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专题03 平面解析几何几何初步
(易错必刷85题20种题型专项训练)
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1、 直线的倾斜角(5小题)
1.(23-24高二下·上海·期中)平面直角坐标系中,直线倾斜角的范围是( ).
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·山东青岛·期末)已知直线的一个方向向量为,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·河南驻马店·期末)已知,,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·湖北武汉·期末)设直线的方程为,则直线的倾斜角的范围是( )
A. B. C. D.
2、 直线的斜率(4小题)
5.(2023高二上·江苏·专题练习)如图,若直线,,的斜率分别为,,,则( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二下·江苏盐城·期末)过两点、的直线的倾斜角为,则的值为( )
A.或 B. C. D.
7.(23-24高二上·河南·阶段练习)若经过两点的直线斜率为1,则实数( )
A. B.3 C.2 D.1
8.(23-24高二上·全国·课后作业)已知点,若直线,则的值为( )
A.1或 B.或
C.或3 D.3或
9.(23-24高二下·吉林延边·阶段练习)已知函数.则的大小关系为( )
A.B.C.D.
3、 直线与线段相交问题(5小题)
10.(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.
11.(23-24高二上·福建厦门·期中)已知两点,,过点的直线与线段(含端点)有交点,则直线的斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
12.(2024高二·江苏·专题练习)已知直线,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则直线的倾斜角范围为( )
A. B.
C. D.
13.(23-24高二上·山东威海·期末)已知点,,若直线与线段有公共点,则( )
A. B.
C. D.
14.(23-24高二上·江苏无锡·阶段练习)设,,若直线与线段相交,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4、 求直线的方程(6小题)
15.(24-25高二上·全国·随堂练习)过点,的直线方程是( )
A. B.
C. D.
16.(23-24高二下·贵州·阶段练习)已知直线l倾斜角的余弦值为,且经过点,则直线l的方程为( )
A. B. C. D.
17.(23-24高二上·河北石家庄·阶段练习)经过直线和的交点,且倾斜角是直线的倾斜角的两倍的直线方程为( )
A. B. C. D.
18.(23-24高二下·河南·阶段练习)过原点且与直线垂直的直线方程为( )
A. B.
C. D.
5、 直线过定点问题(3小题)
19.(22-23高二上·四川遂宁·期中)已知直线,直线,则下列命题中不正确的是( )
A.直线过定点 B.若,则
C.直线过定点 D.若,则
20.(20-21高二上·安徽六安·期末)直线,当变动时,所有直线都通过定点( )
A. B. C. D.
21.(22-23高二下·吉林长春·开学考试)不论k为任何实数,直线恒过定点,则这个定点的坐标为( )
A. B. C. D.
6、 两直线的位置关系(5小题)
22.(23-24高二下·河南南阳·期末)已知直线与直线平行,则实数( )
A. B.1 C.或1 D.
23.(23-24高二下·陕西宝鸡·阶段练习)已知直线过两点,且,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
24.(23-24高二下·江苏南京·期末)“”是“两条直线平行”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
25.(23-24高二上·北京·期中)已知直线与互相垂直,垂足为,则的值是( )
A.24 B.0 C.20 D.
26.(23-24高二上·贵州铜仁·阶段练习)已知直线,直线,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
7、 直线的交点问题(5小题)
27.(24-25高二上·全国·课后作业)直线和的交点坐标为( )
A. B. C. D.
28.(23-24高二下·上海·期中)直线,若三条直线无法构成三角形,则实数可取值的个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
29.(23-24高二上·河南南阳·期末)点为两条直线和的交点,则点到直线:的距离最大为( )
A. B. C. D.5
30.(23-24高二上·四川凉山·期末)经过两条直线和的交点,且垂直于直线的直线方程为( )
A. B.
C. D.
31.(23-24高二上·湖南·期末)若三条不同的直线,,不能围成一个三角形,则a的取值集合为( )
A. B. C. D.
8、 点到直线的距离(5小题)
32.(23-24高二上·河北张家口·阶段练习)已知定点和直线,则点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
33.(2024上·北京房山·高二统考期末)两条直线与之间的距离是( )
A. B. C. D.
34.(2024·全国·高二专题练习)两直线与平行,则它们之间的距离为( )
A.4 B. C. D.
35.(23-24高二上·浙江嘉兴·期末)已知直线:,则下列结论正确的是( )
A.直线过定点
B.原点到直线距离的最大值为
C.若点,到直线的距离相等,则
D.若直线经过一、二、三象限,则
36.(23-24高二下·湖北·期中)已知直线恒过定点,则点到直线的距离为 .
9、 对称问题(5小题)
37.(2024·江苏·高二假期作业)点关于直线的对称点Q的坐标为( ).
A. B. C. D.
38.(2024·江苏·高二专题练习)已知原点与点关于直线对称,则在轴上的截距为( )
A.5 B. C. D.
39.(2024上·吉林·高二长春市第二实验中学校联考期末)光线沿直线射到直线上, 被反射后的光线所在的直线方程为
A. B. C. D.
40.(2024·全国·高二专题练习)一条光线从点射出,与轴相交于点,则反射光线所在直线在轴上的截距为( )
A. B. C. D.
41.(2024上·全国·高二期末)点在直线上,直线与关于点对称,则一定在直线上的点为( )
A. B. C. D.(1,0)
10、 二元二次方程表示圆的条件(2小题)
42.(23-24高二上·广东·期末)已知方程表示一个圆,则实数取值范围是( )
A. B.
C. D.
43.(23-24高二上·上海·期末)方程表示一个圆,则实数的取值范围是 .
11、 求圆的方程(4小题)
44.(2024·吉林长春·三模)经过,,三个点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
45.(2024上·重庆长寿·高二统考期末)已知圆心为点,且过点,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
46.(2024上·内蒙古锡林郭勒盟·高二统考期末)已知圆C经过点和点,且圆心在y轴上,则圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
47.(2024上·四川达州·高二统考期末)已知的圆心C在x轴上,且与x轴相交于坐标原点O和,则的方程为( )
A. B.
C. D.
12、 直线与圆的位置关系的判断(6小题)
48.(2024·全国·高二假期作业)直线:与圆:的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
49.(2024上·宁夏银川·高二贺兰县第一中学校考期末)已知圆,直线过点,则 ( )
A.l与C相交 B.l与C相切
C.l与C相离 D.以上三个选项均有可能
50.(2024上·全国·高二专题练习)已知直线与圆有公共点,则b的取值范围为( )
A. B.
C. D.
51.(2024上·四川凉山·高二统考期末)若直线与圆相切,则m的值为( )
A.21或 B.或1 C.5或 D.或15
52.(2024·全国·高二假期作业)若直线与曲线有两个不同的交点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
53.(2024上·重庆·高二重庆八中校考期末)直线 与圆 相交于两点,若 ,则该直线斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
13、 切线问题(4小题)
54.(23-24高二上·河南许昌·期末)直线l过点,且与圆相切,则直线l的方程为( )
A. B.
C. D.或
55.(23-24高二上·福建泉州·阶段练习)若直线与圆相切,则实数的值为( )
A.或 B.1或
C.或3 D.或
55.(2024上·广东广州·高二统考期末)过直线上一点作圆的两条切线,切点分别为.若,则点的坐标为( )
A.
B.或
C.
D.或
56.(23-24高二上·河北·期中)过点作圆:的两条切线,切点分别为,,则直线的方程为 .
14、 弦长及中点弦问题(4小题)
57.(2024上·河南南阳·高二南阳市第五中学校校联考期末)直线被圆截得的弦长为( )
A. B. C.1 D.
58.(2024上·重庆·高二重庆一中校考期末)已知直线被圆截得的弦长为4,则( )
A.或3 B. C.3 D.或1
59.(2024上·四川南充·高二统考期末)直线与圆交于两点,则的最小值是( ).
A.3 B.6 C. D.
60.(2024·江苏·高二假期作业)已知直线与圆相交于点A,B,点P为圆上一动点,则面积的最大值是( )
A. B. C. D.
15、 最值问题(4小题)
61.(多选)(23-24高二下·河南安阳·期中)已知直线过定点,且与圆相交于两点,则( )
A.点的坐标为 B.的最小值是
C.的最大值是0 D.
62.(多选)(23-24高二上·广东中山·期中)已知点在圆上,点是直线上一点,过点作圆的两条切线,切点分别为、,又设直线分别交轴于,两点,则( )
A.的最小值为 B.直线必过定点
C.满足的点有两个 D.的最小值为
63.(多选)(23-24高二上·浙江丽水·期末)已知直线与圆交于两点,则( )
A.直线过定点 B.线段长的最大值为6
C.线段长的最小值为4 D.面积的最大值为
64.(多选)(23-24高二上·广东广州·期末)已知圆:,直线:(),则( )
A.直线l恒过定点
B.直线l被圆C截得的最长弦长为10
C.当时,直线l被圆C截得的弦长最短
D.当时,圆C上恰有3个点到直线l的距离等于4
16、 圆与圆的位置关系(3小题)
65.(2024上·江苏南通·高二统考期末)圆和圆的位置关系为( )
A.相离 B.相交 C.外切 D.内切
66.(2024上·全国·高二专题练习)已知圆与圆相交,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
67.(2024上·江苏盐城·高二江苏省射阳中学校联考期末)若,,则与公切线的条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
17、 公共弦问题(4小题)
68.(23-24高二下·贵州·阶段练习)已知圆与圆交于A,B两点,则( )
A. B.5 C. D.
69.(23-24高三上·山东青岛·期末)圆与圆相交于A、B两点,则( )
A.2 B. C. D.6
70.(23-24高二上·四川成都·期末)圆和圆的公共弦所在的直线方程是( )
A. B.
C. D.
71.(23-24高二上·山东枣庄·期末)圆与圆的公共弦所在直线的方程为 .
18、 公切线问题(5小题)
72.(24-25高二上·全国·课后作业)圆和圆的公切线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
73.(23-24高二上·青海西宁·期中)已知圆与圆有4条公切线,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
74.(23-24高三下·四川巴中·阶段练习)曲线关于对称后的曲线为,则公切线为( )
A. B.
C. D.
75.(23-24高二上·河南郑州·期末)写出圆:与圆:的一条公切线方程 .
76.(23-24高三上·湖南衡阳·阶段练习)写出与圆和圆都相切的一条直线的方程 .
19、 轨迹问题(4小题)
77.(23-24高二上·广东汕尾·期末)已知点,动点到点的距离是它到点的距离的2倍,则动点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
78.(23-24高二上·北京·期中)已知,以为斜边的直角,其顶点的轨迹方程为 .
79.(23-24高二上·广东珠海·期末)已知点,,若点P满足,则P的轨迹方程为 .
80.(23-24高二上·江西吉安·期末)已知圆:过原点作圆的弦,则的中点的轨迹方程为 .
20、 综合问题(5小题)
81.(24-25高二上·全国·课后作业)如图所示,的顶点,直角顶点,顶点C在x轴上,点P为线段OA的中点.
(1)求边BC所在直线的方程;
(2)M为外接圆的圆心,求圆M的方程;
(3)若动圆N过点P且与圆M内切,求动圆N的圆心N的轨迹方程.
82.(23-24高二下·山西·期中)已知焦点在轴上的椭圆的右焦点为,右顶点为,上顶点为,坐标原点为.,,三点满足,且为椭圆与圆:的一个切点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为过的直线,与圆交于两点,求的取值范围.
83.(23-24高二下·山东烟台·阶段练习)已知圆,过点的直线与圆交于两点,线段的中点为.
(1)若点的坐标为,求;
(2)若线段的垂直平分线经过点,求直线的方程.
84.(23-24高二下·上海闵行·期末)设直线为公海与领海的分界线,一巡逻艇在处发现了北偏东的海面处有一艘走私船,此走私船正向停泊在公海上接应的走私海轮航行,以便上海轮后逃窜.已知巡逻艇的航速是走私船航速的2倍,与相距约为20海里,走私船可能向任一方向逃窜.在如图所示的平面直角坐标系中,试问:
(1)如果走私船和巡逻艇都是沿直线航行,且走私船和巡逻船相距6海里,那么走私船能被截获的点是哪些?
(2)设,要保证巡逻艇在领海内捕获走私船(即不能截获走私船的区域与公海不相交),相距最远是多少海里?
85.(23-24高二上·四川成都·期末)已知圆,圆,点为圆上的一点.
(1)若过点作圆的切线交圆于、两点,且弦长度最大值与最小值之积为,求的值;
(2)当时,圆上有、两点满足,求线段长度的最大值.
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1、 直线的倾斜角(5小题)
1.(23-24高二下·上海·期中)平面直角坐标系中,直线倾斜角的范围是( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据直线倾斜角的定义得到答案.
【详解】平面直角坐标系中,直线倾斜角的范围为.
故选:C
2.(23-24高二上·山东青岛·期末)已知直线的一个方向向量为,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设直线的倾斜角为,由题意得,可得倾斜角.
【详解】设直线的倾斜角为,,
由直线的一个方向向量为,得,
则.
故选:C.
3.(23-24高二上·河南驻马店·期末)已知,,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据斜率公式求出,再根据斜率与倾斜角的关系判断即可.
【详解】因为,,所以,
设直线的倾斜角为,则,又,
所以,即直线的倾斜角为.
故选:D
4.(23-24高二上·湖北武汉·期末)设直线的方程为,则直线的倾斜角的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据直线倾斜角的定义结合余弦、正切函数的图象和性质求解即可.
【详解】因为直线的斜率,即,
又,
所以,
故选:D
2、 直线的斜率(4小题)
5.(2023高二上·江苏·专题练习)如图,若直线,,的斜率分别为,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据直线的倾斜角的大小,即可判断斜率大小.
【详解】倾斜角为锐角时,斜率为正,倾斜角越大,倾斜程度越大,斜率越大;倾斜角为钝角时,斜率为负,
所以.
故选:A
6.(23-24高二下·江苏盐城·期末)过两点、的直线的倾斜角为,则的值为( )
A.或 B. C. D.
【答案】D
【分析】根据斜率公式计算可得.
【详解】因为过两点、的直线的倾斜角为,
所以,即,解得.
故选:D
7.(23-24高二上·河南·阶段练习)若经过两点的直线斜率为1,则实数( )
A. B.3 C.2 D.1
【答案】A
【分析】利用斜率公式即可求解.
【详解】过两点的直线斜率为,所以,解得,.
故选:A.
8.(23-24高二上·全国·课后作业)已知点,若直线,则的值为( )
A.1或 B.或
C.或3 D.3或
【答案】A
【分析】由题意可知CD与x轴不垂直,即.分类讨论,当AB与x轴垂直和AB与x轴不垂直时,根据两直线的位置关系求出对应的m值即可.
【详解】∵A,B两点纵坐标不相等,∴AB与x轴不平行.
∵,则CD与x轴不垂直,∴,即.
当AB与x轴垂直时,,解得,
此时,点C,D的纵坐标均为,则轴,此时,满足题意;
当AB与x轴不垂直时,,,
∵,∴,即,解得.
综上,m的值为或,
故选:A.
9.(23-24高二下·吉林延边·阶段练习)已知函数.则的大小关系为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】作出函数的图象,结合图形,利用两点表示直线斜率公式即可求解.
【详解】将函数图象向左平移1个单位长度可得函数的图象,如图,
由图可知,函数在上单调递增,
点分别与原点的连线的斜率随着x的增大而减小,
即,
所以.
故选:C
3、 直线与线段相交问题(5小题)
10.(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
【分析】根据给定条件求出直线的斜率,再画出图形分析可得或,从而即可得解.
【详解】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
11.(23-24高二上·福建厦门·期中)已知两点,,过点的直线与线段(含端点)有交点,则直线的斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】画出图像,数形结合,根据倾斜角变化得到斜率的取值范围.
【详解】如图所示,
直线逆时针旋转到的位置才能保证过点的直线与线段有交点,
从转到过程中,倾斜角变大到,斜率变大到正无穷,
此时斜率,所以此时;
从旋转到过程中,倾斜角从开始变大,斜率从负无穷开始变大,
此时斜率,所以此时,
综上可得直线的斜率的取值范围为.
故选:A
12.(2024高二·江苏·专题练习)已知直线,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则直线的倾斜角范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先求出直线所过定点的坐标,数形结合可求出直线的斜率的取值范围,即可得出直线的倾斜角的取值范围.
【详解】直线的方程可化为,
联立方程组,可得,所以直线过定点,
设直线的斜率为,直线的倾斜角为,则,
因为直线的斜率为,直线的斜率为,
因为直线经过点,且与线段总有公共点,
所以,即,
因为,所以或,
故直线的倾斜角的取值范围是.
故选:D.
13.(23-24高二上·山东威海·期末)已知点,,若直线与线段有公共点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】作出图像,求斜率范围即可.
【详解】
若与线段有公共点,分析必过,且,,则.
故选:B
14.(23-24高二上·江苏无锡·阶段练习)设,,若直线与线段相交,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用直线的斜率、直线与直线的位置关系分析运算即可得解.
【详解】解:
如上图,直线过定点,斜率为,且与线段相交,
即过定点,斜率为的直线绕点从逆时针旋转到,
中间经过轴,则或,
∵,,
∴则或,即的取值范围是.
故选:D.
4、 求直线的方程(6小题)
15.(24-25高二上·全国·随堂练习)过点,的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】直接利用直线方程的两点式写出直线方程即可.
【详解】因为直线过点,,所以直线方程为,
故选:B.
16.(23-24高二下·贵州·阶段练习)已知直线l倾斜角的余弦值为,且经过点,则直线l的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意利用同角三角关系可得直线l的斜率,结合直线的点斜式方程运算求解.
【详解】设直线l的倾斜角为,则,可得,
则直线l的斜率,
且直线l经过点,
所以直线l的方程为,即.
故选:A.
17.(23-24高二上·河北石家庄·阶段练习)经过直线和的交点,且倾斜角是直线的倾斜角的两倍的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出两直线的交点坐标,再利用二倍角的正切公式求出直线的斜率即可求解.
【详解】由,解得,即所求方程的直线过点,
令直线的倾斜角为,则,显然是锐角,
因此所求方程的直线斜率,
所以所求的直线方程为,即.
故选:C
18.(23-24高二下·河南·阶段练习)过原点且与直线垂直的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据直线垂直的斜率关系确定垂线斜率,从而得直线方程.
【详解】直线的斜率为,与直线垂直的直线斜率为,
又直线过原点,故其方程为.
故选:C.
5、 直线过定点问题(3小题)
19.(22-23高二上·四川遂宁·期中)已知直线,直线,则下列命题中不正确的是( )
A.直线过定点 B.若,则
C.直线过定点 D.若,则
【答案】D
【分析】根据直线过定点判断A、C,根据两直线垂直求出参数,即可判断B,根据两直线平行求出,即可判断D.
【详解】对于A:直线,当时,无论取何值,恒成立,
所以直线恒过定点,故A正确.
对于B:若,则,,故B正确;
对于C:直线,当时,无论取何值,恒成立,
所以此时直线恒过定点,故C正确;
对于D:若,则,,
或,经检验此时两直线平行,故D错误;
故选:D
20.(20-21高二上·安徽六安·期末)直线,当变动时,所有直线都通过定点( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】直线方程转化为:,然后令,解方程即可求解.
【详解】解:直线方程转化为:,
令,解得,
所以直线过定点,
故选:A.
21.(22-23高二下·吉林长春·开学考试)不论k为任何实数,直线恒过定点,则这个定点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】直线方程即,一定经过和 的交点,联立方程组可求定点的坐标.
【详解】直线
即,
根据的任意性可得,解得,
不论取什么实数时,直线都经过一个定点.
故选:B
6、 两直线的位置关系(5小题)
22.(23-24高二下·河南南阳·期末)已知直线与直线平行,则实数( )
A. B.1 C.或1 D.
【答案】C
【分析】由直线平行的充要条件列式运算即可求解.
【详解】已知直线与直线平行,
则当且仅当,解得或.
故选:C.
23.(23-24高二下·陕西宝鸡·阶段练习)已知直线过两点,且,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】运用两点间的斜率公式求斜率,再用直线垂直的斜率结论可解.
【详解】直线的斜率,则,则直线的斜率为.
故选:D.
24.(23-24高二下·江苏南京·期末)“”是“两条直线平行”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】根据直线平行的等价条件求出,利用充分条件和必要条件的定义进行判断即可.
【详解】因为两条直线平行,
所以直线斜率相等或斜率不存在,
当两直线斜率不存在时,即,两直线为,成立;
当两直线斜率存在时,即,解得,两直线为成立,
综上或.
所以“”是“两条直线平行”的充分不必要条件.
故选:A.
【点睛】
25.(23-24高二上·北京·期中)已知直线与互相垂直,垂足为,则的值是( )
A.24 B.0 C.20 D.
【答案】C
【分析】利用垂直可求,根据垂足坐标可求,进而可得答案.
【详解】因为直线与互相垂直,
所以,解得;
垂足在直线上,所以,
垂足在直线上,所以,
所以.
故选:C
26.(23-24高二上·贵州铜仁·阶段练习)已知直线,直线,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意结合垂直关系可得直线的斜率,进而可得倾斜角.
【详解】因为直线的斜率,
且,可知直线的斜率
所以的倾斜角为.
故选:D.
7、 直线的交点问题(5小题)
27.(24-25高二上·全国·课后作业)直线和的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】解二元一次方程组即得交点坐标.
【详解】解方程组,得,
所以所求交点坐标为.
故选:B
28.(23-24高二下·上海·期中)直线,若三条直线无法构成三角形,则实数可取值的个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】D
【分析】分、、及三条直线相交于一点四种情况讨论,分别求出所对应的的值,即可得解.
【详解】①时,则,解得,经检验符合题意;
②时,则,解得,经检验符合题意;
③时,则,解得,经检验符合题意;
④三条直线交于一点,解得或,
则实数可取值的集合为,即符合题意的实数共6个.
故选:D
29.(23-24高二上·河南南阳·期末)点为两条直线和的交点,则点到直线:的距离最大为( )
A. B. C. D.5
【答案】B
【分析】求出点坐标,且直线过定点,当直线与直线垂直时,此时点到直线的距离最大,利用两点间的距离公式计算可得答案.
【详解】由得,即,
直线:,所以直线过定点,
所以当直线与直线垂直时,此时点到直线的距离最大,
且最大值为.
故选:B.
30.(23-24高二上·四川凉山·期末)经过两条直线和的交点,且垂直于直线的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】首先求出两条直线的交点坐标,再根据垂直求出斜率,点斜式写方程即可.
【详解】由题知:,解得:,交点.
直线的斜率为,所求直线斜率为.
所求直线为:,即.
故选:B.
31.(23-24高二上·湖南·期末)若三条不同的直线,,不能围成一个三角形,则a的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分线线平行和三线共点讨论即可.
【详解】若,则,解得.若,则,解得.
若,,交于一点,联立方程组,解得得,
代入,得,解得,故a的取值集合为.
故选:D.
8、 点到直线的距离(5小题)
32.(23-24高二上·河北张家口·阶段练习)已知定点和直线,则点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先求得直线所过定点,然后根据两点间的距离公式求得正确答案.
【详解】直线,
即,由解得,
所以直线过定点,
所以的最大值为.
故选:B
33.(2024上·北京房山·高二统考期末)两条直线与之间的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】依题意代入两平行线之间的距离公式即可得出结果.
【详解】由两平行线之间的距离公式可得.
故选:C
34.(2024·全国·高二专题练习)两直线与平行,则它们之间的距离为( )
A.4 B. C. D.
【答案】D
【分析】由两直线平行首先求出参数,再由两平行直线之间的距离公式即可得解.
【详解】因为两直线平行,所以,解得,将化为,
由两条平行线间的距离公式得.
故选:D.
35.(23-24高二上·浙江嘉兴·期末)已知直线:,则下列结论正确的是( )
A.直线过定点
B.原点到直线距离的最大值为
C.若点,到直线的距离相等,则
D.若直线经过一、二、三象限,则
【答案】ABD
【分析】求出直线定点可判选项A;当原点到定点的距离即是原点到直线的距离最大值,可判选项B;根据两点间的距离公式可判选项C;根据条件列出不等式组求解可判选项D
【详解】将化为,
令,即得,即直线过定点,故A对;
当原点到定点的距离即是原点到直线的距离最大值,
即原点到直线距离的最大值为,故B对;
点,到直线的距离相等,
即,
即,解得,或,故C错;
若直线经过一、二、三象限,则直线在x轴的截距为负、y轴的截距为正,
令,则;令,则,则,
即,且或,所以,故D对;
故选:ABD
36.(23-24高二下·湖北·期中)已知直线恒过定点,则点到直线的距离为 .
【答案】
【分析】先求出直线恒过定点的坐标,然后代入点到直线的距离公式求解即可.
【详解】直线可化为,
令,解得,于是此直线恒过点.
由点到直线的距离公式得到直线的距离.
故答案为:
9、 对称问题(5小题)
37.(2024·江苏·高二假期作业)点关于直线的对称点Q的坐标为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用中点和斜率来求得点坐标.
【详解】设点关于直线的对称点的坐标为,
则,解得.
所以点Q的坐标为.
故选:A
38.(2024·江苏·高二专题练习)已知原点与点关于直线对称,则在轴上的截距为( )
A.5 B. C. D.
【答案】B
【分析】根据直线是线段的垂直平分线,利用点斜式方程可求直线,即可求在轴上的截距.
【详解】解:由题可知,直线为线段的垂直平分线,
所以,,则,中点为,则的方程为,
当时,,则在轴上的截距为.
故选:B.
39.(2024上·吉林·高二长春市第二实验中学校联考期末)光线沿直线射到直线上, 被反射后的光线所在的直线方程为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】考点:与直线关于点、直线对称的直线方程.
专题:计算题;综合题.
分析:先求出y=2x+11与y=x的交点(-1,-1),然后求出反射光线与X轴的交点(1,0),然后两点确定直线.
解答:解:直线y=2x+1与y=x的交点为(-1,-1),
又直线y=2x+1与y轴的交点(0,1)被y=x反射后,经过(1,0)
所以反射后的光线所在的直线方程为:= 即 y=x-
故选B.
点评:本题考查与直线关于电、直线对称的直线方程,考查学生发现问题解决问题的能力,是基础题.
40.(2024·全国·高二专题练习)一条光线从点射出,与轴相交于点,则反射光线所在直线在轴上的截距为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出点关于轴对称点坐标,直线即为反射光线所在直线,由直线方程中令得纵截距.
【详解】关于轴的对称点为,则反射光线所在直线为.
因为,所以反射光线所在直线的方程为.
令,得反射光线所在直线在轴上的截距为.
故选:C.
41.(2024上·全国·高二期末)点在直线上,直线与关于点对称,则一定在直线上的点为( )
A. B. C. D.(1,0)
【答案】C
【分析】根据两直线关于点对称,利用中点坐标公式即可求直线上的对称点,且该点在直线上.
【详解】由题设关于对称的点为,若该点必在上,
∴,解得,即一定在直线上.
故选:C.
10、 二元二次方程表示圆的条件(2小题)
42.(23-24高二上·广东·期末)已知方程表示一个圆,则实数取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据方程表示圆的条件可得结果.
【详解】因为方程表示一个圆,
所以,
即,所以或,
故选:C.
43.(23-24高二上·上海·期末)方程表示一个圆,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据一个二元二次方程表示圆的充要条件,写出关于k的不等式,解不等式即可.
【详解】把方程配方得:,因为方程表示一个圆,
则,解得,则实数的取值范围是.
故答案为:.
11、 求圆的方程(4小题)
44.(2024·吉林长春·三模)经过,,三个点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设经过,,三个点的圆的方程为,代入三点坐标可得答案.
【详解】设经过,,三个点的圆的方程为
,
由题意可得,解得,
且满足,
所以经过,,三个点的圆的方程为,
即为.
故选:C.
45.(2024上·重庆长寿·高二统考期末)已知圆心为点,且过点,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用两点间的距离公式求出圆的半径,从而可求出圆的方程.
【详解】由题意得圆的半径为,
则圆的方程为.
故选:A.
46.(2024上·内蒙古锡林郭勒盟·高二统考期末)已知圆C经过点和点,且圆心在y轴上,则圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先利用待定系数法求得圆C的一般方程,进而得到圆C的标准方程.
【详解】设圆C的方程为,则圆心,
则有,解之得,
则有圆C的方程为,即
故选:C
47.(2024上·四川达州·高二统考期末)已知的圆心C在x轴上,且与x轴相交于坐标原点O和,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据已知条件可确定圆心和半径,写出圆的标准方程即可.
【详解】由已知圆心坐标为,半径为1,
所以圆的方程为.
故选:.
12、 直线与圆的位置关系的判断(6小题)
48.(2024·全国·高二假期作业)直线:与圆:的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
【答案】A
【分析】根据圆心到直线的距离判断即可.
【详解】圆:的圆心,半径,
故圆心到直线的距离,
所以直线与圆相交,
故选:A
49.(2024上·宁夏银川·高二贺兰县第一中学校考期末)已知圆,直线过点,则 ( )
A.l与C相交 B.l与C相切
C.l与C相离 D.以上三个选项均有可能
【答案】A
【分析】利用点与圆的位置关系即可判断.
【详解】由圆,可得,
∴圆C的圆心坐标为,半径,又,
∴,∴点在圆的内部,
∴直线 l 与 C 相交.
故选:A.
50.(2024上·全国·高二专题练习)已知直线与圆有公共点,则b的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由圆心到直线距离小于等于半径,得到不等式,求出答案.
【详解】由题意得,圆心到直线的距离,
解得,
故的取值范围是.
故选:A
51.(2024上·四川凉山·高二统考期末)若直线与圆相切,则m的值为( )
A.21或 B.或1 C.5或 D.或15
【答案】D
【分析】根据直线与圆的位置关系结合点到直线的距离公式运算求解.
【详解】圆的圆心为圆,半径为2,
由题意可得:,解得或.
故选:D.
52.(2024·全国·高二假期作业)若直线与曲线有两个不同的交点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,化简曲线为,再由直线恒过定点,结合图象和圆心到直线的距离,列出方程,即可求解.
【详解】由曲线,可得,
又由直线,可化为,直线恒过定点,
作出半圆与直线的图象,如图所示,
结合图象,可得,所以,
当直线与半圆相切时,可得,解得,
所以实数的取值范围为.
故选:A.
53.(2024上·重庆·高二重庆八中校考期末)直线 与圆 相交于两点,若 ,则该直线斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用垂径定理及勾股定理表示出弦长,列出关于的不等式,求出不等式的解集,即可得到的范围.
【详解】由圆的方程得:圆心,半径,
圆心到直线,即的距离,
,
变形整理得,即,解得,
的取值范围是,
故选:C.
13、 切线问题(4小题)
54.(23-24高二上·河南许昌·期末)直线l过点,且与圆相切,则直线l的方程为( )
A. B.
C. D.或
【答案】D
【分析】设出切线斜率,分类讨论推出斜率一定存在,在利用圆心到直线的距离和半径相等列出方程求解参数,最后得到方程即可.
【详解】设斜率为,圆心到直线的距离为,
当不存在时,直线方程为,此时与圆不相切,故排除,
即直线斜率一定存在,设直线方程为,化简得,
由题意得,可得,解得或,
即切线方程为或,显然D正确.
故选:D
55.(23-24高二上·福建泉州·阶段练习)若直线与圆相切,则实数的值为( )
A.或 B.1或
C.或3 D.或
【答案】C
【分析】借助圆心到切线的距离等于半径,计算即可得.
【详解】由圆心为,半径为,
即,
则,
解得或.
故选:C.
55.(2024上·广东广州·高二统考期末)过直线上一点作圆的两条切线,切点分别为.若,则点的坐标为( )
A.
B.或
C.
D.或
【答案】B
【分析】根据点在直线设为,结合题中条件可求得,利用两点间的距离公式建立方程,求解即可.
【详解】因为点在直线上,
可设,
又是圆的两条切线,且,
所以,,,
所以,
即,
化为,
解得或,
所以点坐标为,
故选:B.
56.(23-24高二上·河北·期中)过点作圆:的两条切线,切点分别为,,则直线的方程为 .
【答案】
【分析】数形结合,利用,即可解题.
【详解】
由图可知,其中一条切线为轴,切点为坐标原点.
因为,,
则,
所以直线的方程为.
故答案为:.
14、 弦长及中点弦问题(4小题)
57.(2024上·河南南阳·高二南阳市第五中学校校联考期末)直线被圆截得的弦长为( )
A. B. C.1 D.
【答案】D
【分析】求出圆心到直线的距离,由弦长公式代入求解即可.
【详解】由圆的方程,可知其圆心为,半径,
圆心到直线的距离,
则弦长.
故选:D.
58.(2024上·重庆·高二重庆一中校考期末)已知直线被圆截得的弦长为4,则( )
A.或3 B. C.3 D.或1
【答案】A
【分析】先求出圆心和半径,根据直线截圆所得弦长求出弦心距,结合点到直线距离得到方程,,即可解得
【详解】根据化为,圆心为,半径,
设圆心到直线的距离为,又因为直线截圆的弦长为,
所以有,即,解得;
又圆心到直线的距离为:,
所以,即,解得或.
故选:A
59.(2024上·四川南充·高二统考期末)直线与圆交于两点,则的最小值是( ).
A.3 B.6 C. D.
【答案】D
【分析】首先求出直线所过定点,再求出圆心到直线的距离的最大值,最后利用弦长公式即可得到答案.
【详解】当,,则直线过定点,代入圆的方程得,则该定点在圆内,
即,则圆心为,半径为,设圆心到直线的距离为,
的最大值为该定点到圆心的距离,即,
,因为,
所以,
故选:D.
60.(2024·江苏·高二假期作业)已知直线与圆相交于点A,B,点P为圆上一动点,则面积的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】应用点线距离、弦长的几何求法求,确定面积最大点P的位置,即可求面积最大值.
【详解】由圆心为,半径为,则圆心到直线距离,
所以,
要使面积最大,只需圆上一动点P到直线距离最远,为,
所以面积的最大值是.
故选:A
15、 最值问题(4小题)
61.(多选)(23-24高二下·河南安阳·期中)已知直线过定点,且与圆相交于两点,则( )
A.点的坐标为 B.的最小值是
C.的最大值是0 D.
【答案】ACD
【分析】将直线的方程化简为点斜式,判断出A项的正误;根据时被圆截得弦长最短,算出的最小值,从而判断出B项的正误;
利用平面向量数量积的定义与运算性质,结合圆的性质求出的最大值与的大小,从而判断出CD两项的正误.
【详解】根据题意,圆的圆心为,半径.
对于A,直线,可化为,
所以直线经过点,斜率为,
因此直线过定点,A项正确;
对于B,当时,直线到圆心的距离达到最大值,
此时,可知的最小值是,故B项不正确;
对于C,,由于的最小值是,此时取最大值,故最大值为0,故C项正确;
对于D,设的中点为,连接,则,
可得
,故D项正确.
故选:ACD.
62.(多选)(23-24高二上·广东中山·期中)已知点在圆上,点是直线上一点,过点作圆的两条切线,切点分别为、,又设直线分别交轴于,两点,则( )
A.的最小值为 B.直线必过定点
C.满足的点有两个 D.的最小值为
【答案】BCD
【分析】首先得到圆心坐标与半径,求出圆心到直线的距离,再由勾股定理求出,即可判断A,设求出切点弦的方程,从而求出定点坐标,即可判断B,求出以为直径的圆的方程,再判断圆与圆的位置关系,即可判断C,设此时满足,则从而求出最小值,即可判断D.
【详解】圆的圆心为,半径,
则到直线的距离,
则,故A错误;
设,以为直径的圆,
又圆,两圆的方程相减得,即,
由,解得,因此直线过定点,故B正确;
对于直线,令,则,即,
令,则,所以,
则的中点为,,
则以为直径的圆的方程为,又,
则,所以以为直径的圆与圆相交,所以满足的点有两个,故C正确;
因为,,设,,则,
则,即
又,,所以,
所以,
当且仅当在线段与圆的交点时取得最小值,故D正确.
故选:BCD
【点睛】关键点点睛:本题解答的关键是转化思想的应用,C选项转化为判断两圆的位置关系,D选项主要是利用阿圆的思想确定,使得.
63.(多选)(23-24高二上·浙江丽水·期末)已知直线与圆交于两点,则( )
A.直线过定点 B.线段长的最大值为6
C.线段长的最小值为4 D.面积的最大值为
【答案】ABC
【分析】由直线系方程求得直线恒过定点判断A,当直线过圆圆心时,线段最长,判断B,当直线AB与过原点和点的直线垂直时,弦长AB最短,判断C,的面积取得最大值时,判断D.
【详解】直线即直线,
联立,解得,,所以直线过定点,故A正确;
当直线过圆圆心时,线段最长,为圆的直径,等于6,故B正确;
当直线AB与过原点和点的直线垂直时,弦长AB最短,
因为原点C到点的距离为,
此时,故C正确;
因为,所以的面积取得最大值时,
此时,故D错误.
故选:ABC.
64.(多选)(23-24高二上·广东广州·期末)已知圆:,直线:(),则( )
A.直线l恒过定点
B.直线l被圆C截得的最长弦长为10
C.当时,直线l被圆C截得的弦长最短
D.当时,圆C上恰有3个点到直线l的距离等于4
【答案】AB
【分析】直线的方程变形为:,令的系数等于零,即可判断A;当直线过圆心时,弦长最长,即可判断B;当时,弦长最短,即可判断C;计算出当时,圆心到直线的距离即可判断D.
【详解】对于A,直线的方程变形为:,
令,解得,
所以直线l恒过定点,故A正确;
对于B,圆的圆心,半径,
当直线过圆心时,弦长最长为,故B正确;
对于C,当时,弦长最短,
此时,解得,故C错误;
对于D,当时,直线:,
此时圆心到直线的距离,
而,
所以当时,圆C上有4个点到直线l的距离等于4,故D错误.
故选:AB.
16、 圆与圆的位置关系(3小题)
65.(2024上·江苏南通·高二统考期末)圆和圆的位置关系为( )
A.相离 B.相交 C.外切 D.内切
【答案】C
【分析】利用圆心距与半径和差关系判定两圆位置关系即可.
【详解】易知圆和圆的圆心与半径分别为:和,所以圆心距为,显然,即两圆相外切.
故选:C
66.(2024上·全国·高二专题练习)已知圆与圆相交,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先分别求出两圆得圆心的坐标及半径,再根据两圆相交可得,即可得解.
【详解】圆化为标准方程得,
则其圆心,半径,
圆化为标准方程得,
则其圆心,半径,
因为两圆相交,所以,
即,解得,
所以的取值范围为.
故选:A.
67.(2024上·江苏盐城·高二江苏省射阳中学校联考期末)若,,则与公切线的条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】求出圆心和半径,根据两圆心的距离确定两圆的位置关系,进而可得公切线的条数.
【详解】,
即,圆心,
,
即,圆心,
则,
所以,
所以两圆相交,有2条公切线.
故选:B.
17、 公共弦问题(4小题)
68.(23-24高二下·贵州·阶段练习)已知圆与圆交于A,B两点,则( )
A. B.5 C. D.
【答案】C
【分析】求出两圆的公共弦所在直线方程,再求出弦长即可.
【详解】圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
,圆与圆相交,两圆方程相减得直线:,
显然点在直线上,因此线段是圆的直径,
所以.
故选:C
69.(23-24高三上·山东青岛·期末)圆与圆相交于A、B两点,则( )
A.2 B. C. D.6
【答案】D
【分析】两圆方程相减得直线的方程,由点到直线的距离求得C到直线的距离,由圆的弦长公式求出,再由三角形的面积公式计算即可求得.
【详解】两圆方程相减得直线的方程为,
圆化为标准方程,
所以圆的圆心为,半径,
圆心到直线的距离为,
弦长,
所以.
故选:D
70.(23-24高二上·四川成都·期末)圆和圆的公共弦所在的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据两圆公共弦方程特征进行求解即可.
【详解】两个圆的方程相减,得,
故选:C
71.(23-24高二上·山东枣庄·期末)圆与圆的公共弦所在直线的方程为 .
【答案】
【分析】将两圆方程作差,消去、项,可得出两圆公共弦所在直线的方程.
【详解】将两圆方程作差可得,即.
因此,圆和圆的公共弦所在直线的方程为.
故答案为:.
18、 公切线问题(5小题)
72.(24-25高二上·全国·课后作业)圆和圆的公切线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】C
【分析】先判断两个圆的位置关系,再求解公切线条数即可.
【详解】圆的圆心为,半径为3,
圆的圆心为,半径为2.
两圆的圆心距为,所以两圆外切,
故两圆的公切线的条数为3,故C正确.
故选:C
73.(23-24高二上·青海西宁·期中)已知圆与圆有4条公切线,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据公切线的条数可知两圆外离得:。
【详解】根据题意可知,圆外离,,又.
故选:D
74.(23-24高三下·四川巴中·阶段练习)曲线关于对称后的曲线为,则公切线为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】易知,设上一点,利用点关于直线对称的问题求出方程,结合圆与圆的位置关系,利用点到直线的距离公式计算即可求解.
【详解】,
所以曲线是圆心为原点,半径为1的圆在x轴上方的部分,
又与的图形关于直线对称,
设上一点,该点关于直线对称的对称点为,
则的中点在直线上,且直线的斜率与直线的斜率之积为,
所以,解得,即,
代入方程,得,即(只是该圆的一部分),如图,
易知与的公切线,所以,结合图,设,
所以点到直线的距离为,解得,
所以与的公切线为.
故选:B
75.(23-24高二上·河南郑州·期末)写出圆:与圆:的一条公切线方程 .
【答案】(答案不唯一)
【分析】求出圆与圆外切,两圆相减求出两圆内公切线方程,再设两圆的外公切线所在直线方程,根据点到直线距离公式列出方程,求出答案.
【详解】圆的圆心,半径为,圆的圆心为,半径为,
故,故圆与圆外切,
将与相减得,
即两圆内公切线方程为,
两圆圆心所在直线方程为,即,
由于两圆半径相等,故两圆的外公切线所在直线方程与平行,
设为,圆心到的距离为,解得,
故两圆的外公切线所在直线方程为和.
故答案为:(或之一也可以)
76.(23-24高三上·湖南衡阳·阶段练习)写出与圆和圆都相切的一条直线的方程 .
【答案】或或(答案不唯一)
【分析】根据两圆方程可得两圆相离,且关于原点对称,两圆半径相等,所以有过原点的两条公切线和与平行的两条公切线,利用点到直线距离即可求出结果.
【详解】由题设知,圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
所以,即两圆外离,故共有4条公切线;
又易知关于原点对称,且两圆半径相等,则有过原点的两条公切线和与平行的两条公切线.
设过原点的公切线为,则,即,解得或,
所以公切线为或;
设与平行的公切线为,且M,N与公切线距离都为1,
则,即,
所以公切线为.
故答案为:或或
19、 轨迹问题(4小题)
77.(23-24高二上·广东汕尾·期末)已知点,动点到点的距离是它到点的距离的2倍,则动点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设是所求轨迹上的任意一点,结合,列出方程,即可求解.
【详解】设是所求轨迹上的任意一点,
因为,且,可得,
整理得,即所求轨迹方程为.
故选:B.
78.(23-24高二上·北京·期中)已知,以为斜边的直角,其顶点的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】设出点的坐标,由勾股定理得到等式,化简后除去曲线与轴的交点得答案.
【详解】设,则,
即,
整理得:.
∵三点构成三角形,∴.
∴顶点的轨迹方程为.
故答案为:.
79.(23-24高二上·广东珠海·期末)已知点,,若点P满足,则P的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】设出点坐标,由题意计算即可得.
【详解】设,由,故,
化简得:,故P的轨迹方程为.
故答案为:.
80.(23-24高二上·江西吉安·期末)已知圆:过原点作圆的弦,则的中点的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】设则代入圆:化简即可得到点的轨迹方程.
【详解】设则代入圆:
可得即
点的轨迹方程为
故答案为:
20、 综合问题(5小题)
81.(24-25高二上·全国·课后作业)如图所示,的顶点,直角顶点,顶点C在x轴上,点P为线段OA的中点.
(1)求边BC所在直线的方程;
(2)M为外接圆的圆心,求圆M的方程;
(3)若动圆N过点P且与圆M内切,求动圆N的圆心N的轨迹方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由已知,可得,又,则,即可求得BC所在直线的方程;
(2)由BC的直线方程,可得,则得圆心,又,即可求得圆M的方程;
(3)由已知,可得是该圆的半径,因为动圆N与圆M内切,可得,则点N的轨迹是以M,P为焦点的椭圆,即可由待定系数法求椭圆方程.
【详解】(1)因为点,点,
则,又,所以,
所以边BC所在直线的方程为,
即.
(2)因为边BC所在直线的方程为,
令,得,
所以圆心,又因为,
∴圆M的方程为.
(3)因为点P为线段OA的中点所以,
又,且圆N过点,
所以是该圆的半径,
因为动圆N与圆M内切,所以,
即,
所以点N的轨迹是以M,P为焦点的椭圆,且,
所以,,,
所以圆心N的轨迹方程为.
82.(23-24高二下·山西·期中)已知焦点在轴上的椭圆的右焦点为,右顶点为,上顶点为,坐标原点为.,,三点满足,且为椭圆与圆:的一个切点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为过的直线,与圆交于两点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由为上顶点且为与圆:的切点,得出,再根据得出,进而得出,即可得出椭圆方程;
(2)分两种情况讨论,当斜率存在时,设:,由点到直线距离公式求得原点到直线的距离,再根据勾股定理得出,进而得出范围;当斜率不存在时,,即可求解.
【详解】(1)设:(),
因为为上顶点且为与圆:的切点,所以,
令,因为,所以,
所以,即:.
(2)因为,所以,
1°当斜率存在时,设:,
所以到的距离,
则,
所以,
2°当斜率不存在时,,,
综上,的取值范围为.
83.(23-24高二下·山东烟台·阶段练习)已知圆,过点的直线与圆交于两点,线段的中点为.
(1)若点的坐标为,求;
(2)若线段的垂直平分线经过点,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求的直线方程,再求圆心到直线的距离,在根据勾股定理计算弦长;
(2)先考虑直线的斜率不存在的情况,当直线的斜率存在时,计算出点坐标,再计算出的中垂线方程,把点代入中垂线方程即可求解.
【详解】(1)因为,,所以直线的方程为,
圆的方程可化为:,则圆心坐标为,半径,
圆心到直线的距离为,根据勾股定理可知:;
(2)设的中点为,
当直线的斜率不存在时,由(1)可知,的坐标为,
则的中点的坐标为,,所以与不垂直,不合题意;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,,,
联立,得,
故,,
则
,
所以的坐标为,
的中点的坐标为,
所以的中垂线方程为,
由于的中垂线经过点,
把代入的中垂线方程,得,
整理得:,
把代入联立后的一元二次方程得:,
此时,所以复合题意,
所以直线的方程为,即.
84.(23-24高二下·上海闵行·期末)设直线为公海与领海的分界线,一巡逻艇在处发现了北偏东的海面处有一艘走私船,此走私船正向停泊在公海上接应的走私海轮航行,以便上海轮后逃窜.已知巡逻艇的航速是走私船航速的2倍,与相距约为20海里,走私船可能向任一方向逃窜.在如图所示的平面直角坐标系中,试问:
(1)如果走私船和巡逻艇都是沿直线航行,且走私船和巡逻船相距6海里,那么走私船能被截获的点是哪些?
(2)设,要保证巡逻艇在领海内捕获走私船(即不能截获走私船的区域与公海不相交),相距最远是多少海里?
【答案】(1)走私船能被截获的点的轨迹是以为圆心、4为半径的圆.
(2)15海里.
【分析】(1)设,根据得到方程,化简即可得到轨迹;
(2)设,根据化简得到轨迹,;利用在圆的内部,得到不等式,转化为直线与圆的位置关系从而得到不等式,解出即可.
【详解】(1)由题意得,设走私船能被截获的点为,
则,则,
化简得.
因此,走私船能被截获的点的轨迹是以为圆心、4为半径的圆.
(2)设走私船能被截获的点为,则,
由,整理得,
走私船能被截获的点的轨迹是以为圆心、为半径的圆,记为圆.
当在圆的内部,则,
可变形为,即,
因此巡逻庭不能在圆内部截获走私船.
分要保证巡逻艇在领海内捕获走私船,
圆内部区域与直线不相交,
则圆心到直线的距离,
所以,相距最远是15海里.
85.(23-24高二上·四川成都·期末)已知圆,圆,点为圆上的一点.
(1)若过点作圆的切线交圆于、两点,且弦长度最大值与最小值之积为,求的值;
(2)当时,圆上有、两点满足,求线段长度的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)画出图形,得出,进一步由三角形三边关系得出的最值,由此即可顺利得解.
(2)由三角形三边关系、直角三角形性质可得关于的不等式,解不等式即可得解.
【详解】(1)
设中点为点,连接、、、,
由,得,则圆内含圆,
由垂径定理得:,,由切线可得,
可得(当且仅当直线为时都取等),
(当且仅当直线为时都取等),
所以,于是,解得.
(2)取中点,连接、、.
当时,和重合,由于,则,
而,,
则,解得:,当且仅当在线段上时取等,
所以的最大值为.
$$