91.(23-24高二上·山东泰安·期中)已知曲线,则的最大值,最小值分别为( )
A., B.,
C., D.,
92.(23-24高二上·山东·期中)已知实数满足方程,则的最大值是( )
A. B. C.0 D.
93.(23-24高二上·山东德州·期中)已知圆与圆的公共弦所在直线恒过点,则点坐标为 ;的最小值为 .
94.(23-24高二上·山东泰安·期中)已知O为坐标原点,A,B均在直线上,,动点P满足,则的最小值为 .
切点弦问题
95.(23-24高二上·山东济宁·期中)已知圆的方程为,直线,点是直线上的一动点,过作圆的两条切线,切点分别为,当四边形的面积最小时,直线的方程为( )
A. B.
C. D.
96.(23-24高二上·山东济宁·期中)古希腊数学家阿波罗尼奥斯(约公元前262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,著作中有这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数(且)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆.已知平面直角系中的点,则满足的动点的轨迹记为圆.
(1)求圆的方程;
(2)若点,当在上运动时,记的最大值和最小值分别为和,求的值.
(3)过点向圆作切线,切点分别是,求直线的方程.
97.(23-24高二上·山东泰安·期中)如图,已知圆,动点,过点P引圆的两条切线,切点分别为.
(1)求证:直线过定点;
(2)若两条切线与轴分别交于两点,求的面积的最小值.
公共弦问题
98.(23-24高二上·山东泰安·期中)若圆和圆的交点为A,B,则下列结论正确的是( )
A.公共弦所在直线的方程为
B.线段的垂直平分线的方程为
C.公共弦的长为
D.P为圆上一动点,则点P到直线的距离的最大值为
99.(多选题)(23-24高二上·山东青岛·期中)已知圆与圆,下列说法正确的是( )
A.与的公切线恰有4条
B.与相交弦的方程为
C.与相交弦的弦长为
D.若,分别是圆,上的动点,则
100.(多选题)(23-24高二上·山东青岛·期中)已知圆和圆相交于两点,则下列说法正确的是( )
A.
B.直线AB的方程为
C.线段AB的长为
D.M到直线AB的距离与N到直线AB的距离之比为1:5
圆的综合应用
101.(23-24高二上·山东泰安·期中)已知点,关于原点对称,点在直线上,,圆过点,且与直线相切,设圆心的横坐标为.
(1)求圆的半径;
(2)已知点,当时,作直线与圆相交于不同的两点,,已知直线不经过点,且直线,斜率之和为,求证:直线恒过定点.
102.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知直线和圆,且直线和圆交于两点.
(1)当为何值时,截得的弦长为4;
(2)若,求的取值范围.
103.(23-24高二上·山东烟台·期中)已知圆与直线相切于点,圆心在轴上.
(1)求圆的方程;
(2)过点且不与轴重合的直线与圆相交于两点,为坐标原点,直线分别与直线相交于两点,记的面积分别是.求的取值范围.
104.(23-24高二上·山东济宁·期中)已知圆,点为直线上一动点,过点引圆的两条切线,切点分别为,.
(1)当时,求切线所在的直线方程;
(2)若线段中点为,求证:存在定点,使得为定值.
105.(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知圆与圆:关于直线对称.
(1)求圆的标准方程;
(2)过点的直线与圆相交于,两点,过点且与垂直的直线与圆的另一交点为,记四边形的面积为,求的取值范围.
106.(23-24高二上·山东泰安·期中)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.
107.(23-24高二上·山东临沂·期中)在平面直角坐标系xOy中,点,,,且点在第一象限.记的外接圆为圆.
(1)求圆的方程;
(2)过点且不与y轴重合的直线l与圆E交于,两点,是否为定值?若是定值,求出该值;否则,请说明理由.
直线与圆新定义问题
108.(多选题)(23-24高二下·山东潍坊·期中)已知有序数对,满足,有序数对满足,定义,则( )
A.的最小值为 B.取最小值时的值为
C.的最小值为 D.的最大值为20
109.(23-24高二上·山东济宁·期中)已知,,,为四个实数,且,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.5
110.(多选题)(23-24高二上·山东·期中)公元前3世纪,古希腊数学家阿波罗尼斯在《平面轨迹》一书中,曾研究了众多的平面轨迹问题,其中有如下结果:平面内到两定点距离之比等于已知数的动点轨迹为直线或圆.后世把这种圆称为阿波罗尼斯圆.已知直角坐标系中,,满足的点的轨迹为,则下列结论正确的是( )
A.上的点到直线的最小距离为
B.若点在上,则的最小值是-2
C.若点在上,则的最小值是-2
D.圆与有公共点,则的取值范围是
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专题02 直线与圆的方程
直线的倾斜角与斜率
1.(23-24高二上·山东淄博·期中)若经过点和的直线的斜率为2,则( )
A. B.1 C.2 D.4
【答案】C
【解析】由题意,解得,
故选:C.
2.(23-24高二上·山东烟台·期中)经过点,两点的直线的方向向量为,则m的值为( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】B
【解析】由题设,故对应直线的一个方向向量为,
所以.
故选:B
3.(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知直线经过点和,则的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设直线的倾斜角为,
因为,
所以且,
所以,
故选:C.
4.(23-24高二上·山东临沂·期中)已知直线的一个方向向量为,则直线的倾斜角( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
【答案】D
【解析】因为直线的一个方向向量为,所以直线的斜率为,
从而直线的倾斜角.
故选:D.
5.(23-24高二上·广东深圳·期中)经过两点的直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意得,所以直线的倾斜角为;
故选:A
6.(23-24高二上·山东·期中)过、两点的直线的倾斜角为,那么实数 .
【答案】
【解析】过两点的直线的倾斜角为,
则,又.
故答案为:1.
7.(23-24高二上·山东临沂·期中)已知过点,的直线的倾斜角为60°,则实数 .
【答案】
【解析】由题意知,
该直线的斜率为,
解得.
故答案为:.
过定点的直线与线段相交问题
8.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知点,,若直线与线段相交,则直线的倾斜角的取值范围为 .
【答案】
【解析】由直线,可得,故直线经过定点,
已知点,, 的斜率为,的斜率为,
由直线与线段AB相交,故直线的斜率的取值范围为或,
设直线的倾斜角为,则,
画出的图像如图所示,
由,,观察图像可知,当或,时
直线倾斜角的取值范围为.
故答案为:.
9.(23-24高二上·山东济宁·期中)设点,直线过点且与线段相交,则直线的斜率的取值范围是( )
A.或 B.或 C. D.
【答案】B
【解析】依题意,直线的斜率分别为,
如图所示:
若直线过点且与线段相交,
则的斜率满足或,
即的斜率的取值范围是或 .
故选:B
10.(23-24高二上·山东菏泽·期中)已知点,,若直线:与线段有公共点,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如图所示:
直线:过定点,,
因为直线:与线段有公共点,
所以,
故选:D
11.(23-24高二上·山东临沂·期中)已知两点,,直线过点且与线段有交点,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】如图所示,直线的斜率,直线的斜率.
由图可知,当直线与线段有交点时,直线的斜率,
因此直线的倾斜角的取值范围是.
故选:C
12.(23-24高二上·山东·期中)已知点,,若直线与线段AB恒相交,则k的取值范围是( )
A. B. C.或 D.
【答案】D
【解析】直线方程为,易知它过定点,如图,
又,,
所以直线的斜率范围是.
故选:D.
直线方程的求解
13.(23-24高二上·山东烟台·期中)若直线在y轴上的截距为2,则该直线的斜率为( )
A. B.2 C. D.
【答案】D
【解析】因为的纵截距为,所以直线经过,
所以,所以,
所以斜率,
故选:D.
14.(23-24高二上·山东济宁·期中)若,,则直线不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【解析】依题意,,,则,
直线可化为,
其中,
所以直线不经过第四象限.
故选:D
15.(23-24高二上·山东青岛·期中)过点且方向向量为的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为直线的方向向量为,所以,
所以直线方程为,即为,
故选:D.
16.(23-24高二上·山东聊城·期中)经过两条直线,的交点,且直线的一个方向向量的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】联立,解得:,
即直线的交点为,
又直线的一个方向向量,所以直线的斜率为,
故该直线方程为:,即
故选:D.
17.(23-24高二上·山东济宁·期中)瑞士著名数学家欧拉在1765年证明了定理:三角形的外心、重心、垂心位于同一条直线上,这条直线被后人称为三角形的“欧拉线”.已知平面直角坐标系中各顶点的坐标分别为,,,则其“欧拉线”的方程为 .
【答案】
【解析】由题设知:是直角三角形,则垂心为直角顶点,外心为斜边的中点,
∴“欧拉线”的方程为.
故答案为:.
18.(23-24高二上·山东潍坊·期中)如图,在菱形中,,,.
(1)求直线的方程及直线的倾斜角;
(2)求对角线所在的直线方程.
【解析】(1)由题意可得,
所以直线的方程为,即直线的方程为,
在菱形中,,即有,又直线的倾斜角为,
所以可得直线的倾斜角为;
(2)由(1)可得,结合菱形中,可得,可得,
所以对角线所在的直线方程为,即.
19.(23-24高二上·山东德州·期中)已知直线:和直线:,其中m为实数.
(1)若,求m的值;
(2)若点在直线上,直线l过P点,且在x轴上的截距与在y轴上的截距互为相反数,求直线l的方程.
【解析】(1)由题意得,解得或0;
(2)由在直线上,得,解得,可得,
显然直线l的斜率一定存在且不为0,设直线l的方程为,
令,可得,再令,可得,
所以,解得或,
所以直线l的方程为或,
即或.
20.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知直线过定点.
(1)若直线与直线垂直,求直线的方程;
(2)若直线在两坐标轴上的截距相等,求直线的方程.
【解析】(1),
所以直线的斜率为,
因为直线与直线垂直,所以直线的斜率为2.
又因为直线过点,
所以直线的方程为,即.
(2)直线过原点时,设直线的方程为,
因为直线过点,所以,
所以直线的方程为,即;
当直线不过原点时,因为直线l在两坐标轴截距相等,
所以设直线的方程为,即,
因为直线过点,所以,
所以直线的方程为.
综上,直线的方程为或.
21.(23-24高二上·山东临沂·期中)已知△ABC的边AB,AC所在直线的方程分别为,,点在边BC上.
(1)若△ABC为直角三角形,求边BC所在直线的方程;
(2)若P为BC的中点,求边BC所在直线的一般方程.
【解析】(1)由△ABC的边AB,AC所在直线的方程分别为,,
可知角A不是直角,
①若角B是直角,由点P在边BC上,
得边BC所在直线的方程为;
②若角C是直角,由边AC所在直线的方程为,
得边BC所在直线的斜率为,又点P在边BC上,
所以边BC所在直线的方程为,即.
综上,边BC所在直线的方程为或.
(2)由题意可设,由P为BC的中点,得,
将点C的坐标代入边AC所在直线的方程,
得,解得,所以,
得边BC所在直线的斜率为,
所以边BC所在直线的方程为,
即.
直线过定点问题
22.(23-24高二上·山东济宁·期中)已知点和直线,则点到直线的距离的最大值是 .
【答案】5
【解析】由可得,
所以故定点,
所以点到直线的距离的最大值为,
故答案为:5
23.(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知直线经过定点P,直线经过点P,且的方向向量,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】对化简得,,得,解得,点,
又直线经过点P,且的方向向量,可设上一点为,其中与不重合,
则,解得,故利用两点式,可得的直线方程为:
.
故选:B
24.(23-24高二上·山东菏泽·期中)点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】直线可化为:,
由,解得,所以直线过定点,
点到直线的距离的最大值为:
,
故选:B
25.(23-24高二上·山东聊城·期中)直线恒过定点
【答案】
【解析】直线方程化简为,
即,
当,解得:,
所以直线恒过定点.
故答案为:
两条直线平行与垂直的问题
26.(23-24高二上·山东·期中)已知直线,,若,则的值为( )
A. B.6 C.4 D.
【答案】C
【解析】因为,所以,
故选:C.
27.(23-24高二上·山东济南·期中)若经过点和的直线与斜率为的直线互相垂直,则的值是 .
【答案】
【解析】由题意可知,直线的斜率为且,所以,,解得.
故答案为:.
28.(多选题)(23-24高二上·山东日照·期中)设a为非零实数,直线,,则( )
A.若,则 B.若,则
C.恒过点 D.当时,不经过第一象限
【答案】BD
【解析】若,则,解得或(舍),故A错误;
若,则,解得或(舍),故B正确;
将点代入直线,可得,故不过点,故C错误;
若不经过第一象限,当时,此时,则,
解得且;当时,即,此时不经过第一象限;当时,即,此时不经过第一象限;综上所述,当且时,不经过第一象限,故D正确;
故选:BD
29.(多选题)(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知直线,若,则( )
A. B. C.0 D.1
【答案】AB
【解析】则由题意得,的斜率
对于,因为,显然,斜率为,
则解得或,
当或时,两条直线不重合,所以符合题意.
故选:AB
30.(多选题)(23-24高二上·山东济南·期中)若与为两条不重合的直线,它们的倾斜角分别是,斜率分别为,则下列命题正确的是( )
A.若斜率,则 B.若,则
C.若倾斜角,则 D.若,则
【答案】ABC
【解析】对于A, 若两直线斜率,则它们的倾斜角,则,正确;
对于B,由两直线垂直的条件可知,若,则,正确;
对于C,由两直线平行的条件可知,若倾斜角,则 ,正确;
对于D, 若,不妨取,
则,不满足,不垂直,D错误,
故选:
31.(多选题)(23-24高二上·山东·期中)已知直线,直线,则( )
A.恒过定点 B.当时,
C.当时,或 D.点到距离的最大值为4
【答案】AB
【解析】A选项:,所以过,所以A正确;
B选项:,所以,所以B正确;
C选项:令,解得或,
当时,;当时,与重合,所以C错误;
D选项:由于恒过定点,所以最大距离为到的距离,等于5,所以D错误.
故选:AB
直线的交点问题
32.(23-24高二上·山东济宁·期中)已知直线,直线.
(1)当时,求两直线的交点坐标;
(2)当时,求两直线间的距离.
【解析】(1)若,所以,
解得或;
当时,,
即,所以交点为.
当时,,
即,
由解得,所以交点为.
综上所述,交点为、.
(2)若,所以,
,解得或.
当时,,
两直线间的距离为.
当时,,
即,两直线重合,不符合题意.
综上所述,两直线间的距离为.
33.(23-24高二上·山东临沂·期中)已知直线,,且直线与垂直.
(1)求的值;
(2)若直线过直线与的交点,且原点到该直线的距离为3,求直线的方程.
【解析】(1)由直线与垂直,得,即,解得.
(2)由(1)得,直线的方程为,即,
解,得,即点坐标为,
①当直线的斜率不存在时,其直线方程为,满足题意;
②当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即,
因为原点到该直线的距离为3,所以,所以,
则直线的方程为.
综上所述,直线的方程为或.
34.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知直线:x+y-4=0,:x-y+2=0和直线:ax-y+1-4a=0.
(1)若存在一个三角形,它的三条边所在的直线分别是,,,求实数a的取值范围;
(2)若直线l经过和的交点,且点到l的距离为2,试求直线l的方程.
【解析】(1)由可得:,∴和的交点A的坐标为.
当过点A时,,
此时不存在三角形满足题意,为满足题意,必有,
当或时,由于的斜率为-1,的斜率为1,的斜率为a,∴a=1或a=-1,
此时也不存在三角形满足题意,为满足题意,必有,综上可知:且.
(2)直线l经过和的交点,当轴时,l的方程为:x=1,
点到l的距离为2,符合题意;
当l与x轴不垂直时,设l的方程为:,即,
由于点到l的距离为2,所以,
此时l的方程为:,综上可知,直线l的方程为:x=1或.
三种距离公式的应用
35.(23-24高二上·山东烟台·期中)已知直线l过点,求满足下列条件的直线l的方程.
(1)在两坐标轴上的截距相等;
(2),到直线l距离相等.
【解析】(1)若直线过原点,令,则,故直线为;
若截距不为0,令,则,故直线为;
综上,直线方程为或.
(2)若,在直线的同一侧,即直线直线,
而,故直线为,则;
若,分别在直线的两侧,即关于直线上一点对称,
所以中点在直线上,又直线l过点,故直线为;
综上,直线l的方程为或.
36.(23-24高二上·山东聊城·期中)点到直线(为任意实数)的距离的最大值是 .
【答案】
【解析】直线可化为:,
由,解得,
直线恒过定点,
时距离最大,点到直线的距离为,
故答案为:.
37.(23-24高二上·山东烟台·期中)若直线与直线平行,则这两条直线间的距离为 .
【答案】/
【解析】由两线平行知:,即直线与平行,
所以它们的距离为.
故答案为:
38.(23-24高二上·山东济宁·期中)若两条平行直线与之间的距离是,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为直线与平行,则,
且这两条直线间的距离为,解得,故.
故选:A.
39.(23-24高二上·山东枣庄·期中)已知直线与直线平行,则它们之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】将直线化为,
所以,这两条平行直线之间的距离.
故选:C.
求圆的方程
40.(23-24高二上·山东临沂·期中)已知点,,则以线段为直径的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为,,
所以的中点坐标为,,则半径为,
则以线段为直径的圆的方程为.
故选:A.
41.(23-24高二上·山东潍坊·期中)圆 上的点 关于直线 的对称点仍在圆 上, 且该圆的半径为 , 则圆 的方程为( )
A. B.
C. 或 D. 或
【答案】D
【解析】因为圆上的点关于直线的对称点仍在圆上,
所以圆心在直线上,
设圆心的坐标为,
因为该圆的半径为,
则,
解得或,
所以圆心为或,
则圆的方程为或.
故选:D.
42.(23-24高二上·山东烟台·期中)求圆心在直线上,且与直线相切于点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为圆心在直线上,所以设圆心,
因为圆与直线相切于点,
所以,解得,
所以圆心为,半径为,
所以圆的方程为,
故选:A.
43.(23-24高二上·山东淄博·期中)已知圆C经过,且圆心在直线,
(1)圆C的方程是
(2)若从点发出的光线经过直线,反射后恰好平分圆C的圆周,反射光线所在直线的方程是
【答案】 .
【解析】
由题知中点为,,
所以的垂直平分线方程为,即,
联立,解得,即圆心为,
所以圆的半径为,
故圆的方程为.
设关于的对称点为,
则直线与垂直,且的中点在直线上,
则,解得,
由题意知反射光线过圆心,故,
即.
故答案为:;
44.(23-24高二上·山东聊城·期中)与圆同圆心,且过点的圆的方程是: .
【答案】
【解析】设所求圆的一般式方程为,
代入点,可得,解得,
所以,所求圆的方程为.
45.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知的三个顶点分别是,,,则的外接圆的方程为 .
【答案】
【解析】由题设易知:为直角三角形,故外接圆圆心是斜边的中点,而,
所以斜边为,则外接圆圆心为,故,
综上,的外接圆的方程为.
故答案为:
直线与圆的位置关系
46.(23-24高二上·山东青岛·期中)对于圆:,下列说法正确的为( )
A.点圆的内部 B.圆的圆心为
C.圆的半径为 D.圆与直线相切
【答案】A
【解析】对于A,将点代入圆C中,得,所以点圆C的内部,故A正确;
对于B,C,由,得,所以圆的圆心为,半径为,故B,C错误;
对于D,由圆心到直线的距离为,所以,即,所以圆与直线相离,故D错误.
故选:A.
47.(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知直线,点是圆内一点,若过点A的圆的最短弦所在直线为m,则下列说法正确的是( )
A.l与圆C相交,且 B.l与圆C相切,且
C.l与圆C相离,且 D.l与圆C相离,且
【答案】D
【解析】因为点是圆内一点,
所以,
所以圆心到直线的距离为,
所以直线l与圆C相离,
由圆的性质可知当时,过点A的圆的弦最短,此时,
所以.
故选:D.
48.(23-24高二上·山东烟台·期中)若直线与圆相离,则过点的直线与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.不确定
【答案】C
【解析】因为直线与圆相离,
所以圆心到直线的距离大于半径,
即,所以,故点在圆内,
所以过点的直线与圆相交,
故选:C.
49.(23-24高二上·山东淄博·期中)已知圆的方程为,若直线上至少存在一点,使得以该点为圆心,为半径的圆与圆有公共点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意可知,由得,圆心为,半径为
因,故根据题意圆的圆心到直线即的距离小于或等于2,
所以得,
即得,可得,
故选:D
50.(23-24高二上·山东临沂·期中)若直线与圆相切,则实数的值为( )
A. B.1或 C.或3 D.
【答案】B
【解析】易知圆可化为,即可得圆心为,半径为;
由题意可得圆心到直线的距离,
解得或.
故选:B
51.(23-24高二上·山东泰安·期中)若直线与曲线仅有一个公共点,则实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】曲线即,
即,表示为圆心,为半径的圆的上半部分,
直线即恒过定点,
作出直线与半圆的图象,如图,
考查临界情况:
当直线过点时,直线的斜率,此时直线与半圆有两个交点,
当直线过点时,直线的斜率,此时直线与半圆有1个交点,
当直线与半圆相切时,圆心到直线的距离为1,且,
即,解得:,舍去).
据此可得,实数的取值范围是.
故选:D.
圆与圆的位置关系
52.(23-24高二上·山东淄博·期中)圆与圆的公切线有( )条.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】两圆的圆心分别为,
半径分别为
圆心距,所以,
所以两圆相交,有2条公切线,
故选:B.
53.(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知圆:,圆:,则与的位置关系是( )
A.外切 B.内切 C.外离 D.相交
【答案】D
【解析】因为的圆心为,半径,的圆心为,半径,
所以,
所以,
所以与两圆相交,
故选:D.
54.(23-24高二上·山东济宁·期中)圆与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相交 C.内切 D.外切
【答案】C
【解析】圆的圆心为,半径,
圆的圆心为,半径,
,所以两圆的位置关系是内切.
故选:C
55.(23-24高二上·山东德州·期中)已知两圆和无公共点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】圆的圆心为,半径,
圆的圆心为,半径,
设圆心距为,则,
因为两圆和无公共点,
所以两圆外离或内含,
则或,
即或,
解得或或,
所以实数的取值范围为.
故选:D.
56.(23-24高二上·山东菏泽·期中)设集合,集合,当时,则r的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由得,所以集合M表示以点圆心,以2半径的左半圆,与y轴的交点为,
集合表示以点为圆心,以r为半径的圆,
如下图所示,
当圆C与圆O相外切于点P时,有且仅有一个元素时,此时,
当圆C过点M时,有两个元素,此时,所以,
当圆C过点N时,有且仅有一个元素,此时,所以,
所以当时,则r的取值范围为或,
故选:C
.
57.(23-24高二上·山东烟台·期中)已知圆C:上总存在两个点到原点的距离为2,则圆C半径r的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由圆心为,半径为,则原点到的距离,
要使总存在两个点到原点的距离为2,
若原点在圆外,则;
若原点在圆上,即,满足;
若原点在圆内,则;
综上,圆C半径r的取值范围是.
故选:C
弦长问题
58.(23-24高二上·山东淄博·期中)已知圆C的方程为,直线m过点,且与圆C交于A,B两点,若,则直线m的斜率为( )
A.或0 B.或0 C.或0 D.或0
【答案】B
【解析】显然,当直线的斜率不存在时,直线与圆相切,不满足要求;
设直线的斜率为,则直线方程为,
即,因为,则圆心到直线的距离,
又,解得或.
故选:B
59.(23-24高二上·山东菏泽·期中)若圆截直线所得弦长为,则实数的值为( )
A. B. C.1 D.3
【答案】C
【解析】由圆 即,则,
圆心为,半径,
则圆心到直线的距离,
由弦长公式可得,解得,
故选:C.
60.(23-24高二上·山东潍坊·期中)动直线被圆截得的最短弦长的值为 ,此时实数 .
【答案】
【解析】圆可化为,即圆心为,半径为,
直线过定点,
则圆心到直线的距离的最大值为,
所以动直线被圆截得的最短弦长为,
此时由解得,
故答案为:;
61.(23-24高二上·山东济宁·期中)已知圆,直线()恒过定点.
(1)求定点的坐标;
(2)求直线被圆截得的弦长最短时的值、直线的方程以及最短弦长.
【解析】(1)直线的方程整理得,
该方程对于任意实数成立,则,解得,
所以直线恒过定点.
(2)因为直线恒经过圆内的定点,
当直线垂直于时被截得的弦长最短.
由,可知,
所以当直线被圆截得的弦最短时,直线的斜率为2,
于是有,解得,
此时直线的方程为,即,
又因为,所以最短弦长为.
切线问题与公切线问题
62.(23-24高二上·山东德州·期中)写出与圆和圆都相切的一条直线方程 .(写出一条即可)
【答案】(填,都正确).
【解析】由题意可知,圆的圆心坐标为,半径为
圆的圆心坐标为,半径为如图所示
所以,,即,
所以两圆外切, 由图可知,与两圆都相切的直线有三条.
当切线为时,因为,所以,
设直线:,即,
所以,解得或(舍),
故所求直线的方程为,即.
由图可知,;与关于直线对称,
联立,解得,
所以与的一个交点为,在上取一点,
该点关于直线的对称点为,则,解得,
所以对称点为.
所以,
故所求直线的方程为,即.
所以与圆和圆都相切的一条直线方程为:(填,都正确).
故答案为:(填,都正确).
63.(23-24高二上·山东潍坊·期中)为测量一工件的内圆弧对应的半径,工人用三个半径均为的圆柱形量棒放在与工件圆弧相切的位置上,通过深度卡尺测出卡尺下沿水平面到中间量棒顶侧面的垂直深度(如图所示),则 .
【答案】/
【解析】
如图,设两圆外切于点,连接,作交于点,
点为线段与圆的交点,
因为,所以,
因为,,
所以,所以,
所以,解得,
故答案为:.
64.(23-24高二上·山东潍坊·期中)一条光线从点射出,经轴反射后与圆相切,则反射光线所在直线的斜率为 .
【答案】或
【解析】由题意可知点在反射光线上,设反射光线所在的直线方程为,利用直线与圆的相切的性质即可得出.由题意可知点在反射光线上,
设反射光线所在的直线方程为,即.
圆的圆心,半径为1,
由直线与圆相切的性质可得,
解得或.
故答案为:或
65.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知直线和圆.
(1)若直线交圆于两点,求弦的长;
(2)求过点且与圆相切的直线方程.
【解析】(1)将圆,化成标准方程:,
圆的圆心,半径,
圆到直线的距离,
.
(2)当直线的斜率不存在时,过点的直线为,是圆的一条切线;
当直线的斜率存在时,设圆的切线方程为,即,
圆心到直线的距离,解得.
切线方程为,即,
综上所述,所求的直线方程为:或.
66.(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知圆:,直线:,为上的动点,过点作圆的切线,,切点分别为,,当四边形面积最小时,的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
将化为标准方程为:,
所以圆的圆心为,半径为2,
由题意,四边形面积为,
又因为,
所以当最短时,四边形面积最小,此时.
故选:C
67.(23-24高二上·山东青岛·期中)过点作圆的两条切线,,则四边形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由可得,
所以,进而可得,
故,所以四边形的面积为,
故选:C
68.(23-24高二上·山东威海·期中)已知圆和圆恰有三条公共切线,则的最小值为( )
A.6 B.36 C.10 D.
【答案】B
【解析】圆标准方程为,,半径为,
圆标准方程为,,半径为,
两圆有三条公切线,则两圆外切,
所以,即,
点在以原点为圆心,4为半径的圆上,记,
,所以,
所以的最小值为.
故选:B.
点线对称、线点对称、线线对称问题
69.(23-24高二上·山东·期中)已知点,则它关于直线对称点为 .
【答案】
【解析】设关于直线对称的点为,则,直线为:,整理得,联立,解得,
则中点坐标为,所以.
故答案为:.
70.(23-24高二上·山东泰安·期中)已知点与点关于直线对称,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设,则,解得.
故选:A.
71.(23-24高二上·山东潍坊·期中)如图,在直角坐标系中,已知,,从点射出的光线经直线反射到轴上,再经轴反射后又回到点,则光线所经过的路程为 .
【答案】
【解析】点关于轴的对称点,点关于的对称点,如下图所示:
又因为,所以,即,
所以,解得,所以,
所以光线经过的路程为,
故答案为:.
72.(23-24高二上·山东潍坊·期中)如图,在直角坐标系中,已知,,从点射出的光线经直线反射到轴上,再经轴反射后又回到点,则光线所经过的路程的为 .
【答案】
【解析】点关于轴的对称点,关于的对称点,如图所示,
又因为,,所以直线方程为:,即,
所以,解得,即.
所以光线经过的路程为.
故答案为:
73.(23-24高二上·山东青岛·期中)直线关于x轴对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】直线的斜率为2,与x轴交于点,
则与关于x轴对称的直线斜率为,并过点,
所以,所求方程为,即.
故选:D
直线方程的综合应用
74.(23-24高二上·山东枣庄·期中)(1)已知的顶点,边上的中线所在的直线方程为,边上的高所在直线方程为,求直线的方程;
(2)求经过点,且在轴上的截距和轴上的截距相等的直线的方程.
【解析】(1)由题意知:点在直线上,则可设,
中点为,,解得:,
,,直线方程为:,即,
由得:,即;
直线的方程为:,即;
(2)设直线在轴上的截距分别为,
当时,直线经过原点,则直线斜率,
直线方程为,即;
当时,可设直线方程为,则,
直线方程为;
综上所述:直线方程为或.
75.(23-24高二上·山东淄博·期中)已知的顶点,边上的高BH所在直线为,边上的中线AD所在直线方程为.
(1)求顶点A的坐标;
(2)求直线的方程.(结果用一般式方程表示).
【解析】(1), 所在直线方程为,即,
由,得:,所以
(2)设,则,分别代入BH所在直线和AD所在直线方程,
即,解得:,即,
所以,即直线的方程.
76.(23-24高二上·山东威海·期中)已知,y轴为边中线
(1)求边所在直线方程;
(2)求角平分线所在直线方程.
【解析】(1)因为,倾斜角为,,
设交y轴于点M,则根据条件可知为等边三角形,则,
M为中点,则.,故直线方程为.
(2)因为, 倾斜角为,
所以,
所以内角角平分线斜率为,
故内角平分线所在直线方程为.
77.(23-24高二上·山东济宁·期中)已知直角坐标平面内的两点.
(1)求线段的中垂线所在直线的方程;
(2)求以向量为方向向量且过点的直线l的方程;
(3)一束光线从点B射向轴,反射后的光线过点A,求反射光线所在的直线方程.
【解析】(1)由,∴线段的中点坐标为
又,∴线段的中垂线的斜率为,
∴由直线方程的点斜式可得线段的中垂线所在直线方程为,
即.
(2)由直线的方向向量与其斜率间的关系可知直线l的斜率为,
由直线方程的点斜式得直线l的方程为,
即.
(3)设关于轴的对称点为,则点,所以,则直线,即反射光线所在的直线方程为.
78.(23-24高二上·山东泰安·期中)已知三个顶点分别为,,.
(1)求的面积;
(2)过内一点有一条直线l与边AB,AC分别交于点M,N,且点P平分线段MN,求直线l的方程.
【解析】(1),,,
直线AB的斜率,
直线AB的方程为,
点C到直线AB的距离,
,
;
(2)由题知,直线AB的斜率,
直线AC的方程为,
设,则,
∵点M,N分别在直线AB,AC上,
,解得,
直线l的斜率,
直线l的方程为,
即.
线段和差最值问题
79.(23-24高二上·山东·期中)华罗庚先生说:“数缺形时少直观,形少数时难入微.”数形结合对于㑚决部分数学问题有着事半功倍的效果.已知,则的最小值为 .
【答案】10
【解析】条件可以转化为平面直角坐标系内的点到,,,距离之和的最小值,
在中,,当点与点重合时,
在中,,当点与点重合时,
所以当为四边形对角线交点时距离之和最小,
即的最小值即为四边形两条对角线的长度之和,
故求得最小值为.
故答案为:.
80.(23-24高二上·山东·期中)已知点是直线上一点,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】解析:设关于直线的对称点为,所以,
解得:,所以:,
当三点共线时有最小值:,
所以:的最小值等于.故D项正确.
故选:D.
直线与坐标系围成的面积问题
81.(23-24高二上·山东泰安·期中)已知过点的直线与轴,轴的正半轴分别交于、两点,为坐标原点,当的面积最小时,直线的方程为 .
【答案】
【解析】由题意可知,直线的斜率存在且不为零,可设直线的方程为,求出点、的坐标,结合已知条件可求得的取值范围,并求出的面积关于的表达式,利用基本不等式可求得面积的最小值及其对应的值 ,由此可求得直线的方程.由题意可知,直线的斜率存在且不为零,
可设直线的方程为,即.
在直线的方程中,令,可得;令,可得.
即点、,由题意可得,解得,
的面积为,
当且仅当时,即当时,等号成立,
所以,直线的方程为,即.
故答案为:.
82.(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知直线经过点,且与轴、轴的正半轴交于两点,是坐标原点,若满足__________.
(1)求直线的一般式方程;
(2)已知点为直线上一动点,求最小值.
试从①直线的方向向量为;②直线经过与的交点;③的面积是4,这三个条件中,任选一个补充在上面问题的横线中,并解答.注:若选择两个或两个以上选项分别解答,则按第一个解答计分.
【解析】(1)若选①,由直线的方向向量为得,直线的斜率为,
所以直线的方程为,
所以直线的一般式方程为.
若选②,直线经过与的交点,
联立,解得,
所以交点坐标为,
直线的斜率为,
所以直线的方程为,
所以直线的一般式方程为.
若选③,由题意设直线的方程为,则
所以直线的一般式方程为.
(2)设点关于直线的对称点为,
由题意得,,解得,
所以,
83.(23-24高二上·山东·期中)已知直线过点.
(1)若在两坐标轴上的截距相等,求的方程;
(2)设为坐标原点,若与轴正半轴交于点与轴正半轴交于点,求面积的最小值.
【解析】(1)①当直线过坐标原点,直线过点.
所以方程为,即;
②当直线不过坐标原点,,设方程为,
由直线过点,将代入方程得,解得,
所以直线的方程为,即;
综上:的方程为或.
(2)由题意知斜率存在且小于0,设方程为,
令,解得;令,解得;
因为,所以,,
所以面积
,
当且仅当即时取等号,
所以面积的最小值为4.
与圆有关的轨迹问题
84.(23-24高二上·山东烟台·期中)已知,,P点满足.
(1)求点P的轨迹的方程,并说明是何图形;
(2)设T为直线上一点,直线TO,TA分别与相交于点B,C,求四边形面积S的最大值.
【解析】(1)设,因为,
所以,
故点P的轨迹的方程为,(除去),
故轨迹为以为圆心,3为半径的圆,除去,;
(2)考虑对称性,不妨设,
则直线,
联立可得,,
解得,所以,
直线,
联立可得,,
则,解得,故,
故
,
当且仅当,即时,等号成立,
故四边形面积S的最大值为12.
85.(23-24高二上·山东·期中)已知定点,点为圆上的动点.
(1)求的中点的轨迹方程;
(2)若过定点的直线与的轨迹交于两点,且,求直线的方程.
【解析】(1)设点的坐标为,则点的坐标为,
点为圆上的动点,
,即,
的中点的轨迹方程为.
(2)当直线的斜率不存在时,直线的方程为,
代入,可得,此时,满足条件;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
圆的半径且,圆心到直线的距离,
,解得,
直线的方程为,即;
综上,直线的方程为或.
86.(23-24高二上·山东聊城·期中)已知在平面直角坐标系中,点,直线:.圆的半径为1,圆心在直线上.
(1)若直线与圆相切,求圆的标准方程;
(2)已知动点,满足,说明的轨迹是什么?
【解析】(1)因为圆心在直线上,所以圆心可设为,
由题意可得,即,
所以,解得或,
所以圆心的坐标为或,
所以圆的标准方程为或.
(2)由,得,
化简得:,
即,所以动点的轨迹是以为圆心,半径是2的圆.
87.(23-24高二上·山东烟台·期中)已知点,,动点P满足,设P的轨迹为C.
(1)求C的轨迹方程;
(2)若过点A的直线与C交于M,N两点,求取值范围.
【解析】(1)设,因为,
所以,所以,
化简得:,
所以的轨迹方程为:;
(2)当直线斜率不存在时,直线方程为,代入的轨迹方程可得,
不妨令,所以,
所以;
当直线斜率存在时,设,,
联立,可得,
所以,
又,
所以,
所以,
因为,所以,所以,所以;
综上可知,的取值范围为.
88.(23-24高二上·山东临沂·期中)我们都知道:平面内到两定点距离之比等于定值(不为1)的动点轨迹为圆.后来该轨迹被人们称为阿波罗尼斯圆.已知平面内有两点和,且该平面内的点P满足,若点P的轨迹关于直线对称,则的最小值是( )
A. B. C.3 D.9
【答案】C
【解析】设,
因为,所以,
整理得:,表示以为圆心的圆,
又因为点P的轨迹关于直线对称,
所以,即,
所以,
当且仅当,即时取得等号,
所以的最小值是3,
故选:C.
89.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知圆C的圆心在直线上,并经过点,与直线相切.
(1)求圆C的方程;
(2)已知,动点到圆C的切线长等于的2倍,求出点的轨迹方程.
【解析】(1)设圆心坐标为,
故,解得:,
故圆心为,半径为,
故圆C的方程为;
(2)设,
则,故动点到圆C的切线长为,
,
所以,
化简得:,
故点的轨迹方程为:.
与圆有关的范围与最值问题
90.(多选题)(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知圆:和圆:的交点为,,直线:与圆交于,两点,则下列结论正确的是( )
A.的取值范围是
B.圆上存在两点和,使得
C.圆上的点到直线的最大距离为
D.若,则
【答案】AC
【解析】A选项:圆:的标准方程为,
圆心为,半径为,因为直线:与圆交于,两点,
所以圆到直线的距离为,即,解得,
所以的取值范围是,故A正确;
B选项:圆:的标准方程为,
圆心,半径,根据两圆的方程有直线方程为,
圆到直线AB的距离为,所以,
圆上任意两点,,,故B错误;
C选项:圆上的点到直线的距离的最大值为,故C正确;
D选项:因为,所以为等边三角形,
圆到直线的距离为,所以,
故或,故D错误.
故选:AC
91.(23-24高二上·山东泰安·期中)已知曲线,则的最大值,最小值分别为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【解析】由,可得,
此方程表示的曲线为以为圆心半径为2的圆的右半部分,
则表示点与此半圆上点的距离,
其最大值为,最小值为,
又,,,
则最大值为,最小值为.
故选:B
92.(23-24高二上·山东·期中)已知实数满足方程,则的最大值是( )
A. B. C.0 D.
【答案】B
【解析】的方程可化为,
它表示圆心,半径为1的圆,
表示圆上的点与点的连线的斜率,
设过圆上点与点的直线方程为,
则圆心到直线的距离,
可得,即最大值为,
故选:B.
93.(23-24高二上·山东德州·期中)已知圆与圆的公共弦所在直线恒过点,则点坐标为 ;的最小值为 .
【答案】 / /
【解析】由,,
可得,即,
所以,解得,
所以点,
又,,
则,
所以当时,取最小值为,
经检验,当时,两个方程均表示圆,且两圆相交,满足题意.
故答案为:,.
94.(23-24高二上·山东泰安·期中)已知O为坐标原点,A,B均在直线上,,动点P满足,则的最小值为 .
【答案】
【解析】设,,
因为,所以,
因为,所以,
即,
整理得,
所以点在以为圆心,为半径的圆上,
易得圆心在上,
又点到直线的距离,
故.
故答案为:.
切点弦问题
95.(23-24高二上·山东济宁·期中)已知圆的方程为,直线,点是直线上的一动点,过作圆的两条切线,切点分别为,当四边形的面积最小时,直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
由圆的方程为可知圆心,半径,点到圆心的距离最小时,切线的长度最小,此时四边形的面积最小,
所以,,所以直线的方程为,
联立,解得,
以为直径,以中点为圆心的圆方程为,
两圆方程相减可得直线的方程,
故选:D
96.(23-24高二上·山东济宁·期中)古希腊数学家阿波罗尼奥斯(约公元前262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,著作中有这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数(且)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆.已知平面直角系中的点,则满足的动点的轨迹记为圆.
(1)求圆的方程;
(2)若点,当在上运动时,记的最大值和最小值分别为和,求的值.
(3)过点向圆作切线,切点分别是,求直线的方程.
【解析】(1)设点,由,且得
,整理得,
所以圆的方程为
(2)由,设得
,
而,当时,取得最小值;,当时,取得最大值,所以.
(3)设切点,则,
直线方程为:,整理得,
同理可得直线方程为:,
由直线均过点,则,
即点都在直线上,所以直线的方程为.
97.(23-24高二上·山东泰安·期中)如图,已知圆,动点,过点P引圆的两条切线,切点分别为.
(1)求证:直线过定点;
(2)若两条切线与轴分别交于两点,求的面积的最小值.
【解析】(1)由题知,圆的标准方程为,
所以圆心,半径,
因为是圆的两条切线,所以,,
所以A,B在以PC为直径的圆上,
又因为,且PC的中点为,
所以以PC为直径的圆M的方程为,
化简可得,
所以AB为圆C与圆M的公共弦,
所以直线AB的方程为,令,解得,
所以直线过定点;
(2)当PA,PB有一条斜率不存在,即时,
不妨设PA的斜率不存在,则直线PA的方程为,此时,,
设直线PB的方程为,
由圆心到PB的距离,解得,
所以直线PB的方程为,
所以,
此时,;
同理斜率不存在时;
当PA,PB斜率均存在,即时,
设过点的切线方程为,即,
因为PA,PB与圆C相切,
所以圆心C到直线的距离,
即,,
设PA,PB的斜率分别为,,
则,,
又点在直线上,点在直线上,
,,
所以
而,
所以.
又因为且,所以当时,,
此时.
综上,面积的最小值为.
公共弦问题
98.(23-24高二上·山东泰安·期中)若圆和圆的交点为A,B,则下列结论正确的是( )
A.公共弦所在直线的方程为
B.线段的垂直平分线的方程为
C.公共弦的长为
D.P为圆上一动点,则点P到直线的距离的最大值为
【答案】D
【解析】对于,依题意知,两圆相交于,
故两圆方程作差可得即,
即为两圆公共弦所在直线方程,故错误;
对于,圆,则其圆心为,,
则线段的垂直平分线的斜率为,
故线段的垂直平分线方程为,
即,故错误;
对于,圆心到直线的距离,
圆半径,所以,故错误;
对于,圆心到直线的距离,圆半径,
则点P到直线的距离的最大值为,故正确,
故选:.
99.(多选题)(23-24高二上·山东青岛·期中)已知圆与圆,下列说法正确的是( )
A.与的公切线恰有4条
B.与相交弦的方程为
C.与相交弦的弦长为
D.若,分别是圆,上的动点,则
【答案】BCD
【解析】由已知得圆的圆心,半径,圆的圆心,半径,
因为,,故两圆相交,
所以与的公切线恰有2条,故A错误;
两圆方程做差可得与相交弦的方程为,故B正确;
由点到直线的距离公式得到相交弦的距离为,
故相交弦的弦长为,C正确;.
由图可知,,故D正确.
故选:BCD
100.(多选题)(23-24高二上·山东青岛·期中)已知圆和圆相交于两点,则下列说法正确的是( )
A.
B.直线AB的方程为
C.线段AB的长为
D.M到直线AB的距离与N到直线AB的距离之比为1:5
【答案】ACD
【解析】因为圆和圆相交于两点,所以圆心,所在直线垂直平分两圆的公共弦,所以,所以A正确;
圆与圆方程相减得到,所以直线AB的方程为,故B错误;
由,化简可得,所以圆的圆心为,半径为2,圆心到直线AB的距离为,所以,故C正确;
由圆,化简可得,所以圆的圆心为,半径为4,圆心到直线AB的距离为,所以,所以D正确.
故选:ACD
圆的综合应用
101.(23-24高二上·山东泰安·期中)已知点,关于原点对称,点在直线上,,圆过点,且与直线相切,设圆心的横坐标为.
(1)求圆的半径;
(2)已知点,当时,作直线与圆相交于不同的两点,,已知直线不经过点,且直线,斜率之和为,求证:直线恒过定点.
【解析】(1)∵圆M过点A,B,
圆心M在AB的垂直平分线上,由已知点A在直线x+y=0上,且点A,B关于原点O对称,
点M在直线y=x上,则点M的坐标为(a,a) .
∵圆M与直线x+1=0相切,
圆M的半径为,连接MA,由已知得 ,
又,故可得,
整理得: ,解得a=0或a=2,
故圆M的半径为r=1或r=3.
(2)由a <2,得a=0,则圆M的方程为.
设点,
当直线的斜率存在时,设直线:
联立方程组,
消元得
则
又直线PM,PN斜率之和为,
,
得.
代入,可得直线方程,
直线l恒过定点(2,-1),
当直线l的斜率不存在时,
因为直线PM,PN斜率之和为,
,
但,且,
故不合题意,舍去.
综上,直线l恒过定点(2,-1).
102.(23-24高二上·山东青岛·期中)已知直线和圆,且直线和圆交于两点.
(1)当为何值时,截得的弦长为4;
(2)若,求的取值范围.
【解析】(1)设直线与圆心距离为,则,
所以有
解得;
(2)当时,,此时,
因为,所以,
有,即,
解得.
103.(23-24高二上·山东烟台·期中)已知圆与直线相切于点,圆心在轴上.
(1)求圆的方程;
(2)过点且不与轴重合的直线与圆相交于两点,为坐标原点,直线分别与直线相交于两点,记的面积分别是.求的取值范围.
【解析】(1)设,则,解得,
故圆的半径为,
故圆的方程为;
(2)当过点的直线斜率不存在时,此时令中得,,
不妨设,
则,,此时,
故,
当过点的直线斜率存在时,设为,与联立得,
,不妨设,,
故,,
故直线,令得,,
所以,
同理可得直线,令得,,
所以,
故,
其中到直线的距离,
故,
则,
故,
因为,所以,
综上,.
104.(23-24高二上·山东济宁·期中)已知圆,点为直线上一动点,过点引圆的两条切线,切点分别为,.
(1)当时,求切线所在的直线方程;
(2)若线段中点为,求证:存在定点,使得为定值.
【解析】(1)当是,,设切线方程为,,
圆的圆心为,半径,
圆心到切线的距离为,解得或.
所以切线方程为或.
(2)线段的中点坐标为,,
所以以为直径的圆的方程为,
整理得,
结合两式相减并化简得直线的方程为,
由解得,
则,设,为常数,
则
,
所以当,即时,为定值,为定值 .
所以存在定点,使得为定值.
105.(23-24高二上·山东潍坊·期中)已知圆与圆:关于直线对称.
(1)求圆的标准方程;
(2)过点的直线与圆相交于,两点,过点且与垂直的直线与圆的另一交点为,记四边形的面积为,求的取值范围.
【解析】(1)
由,则圆心,半径,
设直线,可知其斜率,
过并垂直于直线的直线斜率,则其方程,
整理可得,联立可得,解得,
设,则,解得,所以,
由圆与圆关于直线对称,则圆的半径,
所以圆.
(2)由题意可知,由,当斜率不存在时,斜率为,易知此时不符合题意;
由,则设,由,则设,
将代入直线的方程,可得,则,
点到直线的距离,,
点到直线的距离,,
令,由,则,且,,
由在四边形中,则,
设,令,可得,
分解因式可得,解得,
由函数的对称轴为直线,则单调递增,
由,则,所以.
106.(23-24高二上·山东泰安·期中)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.
【解析】(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.
107.(23-24高二上·山东临沂·期中)在平面直角坐标系xOy中,点,,,且点在第一象限.记的外接圆为圆.
(1)求圆的方程;
(2)过点且不与y轴重合的直线l与圆E交于,两点,是否为定值?若是定值,求出该值;否则,请说明理由.
【解析】(1)由题意可得,
所以,
又因为,点在第一象限,
所以直线的倾斜角为,
所以,,
所以,
设的外接圆的方程为,
由有,
解得,
所以的外接圆的方程为:;
(2)由题意可知直线l的斜率存在,
设直线l的方程为:,
由,可得,
所以,
,,
所以,
所以是定值.
直线与圆新定义问题
108.(多选题)(23-24高二下·山东潍坊·期中)已知有序数对,满足,有序数对满足,定义,则( )
A.的最小值为 B.取最小值时的值为
C.的最小值为 D.的最大值为20
【答案】BC
【解析】由题意在函数的图象上,在直线上,,
设函数的图象的平行于直线的切线的切点坐标为,
由得,,则,
等于到直线的距离为,
所以.无最大值.
由,解得,
故选:BC.
109.(23-24高二上·山东济宁·期中)已知,,,为四个实数,且,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.5
【答案】D
【解析】设,则,
所以
,
而可看做轴上动点与两定点的距离和,如图,
由图可知当运动到时,最小,最小值为,
所以的最小值为.
故选:D
110.(多选题)(23-24高二上·山东·期中)公元前3世纪,古希腊数学家阿波罗尼斯在《平面轨迹》一书中,曾研究了众多的平面轨迹问题,其中有如下结果:平面内到两定点距离之比等于已知数的动点轨迹为直线或圆.后世把这种圆称为阿波罗尼斯圆.已知直角坐标系中,,满足的点的轨迹为,则下列结论正确的是( )
A.上的点到直线的最小距离为
B.若点在上,则的最小值是-2
C.若点在上,则的最小值是-2
D.圆与有公共点,则的取值范围是
【答案】ABD
【解析】设
,,且,
,
化简得: ,
,
圆心 ,
所以上的点到直线的最小距离为
,故A正确.
令,即
当与圆相切时 取最值,
,
此时 或 ,
的最小值是-2,故B正确.
令即 ,
当与圆相切时 取最值,
,
此时 或 ,
的最小值是,故C错误.
因为圆,
圆心为 ,半径为 与有公共点,
所以 ,
即
解得,故D正确.
故选:ABD.
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