内容正文:
专题02 直线和圆的方程
直线倾斜角与斜率关系
1.(23-24高二上·安徽合肥·期中)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.不存在
2.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)经过两点,的直线的倾斜角为,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(23-24高二上·安徽马鞍山·期中)直线的方向向量为( )
A. B. C. D.
4.(22-23高二上·安徽马鞍山·期中)直线的倾斜角是( ).
A. B. C. D.
5.(22-23高二上·安徽滁州·期中)已知点,,,若点是线段上的一点,则直线的斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
6.(22-23高二上·安徽·期中)已知倾斜角为的直线过,两点,则( )
A. B. C. D.
直线平行、垂直和相交求参数
7.(23-24高二上·安徽阜阳·期中)已知直线与直线平行,则的值为( )
A.2 B.3 C.2或-3 D.-2或3
8.(23-24高二上·安徽黄山·期中)设,则是直线与直线平行的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
9.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)若,,直线与直线互相垂直,则ab的最大值为( )
A. B. C. D.
10.(22-23高二上·安徽·期中)“”是“直线与直线平行”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
11.(22-23高二上·安徽马鞍山·期中)已知直线与直线垂直,则实数a的值为 .
12.(23-24高二上·安徽合肥·期中)已知直线,直线,则( )
A.当时,与的交点是 B.直线与都恒过
C.若,则 D.,使得平行于
13.(22-23高二上·安徽亳州·期中)若直线:与直线:垂直,则实数的值为 .
14.(21-22高二上·安徽芜湖·期中)(多选)已知直线,动直线,则下列结论错误的有( )
A.不存在k,使得的倾斜角为 B.存在实数k,使得与没有公共点
C.对任意的k,与都不重合 D.对任意的k,与都不垂直
15.(22-23高二上·安徽黄山·期中)已知直线,直线.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
直线方程概念的理解
16.(23-24高二上·安徽六安·期中)(多选)下列说法正确的有( )
A.直线与两坐标轴围成的三角形的面积是2
B.直线在轴上的截距为1
C.经过任意两个不同的点,的直线都可以用方程表示.
D.若直线沿轴向左平移3个单位长度,再沿轴向上平移2个单位长度后,回到原来的位置,则该直线的斜率为
17.(23-24高二上·安徽合肥·期中)若,,则直线不经过的象限是( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
18.(23-24高二上·安徽合肥·期中)(多选)下列说法正确的是( )
A.直线必过定点
B.直线在y轴上的截距为
C.直线的倾斜角为
D.若直线l沿x轴向左平移3个单位长度,再沿y轴向上平移1个单位长度后,回到原来的位置,则该直线l的斜率为
19.(23-24高二上·安徽·期中)已知直线,其中,,的图象如图所示,直线,的斜率分别为,,纵截距分别为,,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
20.(23-24高二上·安徽阜阳·期中)(多选)下列说法中不正确的是( )
A.若直线的斜率越大,则直线的倾斜角就越大
B.直线的倾斜角的取值范围是
C.过点,且在两坐标轴上截距互为相反数的直线的方程为
D.若直线的倾斜角为,则直线的斜率为
21.(11-12高二上·安徽合肥·期中)直线经过第一、二、四象限,则a,b,c应满足( )
A. B. C. D.
22.(23-24高二上·安徽六安·期中)下列说法正确的是( )
A.直线必过定点
B.直线在轴上的截距为1
C.直线的倾斜角为
D.过点且垂直于直线的直线方程为
23.(21-22高二上·安徽合肥·期中)不论为何实数,直线恒过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
求直线方程
24.(23-24高二上·安徽宿州·期中)已知直线过点,且一个方向向量为,则直线的方程是( )
A. B. C. D.
25.(22-23高二上·安徽马鞍山·期中)过点且与直线垂直的直线方程是( ).
A. B.
C. D.
26.(21-22高二上·安徽合肥·期中)已知点,则线段垂直平分线方程是( )
A. B.
C. D.
27.(22-23高二上·安徽宿州·期中)与直线关于轴对称的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
28.(23-24高二上·安徽铜陵·期中)(多选)0过点且在两坐标轴上的截距的绝对值相等的直线方程为( )
A. B. C. D.
29.(23-24高二上·安徽六安·期中)经过点且在轴上的截距等于轴上截距的3倍的直线的方程为 .
30.(22-23高二上·安徽宿州·期中)直线过点,且斜率为3,则直线在轴上的截距为 .
31.(21-22高二上·安徽宣城·期中)已知过的直线l与直线没有公共点,则直线l的方程为 .
32.(21-22高二上·安徽淮北·期中)已知圆,则过点的最短弦所在的直线方程是 .
33.(23-24高二上·安徽六安·期中)已知三个顶点的坐标:.
(1)求过点A且与直线平行的直线的方程;
(2)求中边上的高所在直线的方程.
34.(22-23高二上·安徽滁州·期中)已知直线.
(1)求直线过定点的坐标;
(2)当直线时,求直线的方程;
(3)若交轴正半轴于,交轴正半轴于,的面积为,求最小值时直线的方程.
平面中距离问题
35.(23-24高二上·安徽亳州·期中)若两直线:与:间的距离为,则( )
A.3 B.5 C.3或 D.或5
36.(23-24高二上·安徽阜阳·期中)“曼哈顿距离”是十九世纪的赫尔曼•闵可夫斯基所创词汇,定义如下:在直角坐标平面上任意两点的曼哈顿距离为:.已知点在圆上,点在直线上,则的最小值为( )
A. B. C. D.
37.(23-24高二上·安徽·期中)已知在中,顶点,点在直线上,点在轴上,则的周长的最小值为( )
A. B. C. D.
38.(23-24高二上·安徽六安·期中)已知两定点、,动点在直线上,则的最小值为( )
A. B. C.5 D.
39.(23-24高二上·安徽合肥·期中)点到直线的最大距离为( )
A. B. C.2 D.
40.(23-24高二上·安徽安庆·期中)设直线,为直线上动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
41.(23-24高二上·安徽滁州·期中)(多选)已知直线与直线平行,且与间的距离为,则的方程可以是( )
A. B. C. D.
42.(23-24高二上·安徽·期中)已知直线(m为任意实数)过定点P,则点P的坐标为 ;若直线与直线,分别交于M点,N点,则的最小值为 .
43.(23-24高二上·安徽合肥·期中)在中,顶点,点在直线上,点在轴上,则周长的最小值为 .
圆的方程
44.(23-24高二上·安徽·期中)以两点为直径的两个端点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
45.(23-24高二上·安徽六安·期中)若,则方程表示的圆的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
46.(23-24高二上·安徽合肥·期中)若点在圆的外部,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
47.(22-23高二上·安徽合肥·期中)已知方程表示圆,则k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
48.(22-23高二上·安徽六安·期中)若圆的一条弦的中点为,则垂直于的直径所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
49.(21-22高二上·安徽六安·期中)已知方程表示的圆中,当圆面积最小时,此时 ( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
50.(21-22高二上·安徽芜湖·期中)(多选)设圆,则下列命题正确的是( )
A.所有圆的面积都是 B.存在,使得圆C过点
C.经过点的圆C有且只有一个 D.不论k如何变化,圆心C始终在一条直线上
51.(23-24高二下·安徽宿州·期中)已知圆C:,直线:,则直线与圆C的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
52.(20-21高二上·安徽六安·期中)圆的圆心到直线的距离为( )
A.1 B. C. D.
53.(19-20高二上·安徽阜阳·期中)圆心为的圆与直线交于、两点,为坐标原点,且满足,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
直线与圆的位置关系
54.(21-22高二上·安徽芜湖·期中)圆与直线的交点个数为( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.与k的取值有关
55.(22-23高二上·安徽黄山·期中)直线被圆截得的弦长为( )
A.2 B. C.4 D.
56.(23-24高二上·安徽·期中)已知直线与圆交于M,N两点,若,则( )
A.4 B.2 C. D.
57.(23-24高二上·安徽宿州·期中)“”是直线和圆相交的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
58.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)已知曲线C:,直线l:,若曲线C上恰有3个点到直线l的距离为1,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
59.(23-24高二上·安徽马鞍山·期中)经过原点和点且圆心在直线上的圆的方程为 ( )
A. B.
C. D.
60.(23-24高二上·安徽合肥·期中)已知圆,点在圆上,点,为的中点,为坐标原点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
61.(23-24高二上·安徽·期中)已知点,圆的圆心在直线上,且圆与轴切于点.
(1)求圆的方程;
(2)若直线过点且被圆截得的弦长为,求直线的方程.
62.(23-24高二上·安徽合肥·期中)已知圆:.
(1)过圆外一点引圆的切线,求切线方程和切线长;
(2)设点是直线上的一点,过点作圆的切线,切点是,求的面积最小值以及此时点的坐标.
圆与圆的位置关系
63.(23-24高二上·安徽宿州·期中)若圆与圆有公共点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
64.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)已知圆:,圆:,则这两个圆的位置关系为( )
A.外离 B.外切 C.内切 D.相交
65.(23-24高二上·安徽合肥·期中)若圆与圆相切,则的最小值为( )
A. B. C. D.
66.(23-24高二上·安徽合肥·期中)已知圆和两点,,若圆上至少存在一点,使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
67.(23-24高二上·安徽六安·期中)(多选)已知圆,圆,则下列选项正确的是( )
A.两圆是外切的位置关系
B.直线的方程为
C.若P、Q两点分别是圆和圆上的动点,则的最大值为5
D.圆和圆的一条公切线段长为
68.(23-24高二上·安徽马鞍山·期中)(多选)已知圆,圆( )
A.若,则圆与圆相交且交线长为
B.若,则圆与圆有两条公切线且它们的交点为
C.若圆与圆恰有4条公切线,则
D.若圆恰好平分圆的周长,则
69.(23-24高二上·安徽滁州·期中)已知圆,圆.
(1)讨论圆与圆的位置关系;
(2)当时,求圆与圆的公切线的方程.
平面内对称问题
70.(21-22高二上·安徽·期中)与直线关于轴对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
71.(21-22高二上·安徽宿州·期中)已知点与点关于直线对称,则点的坐标为( )
A. B.
C. D.
72.(20-21高二上·安徽合肥·期中)点关于轴的对称点为,则点的坐标为:( )
A. B. C. D.
73.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)直线:关于直线:的对称直线方程为 .
74.(22-23高二上·安徽马鞍山·期中)与直线关于点对称的直线方程是 .
75.(21-22高二上·安徽合肥·期中)(1)若直线过点且与直线垂直,求直线的方程;
(2)若点与点关于直线对称,求点的坐标.
圆有关的最值问题
76.(21-22高二上·安徽池州·期中)若圆C的方程为,点P是圆C上动点,点O为坐标原点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
77.(21-22高二上·安徽合肥·期中)已知实数满足方程,则的最大值为( )
A.3 B.2 C. D.
78.(23-24高二上·安徽合肥·期中)(多选)已知、满足,则( )
A.的最小值为 B.的最大值为
C.的最小值为 D.的最小值为
79.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)已知、满足,则的最大值为 .
80.(22-23高二上·安徽马鞍山·期中)已知实数满足,则的最大值为 .
81.(21-22高二上·安徽合肥·期中)已知实数满足方程,则的最小值为 .
82.(23-24高二上·安徽安庆·期中)已知实数满足方程,则下列说法错误的是( )
A.的最大值为
B.的最小值为0
C.的最大值为
D.的最大值为
83.(23-24高二上·安徽六安·期中)已知为圆上一动点,过点作圆的切线,交圆于点A、B,则的最大值是 .
直线与圆有关的最值问题
84.(23-24高二上·安徽黄山·期中)已知P是直线l:上一动点,过点P作圆C:的两条切线,切点分别为A、B,则四边形PACB的外接圆的面积的最小值为( )
A. B. C. D.
85.(22-23高二上·安徽合肥·期中)已知点P在直线l:上,过点P的两条直线与圆O:分别相切于A,B两点,则圆心O到直线AB的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
86.(22-23高二上·安徽六安·期中)已知直线与圆,则上各点到的距离的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.
87.(23-24高二上·安徽宿州·期中)(多选)已知圆,直线,下列说法正确的是( )
A.直线与圆的位置关系与有关
B.直线截圆所得弦长最短时,直线的方程是
C.圆心到直线距离的最大值为2
D.直线截圆所得弦长范围是
88.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)已知,,点P在圆O:上运动,则的取值范围是 .
89.(23-24高二上·安徽·期中)已知圆,过点的直线被圆截得弦长最短时,直线的方程为 .
90.(23-24高二上·安徽·期中)过直线上任意点作圆的两条切线,切点分别为,直线过定点 ;记线段的中点为,则点到直线的距离的最小值为 .
91.(22-23高二上·安徽马鞍山·期中)已知圆,线段是圆的一条动弦,且,线段的中点为,则直线被圆截得的弦长取值范围是 .
圆与圆有关的最值问题
92.(22-23高二上·安徽亳州·期中)已知圆:,圆:,且圆,有且仅有两条公切线,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
93.(21-22高二上·安徽宿州·期中)若圆上总存在两个点到坐标原点的距离为1,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
94.(21-22高二上·安徽·期中)点是圆上的任一点,圆是过点且半径为1的动圆,点是圆上的任一点,则长度的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
95.(21-22高二上·安徽·期中)已知点P为圆:上任一点,点Q为圆:上任一点,则的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.4
96.(19-20高二上·安徽阜阳·期中)已知点,,若圆上存在点,使得,则实数的最大值是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
97.(21-22高二上·安徽芜湖·期中)已知直线与相交于点P,线段是圆的一条动弦,且,则的最小值是( )
A. B.
C. D.
98.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)(多选)在平面直角坐标系xOy中,已知直线l:交x轴于点A,交y轴于点B,点P是直线上l的一点,过P作圆C:的两条切线,切点分别为M,N,则下列说法正确的是( )
A.当取得最大值时,
B.当取得最小值时,
C.四边形PMCN的面积的最小值为
D.O点到直线MN的距离的最大值为1
99.(23-24高二上·安徽黄山·期中)已知P为圆上一点,则点到P点的距离的最大值为 .
100.(22-23高二上·安徽马鞍山·期中)已知P为直线上一动点,过点P作圆的切线,切点分别为A,B,则当四边形面积最小时,直线的方程为 .
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专题02 直线和圆的方程
直线倾斜角与斜率关系
1.(23-24高二上·安徽合肥·期中)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.不存在
【答案】A
【分析】由直线在坐标平面内位置判断倾斜角.
【详解】因为直线平行于轴,所以倾斜角为.
故选:A.
2.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)经过两点,的直线的倾斜角为,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据两点的斜率公式及倾斜角的关系计算即可.
【详解】由于直线AB的倾斜角为,则该直线AB的斜率为,
又因为,,所以,解得.
故选:B.
3.(23-24高二上·安徽马鞍山·期中)直线的方向向量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据直线的斜率得到直线的一个方向向量为,再求其共线向量即可.
【详解】由题意得直线的斜率为-3,所以直线的一个方向向量为,
又,所以也是直线的一个方向向量.
故选:A.
4.(22-23高二上·安徽马鞍山·期中)直线的倾斜角是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由直线方程求出斜率,结合可求出倾斜角.
【详解】由,得,
,又直线倾斜角范围为,故,
故选:D.
5.(22-23高二上·安徽滁州·期中)已知点,,,若点是线段上的一点,则直线的斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用图像结合直线的斜率范围求解即可.
【详解】由斜率公式可得,得,
由图像可知,
当介于之间时,直线斜率的取值范围为,
当介于之间时,直线斜率的取值范围为 ,
所以直线的斜率的取值范围为,
故选:D.
6.(22-23高二上·安徽·期中)已知倾斜角为的直线过,两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由斜率公式与斜率定义求解即可
【详解】由题意知,即.
故选A.
直线平行、垂直和相交求参数
7.(23-24高二上·安徽阜阳·期中)已知直线与直线平行,则的值为( )
A.2 B.3 C.2或-3 D.-2或3
【答案】A
【分析】由两直线平行的条件求解.
【详解】根据题意,由两直线平行可得,即,解得或;
经检验时,两直线重合,不合题意;所以.
故选:A.
8.(23-24高二上·安徽黄山·期中)设,则是直线与直线平行的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】将代入直线方程,判断充分性;由直线平行的依据判断必要性.
【详解】充分性:当时,直线,直线.
显然,两直线斜率相等,故两直线平行,充分性成立.
必要性:若两直线平行,则有即,
解得或,经检验两直线不重合,显然,必要性不成立.
故选:B
【点睛】
9.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)若,,直线与直线互相垂直,则ab的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据两直线垂直得到a和b之间的关系:;再利用基本不等式即可求出ab的最大值.
【详解】由直线与直线互相垂直,
所以,即.
又,,所以,
当且仅当,即,时等号成立,
所以ab的最大值为.
故选:C.
10.(22-23高二上·安徽·期中)“”是“直线与直线平行”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】C
【分析】由充分条件与必要条件的概念集合两直线平行的判断即可求解
【详解】若,则两条直线分别为,,
显然两条直线相互平行,充分性成立;
若直线与直线平行,
则,且,
所以,必要性成立.
故选:C.
11.(22-23高二上·安徽马鞍山·期中)已知直线与直线垂直,则实数a的值为 .
【答案】或
【分析】根据向量垂直列方程,由此求得的值.
【详解】由于,所以,
,解得或.
故答案为:或
12.(23-24高二上·安徽合肥·期中)已知直线,直线,则( )
A.当时,与的交点是 B.直线与都恒过
C.若,则 D.,使得平行于
【答案】ABC
【分析】将代入,联立两直线方程即可求得交点,则A可解;由直线过定点问题可求B;由两直线垂直时的斜率之积为可解C,注意讨论斜率为0和斜率不存在的情况;由两直线平行得到关于a的方程,解方程可得a值,再代入验证两直线是否重合即可判断D.
【详解】对于A,当时,,,
,解得,故交点为,即A正确;
对于B,,恒过定点,,
,解得,,也过定点,故B正确;
对于C,当时,与不垂直,
当时,由可得,解得,故C正确;
对于D,由可得,解得或,
当时,,,两直线重合,不符合题意,
当时,,,两直线重合,不符合题意,故D错误;
故选:ABC.
13.(22-23高二上·安徽亳州·期中)若直线:与直线:垂直,则实数的值为 .
【答案】/
【分析】根据垂直可得关于的方程,从而可求其值.
【详解】因为直线:与直线:垂直,
故,故,
故答案为:
14.(21-22高二上·安徽芜湖·期中)已知直线,动直线,则下列结论错误的有( )
A.不存在k,使得的倾斜角为 B.存在实数k,使得与没有公共点
C.对任意的k,与都不重合 D.对任意的k,与都不垂直
【答案】ABC
【分析】对于A,给出作为反例即可;对于B,说明两直线有公共点即可;对于C,给出作为反例即可;对于D,由说明两直线不垂直即可.
【详解】对于A,当时,的方程为,故倾斜角是,A错误;
对于B,两直线总有公共点,B错误;
对于C,当时,两直线的方程都是,故重合,C错误;
对于D,由于,故两直线不垂直,D正确.
故选:ABC.
【点睛】关键点点睛:本题的关键在于对直线方程相关性质的运用.
15.(22-23高二上·安徽黄山·期中)已知直线,直线.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1),,若,则,求出参数后,需代入验证,排除两直线重合的情况;
(2),,若,则,由此求参数即可.
【详解】(1)因为,所以,
整理得:,即:,解得:或,
当时,, ,即,符合题意;
当时,,即,
,即,此时与重合,不符合题意.
所以.
(2)因为,所以,
整理得:,即:,解得:或,
所以或.
直线方程概念的理解
16.(23-24高二上·安徽六安·期中)下列说法正确的有( )
A.直线与两坐标轴围成的三角形的面积是2
B.直线在轴上的截距为1
C.经过任意两个不同的点,的直线都可以用方程表示.
D.若直线沿轴向左平移3个单位长度,再沿轴向上平移2个单位长度后,回到原来的位置,则该直线的斜率为
【答案】ACD
【分析】求出直线与两坐标轴交点坐标即可得A正确;根据截距定义可知直线在轴上的截距为,可知B错误;由直线的两点式方程可得C正确;结合平移规则以及平移后直线与原直线相同可得该直线的斜率为,即D正确.
【详解】易知直线与两坐标轴的交点分别为,
所以与两坐标轴围成的三角形的面积是,即A正确;
令,可得,所以直线在轴上的截距为,可知B错误;
由直线的两点式方程可知,经过不同两点,的直线都可以用方程表示,即C正确;
设直线方程为,按照平移规则可得平移后的直线方程为,
即与相同,所以可得,解得,即D正确.
故选:ACD
17.(23-24高二上·安徽合肥·期中)若,,则直线不经过的象限是( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【分析】根据给定条件,求出直线的斜率及纵截距,再判断正负即可得解.
【详解】由,得,又,,则直线的斜率,在轴上的截距,
所以直线经过第二、三、四象限,不经过第一象限.
故选:A
18.(23-24高二上·安徽合肥·期中)下列说法正确的是( )
A.直线必过定点
B.直线在y轴上的截距为
C.直线的倾斜角为
D.若直线l沿x轴向左平移3个单位长度,再沿y轴向上平移1个单位长度后,回到原来的位置,则该直线l的斜率为
【答案】AC
【分析】直接利用直线的方程,直线的倾斜角和斜率之间的关系逐项判断即可得结论.
【详解】对于A:直线,整理得,所以该直线经过点,故A正确;
对于B:直线,令,解得,故直线在y轴上的截距为2,故B错误;
对于C:直线,所以直线的斜率,所以,由于故,故C正确;
对于D:直线l沿x轴向左平移3个单位长度,再沿y轴向上平移1个单位长度后,回到原来的位置,则,所以直线的斜率为,故D不正确.
故选:AC.
19.(23-24高二上·安徽·期中)已知直线,其中,,的图象如图所示,直线,的斜率分别为,,纵截距分别为,,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】根据倾斜角和斜率的关系以及截距的定义判断.
【详解】解:由图可知,,,
故选:AC.
20.(23-24高二上·安徽阜阳·期中)下列说法中不正确的是( )
A.若直线的斜率越大,则直线的倾斜角就越大
B.直线的倾斜角的取值范围是
C.过点,且在两坐标轴上截距互为相反数的直线的方程为
D.若直线的倾斜角为,则直线的斜率为
【答案】ACD
【分析】利用倾斜角与斜率的关系及截距的定义一一判定选项即可.
【详解】对于A,若直线倾斜角大于,则直线的斜率存在负值,故A错误;
直线的倾斜角为,则,
因为,所以,故B正确;
对于C,设直线与轴交点为,则与轴交点为,
当时,直线过原点,斜率为,故方程为;
当时,直线的斜率,
故直线方程为,即,故C错误;
直线斜率定义为倾斜角的正切值,但不能是,故D错误.
故选:ACD.
21.(11-12高二上·安徽合肥·期中)直线经过第一、二、四象限,则a,b,c应满足( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】写成斜截式,由斜率和与轴交点纵坐标确定直线经过的象限.
【详解】若,则直线不会经过三个象限,所以,
所以,
因为直线经过第一、二、四象限,
所以斜率,与轴交点纵坐标,
解得,
故选:A
22.(23-24高二上·安徽六安·期中)下列说法正确的是( )
A.直线必过定点
B.直线在轴上的截距为1
C.直线的倾斜角为
D.过点且垂直于直线的直线方程为
【答案】D
【分析】利用直线方程的特征可判定A,利用截距的定义可判定B,利用斜率与倾斜角的关系可判定C,利用两直线的垂直关系及点斜式计算即可判定D.
【详解】由,
当,可知该直线过定点,即A错误;
令,即直线在轴上的截距为-1,即B错误;
由可知其斜率为,
由直线倾斜角的范围可知直线的倾斜角为,即C错误;
易知的斜率为,
故垂直于该直线且过的直线方程为,即D正确.
故选:D
23.(21-22高二上·安徽合肥·期中)不论为何实数,直线恒过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【分析】求出直线恒过定点,即可作出判断.
【详解】直线可化为,由,解得,因为点在第四象限,所以直线恒过第四象限.
故选:D
求直线方程
24.(23-24高二上·安徽宿州·期中)已知直线过点,且一个方向向量为,则直线的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用直线的方向向量先求直线的斜率,再利用点斜式计算即可.
【详解】由直线的方向向量可知其斜率为2,
故该直线方程为.
故选:C
25.(22-23高二上·安徽马鞍山·期中)过点且与直线垂直的直线方程是( ).
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用点斜式求得正确答案.
【详解】直线的斜率为,
所以所求直线的斜率为,
故所求方程为,
即.
故选:C
26.(21-22高二上·安徽合肥·期中)已知点,则线段垂直平分线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由中点坐标公式与垂直关系得斜率后求解直线方程,
【详解】由题意得中点坐标为,而,
故垂直平分线的斜率为,方程为,即,
故选:A
27.(22-23高二上·安徽宿州·期中)与直线关于轴对称的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】与直线关于轴对称的直线的方程只需将换为即可.
【详解】将直线的换为,就可以得出直线关于轴对称的直线方程为:.
故选:C.
28.(23-24高二上·安徽铜陵·期中)过点且在两坐标轴上的截距的绝对值相等的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】利用截距式的求法,讨论截距的绝对值相等的情况,在进行截距式假设时,分截距为0,截距不为0进行假设.
【详解】当直线的截距不为0时,设直线的截距式方程为,
由题可得
所以或
解得或
所以直线方程为或,故A,C正确;
当直线的截距为0时,设直线方程为,
由题可知,故直线方程为,D正确.
故选:ACD
29.(23-24高二上·安徽六安·期中)经过点且在轴上的截距等于轴上截距的3倍的直线的方程为 .
【答案】或
【分析】
利用截距的定义及直线的截距式计算即可.
【详解】当直线的截距都是零,即直线过原点时,可设其方程为,
代入点得,
当直线截距不为零时,设该直线在轴上截距为,则其在轴上的截距为,
可设该直线方程为,代入点得,
即.
故答案为:或.
30.(22-23高二上·安徽宿州·期中)直线过点,且斜率为3,则直线在轴上的截距为 .
【答案】
【分析】结合已知条件,利用点斜式求出直线方程,然后令即可求解.
【详解】直线过点,若的斜率为3,
由直线的点斜式方程得:,即,
当时,,
则在轴上的截距为.
故答案为:.
31.(21-22高二上·安徽宣城·期中)已知过的直线l与直线没有公共点,则直线l的方程为 .
【答案】
【分析】根据直线平行得到斜率相等,进而用点斜式求解直线方程.
【详解】由题意可知:直线l与直线平行,直线l的斜率为3,所以直线l方程为,即.
故答案为:
32.(21-22高二上·安徽淮北·期中)已知圆,则过点的最短弦所在的直线方程是 .
【答案】
【分析】由题知,弦最短时,圆心与点的连线与直线垂直,进而求解直线方程即可.
【详解】解:根据题意:弦最短时,圆心与点的连线与直线垂直,
因为圆,即,圆心为:,
所以,所以,
所以所求直线方程为:.
故答案为:.
33.(23-24高二上·安徽六安·期中)已知三个顶点的坐标:.
(1)求过点A且与直线平行的直线的方程;
(2)求中边上的高所在直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用直线的平行关系及点斜式计算即可;
(2)利用直线的垂直关系及点斜式计算即可.
【详解】(1)易知,所以过点A且与直线平行的直线的方程为;
(2)易知,所以边上的高所在直线的方程为.
34.(22-23高二上·安徽滁州·期中)已知直线.
(1)求直线过定点的坐标;
(2)当直线时,求直线的方程;
(3)若交轴正半轴于,交轴正半轴于,的面积为,求最小值时直线的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)直线可化为即可得解;
(2)根据已知条件列式求出即可得解;
(3)根据直线的方程,分别求出直线在轴,轴上的截距,再结合三角形的面积公式,以及基本不等式的公式即可求解.
【详解】(1)直线可化为,
直线过定点.
(2)直线,,,
直线的方程为,
即直线的方程为.
(3)解法:设,
直线过得:,
,当且仅当,即取等号,
,
,当时,最小值为,
此时,直线的方程为,即.
解法:由直线的方程得:,,由题设得:.
当且仅当时取等号.
取最小值时,直线的方程为.
平面中距离问题
35.(23-24高二上·安徽亳州·期中)若两直线:与:间的距离为,则( )
A.3 B.5 C.3或 D.或5
【答案】C
【分析】利用平行线间距离公式,列式计算即得.
【详解】根据平行线间的距离公式,可得,所以或.
故选:C
36.(23-24高二上·安徽阜阳·期中)“曼哈顿距离”是十九世纪的赫尔曼•闵可夫斯基所创词汇,定义如下:在直角坐标平面上任意两点的曼哈顿距离为:.已知点在圆上,点在直线上,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】如图,作过点作平行于轴的直线交直线于点,过点作于点,结合直线的斜率得出平行于轴,最小,再设,求出,利用三角函数知识得最小值.
【详解】如图,过点作平行于轴的直线交直线于点,过点作于点表示的长度,因为直线的方程为,所以,即,
当固定点时,为定值,此时为零时,最小,即与重合(平行于轴)时,最小,如图所示,
设,,则,
,
由三角函数知识可知,其中,
则其最大值是,
所以,故D正确.
故选:D.
【点睛】关键点睛:本题的关键是理解曼哈顿距离的定义,得到,再利用辅助角公式即可求出其最值.
37.(23-24高二上·安徽·期中)已知在中,顶点,点在直线上,点在轴上,则的周长的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用对称将三角形的周长转化为四点共线问题,求出两点之间距离即可.
【详解】设点关于直线的对称点为,点关于轴的对称点为,连接交于,交轴于,
则此时的周长取最小值,且最小值为,与关于直线对称,,解得,易求得,,即周长的最小值为.
故选:.
38.(23-24高二上·安徽六安·期中)已知两定点、,动点在直线上,则的最小值为( )
A. B. C.5 D.
【答案】D
【分析】求出对称点坐标,根据将军饮马模型即可求出最小值.
【详解】作出图形知在直线的同侧,点关于直线的对称点,
则.
故选:D.
39.(23-24高二上·安徽合肥·期中)点到直线的最大距离为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【分析】先求出直线经过的定点,当时,距离最大,即可根据两点间的距离公式,得出答案.
【详解】直线的方程
可化为,
由,解得,则直线恒过定点.
当时,点到直线的最大距离为.
故选:B.
40.(23-24高二上·安徽安庆·期中)设直线,为直线上动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由,其中的几何意义为点与点的距离的平方,求出点到直线的距离,即可求出的最小值,即可得解.
【详解】因为,其中的几何意义为点与点的距离的平方,
因为点到直线的距离,
所以的最小值为,
则的最小值为.
故选:B
41.(23-24高二上·安徽滁州·期中)已知直线与直线平行,且与间的距离为,则的方程可以是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【分析】根据平行线间的距离公式求解即可.
【详解】直线,即,
设所求直线的方程为,
由题意可得,解得或.
故所求直线的方程为或.
故选:AD.
42.(23-24高二上·安徽·期中)已知直线(m为任意实数)过定点P,则点P的坐标为 ;若直线与直线,分别交于M点,N点,则的最小值为 .
【答案】 42
【分析】利用直线方程变换主元计算可得定点;设直线方程计算M、N坐标,再由两点距离公式及基本不等式计算即可.
【详解】直线,
联立,解得,,故;
易知直线的斜率存在且不为0,
设直线,
令,得;
令,得,
则,,
故,
当且仅当,即时等号成立.
故答案为:,
43.(23-24高二上·安徽合肥·期中)在中,顶点,点在直线上,点在轴上,则周长的最小值为 .
【答案】
【分析】拆线段之和最值问题,利用对称,将直线同侧折线段化为直线异侧两定点间的折线段之和,由两点之间线段最短可知.
【详解】设关于直线的对称点为,关于轴的对称点为,与的交点即为,与轴的交点即为.
如图,两点之间线段最短可知,的长即为周长的最小值.
设,则
解得即,
关于轴的对称点为,
故周长的最小值为.
故答案为:.
圆的方程
44.(23-24高二上·安徽·期中)以两点为直径的两个端点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,求出圆心坐标及半径得解.
【详解】依题意,圆心坐标为中点,即,半径为,
所以圆的方程为.
故选:D
45.(23-24高二上·安徽六安·期中)若,则方程表示的圆的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】将方程变形成圆标准方程的形式,易知即可得出表示的圆的个数为3个.
【详解】将方程变形可得,
若该方程表示圆则可得,即,
所以的取值有共3个,即表示的圆的个数也为3个.
故选:C
46.(23-24高二上·安徽合肥·期中)若点在圆的外部,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由方程表示圆可得,再由点在圆外即可得,求得实数的取值范围是.
【详解】易知圆可化为,可得,即;
又在圆外部,可得,解得;
可得.
故选:B.
47.(22-23高二上·安徽合肥·期中)已知方程表示圆,则k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】直接根据圆一般方程的判断条件,解不等式即可得参数的取值范围.
【详解】因为表示圆,
所以,解得,
得的取值范围是.
故选:C
48.(22-23高二上·安徽六安·期中)若圆的一条弦的中点为,则垂直于的直径所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据圆心坐标和点的坐标,求得直线斜率,利用直线的点斜式方程即可求得结果.
【详解】圆方程,即,设其圆心为,则点坐标为;
根据题意,垂直于的直径所在直线即为所在直线,其斜率,
故所求直线方程为:,即.
故选:B.
49.(21-22高二上·安徽六安·期中)已知方程表示的圆中,当圆面积最小时,此时 ( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
【答案】B
【分析】根据圆的半径最小时圆的面积最小,然后考察圆的半径即可.
【详解】由,得,易知当,圆的半径最小,即圆的面积最小.
故选:B
50.(21-22高二上·安徽芜湖·期中)设圆,则下列命题正确的是( )
A.所有圆的面积都是 B.存在,使得圆C过点
C.经过点的圆C有且只有一个 D.不论k如何变化,圆心C始终在一条直线上
【答案】AD
【分析】对于A,直接由圆的半径是,即得到答案;对于B,利用不等式说明圆C必定不过即可;对于C,给出和作为例子即可;对于D,说明圆心总在上即可.
【详解】对于A,由于每个圆的半径都是,故面积都是,A正确;
对于B,由于,故圆C必定不过,B错误;
对于C,对和,均有,故,即圆C经过点,C错误;
对于D,圆心始终在直线上,D正确.
故选:AD.
51.(23-24高二下·安徽宿州·期中)已知圆C:,直线:,则直线与圆C的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
【答案】A
【分析】求出直线过的定点坐标,然后判断定点与圆的位置关系,进而可得直线与圆的位置关系.
【详解】由直线,可得,所以直线过定点,
又,所以点在圆内部,所以直线与圆相交.
故选:A.
52.(20-21高二上·安徽六安·期中)圆的圆心到直线的距离为( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】由圆的标准方程,得到圆心,根据点到直线的距离公式,即可求出圆心到直线的距离.
【详解】圆的圆心是
圆心到的距离为
故选:B
【点睛】方法点睛:点到直线的距离公式为
53.(19-20高二上·安徽阜阳·期中)圆心为的圆与直线交于、两点,为坐标原点,且满足,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题中所给的圆心坐标,设出圆的标准方程,根据题中所给的条件,求得的值,得出结果.
【详解】因为圆心为,
所以设圆的方程为:,
将直线方程代入圆的方程,得到,
设,则有,
因为,所以,
所以,
整理得,即,
求得,
所以圆的方程为:,
故选:C.
【点睛】该题考查的是有关圆的方程的求解,涉及到的知识点有圆的标准方程,关于垂直条件的转化,属于简单题目.
直线与圆的位置关系
54.(21-22高二上·安徽芜湖·期中)圆与直线的交点个数为( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.与k的取值有关
【答案】D
【分析】求出已知直线过的定点,且判断出定点在圆外可得答案.
【详解】直线,即,
令,解得,故直线l经过点.
又,所以点在圆外,
故直线l与圆的交点个数可能为0、1或2,即与k的取值有关.
故选:D
55.(22-23高二上·安徽黄山·期中)直线被圆截得的弦长为( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】C
【分析】先求出弦心距,然后根据圆的弦长公式直接求解即可.
【详解】圆,所以圆心,半径,
所以弦心距为,
所以弦长为,
故选:C
56.(23-24高二上·安徽·期中)已知直线与圆交于M,N两点,若,则( )
A.4 B.2 C. D.
【答案】D
【分析】先得到圆的标准方程,再利用圆的弦长公式求解.
【详解】圆,圆心,半径为5,
又到直线的距离;
所以,
解得(舍去).
故选:D
57.(23-24高二上·安徽宿州·期中)“”是直线和圆相交的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】B
【分析】首先求解直线与圆相交时的取值范围,再根据集合的包含关系,判断充分,必要条件.
【详解】若直线与圆相交,则圆心到直线的距离,
解得:,
集合.
所以“”是直线和圆相交的必要不充分条件.
故选:B
58.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)已知曲线C:,直线l:,若曲线C上恰有3个点到直线l的距离为1,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据曲线的表达式画出半圆图象,再利用直线与曲线的临界位置讨论的取值范围,由于曲线上恰有3个点到直线的距离为1,根据两平行线间的距离公式并结合图象即可确定实数的取值范围.
【详解】由曲线C:,得,
所以曲线C是以为圆心,半径为2的圆的上半部分.
当直线l与曲线C相切时,,解得或(舍).
当直线l:与直线间的距离为1时,
,解得或(舍),
当时,曲线C上至多有2个点到直线l的距离为1,不符合题意;
当直线l过点时,得,
当直线l:与直线间的距离为1时,
,解得或(舍),
当,曲线C上至多有1个点到直线l的距离为1,不符合题意;
当时,曲线C上恰有3个点到直线l的距离为1,符合题意.
综上,a的取值范围是.
故选:D.
【点睛】
关键点点睛:本题的关键点是画出图象,结合图象确定直线的位置.
59.(23-24高二上·安徽马鞍山·期中)经过原点和点且圆心在直线上的圆的方程为 ( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】令圆心为,由圆所经过的点及两点距离公式列方程求出圆心坐标,即可写出圆的方程.
【详解】由题设,令圆心为,又圆经过原点和点,
所以,整理可得,故圆心为,
所以半径平方,则圆的方程为.
故选:D
60.(23-24高二上·安徽合肥·期中)已知圆,点在圆上,点,为的中点,为坐标原点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据中点坐标公式结合相关点法可得的轨迹方程为,即可根据相切求解最值.
【详解】由题意知圆的方程为,设,,
则,所以,又在圆上,所以,
即,即的轨迹方程为.如图所示,
当与圆相切时,取得最大值,
此时,,所以的最大值为.
故选:A
61.(23-24高二上·安徽·期中)已知点,圆的圆心在直线上,且圆与轴切于点.
(1)求圆的方程;
(2)若直线过点且被圆截得的弦长为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)设圆心坐标为,则由题意列方程组可求出,从而可求出圆的方程;
(2)先由已知求出圆心到直线的距离,然后分直线的斜率存在和不存在两种情况讨论即可.
【详解】(1)设圆心坐标为,
因为圆的圆心在直线上,且圆与轴切于点,
所以,解得,
所以,半径,
所以圆的方程为.
(2)由题意得,圆心到直线的距离为.
若直线的斜率存在,设直线的方程为,
则,解得或.
当直线的斜率不存在,的方程为,
此时圆心到直线的距离为2,不满足题意,舍去.
综上,直线的方程为或.
62.(23-24高二上·安徽合肥·期中)已知圆:.
(1)过圆外一点引圆的切线,求切线方程和切线长;
(2)设点是直线上的一点,过点作圆的切线,切点是,求的面积最小值以及此时点的坐标.
【答案】(1)切线方程为或,切线长为1
(2)的面积最小值为2,此时
【分析】(1)由题意,利用分类讨论的解题思想,结合切线的性质以及点到直线的距离公式,根据勾股定理,可得答案;
(2)由题意,利用数形结合的解题思想,求得点,可得答案.
【详解】(1)由题意,可作图如下:
当切线斜率存在时,设切线的方程为,即,
圆心到切线的距离是,,解得,
切线方程为,即.
当切线斜率不存在时,又与圆也相切,
故所求切线方程为和.
由圆的性质可知,切线长为.
(2)由题意,可作图如下:
当时,的面积最小值.
又因为,所以直线的方程为.
由,解得,即点的坐标为.
此时的面积最小值为.
圆与圆的位置关系
63.(23-24高二上·安徽宿州·期中)若圆与圆有公共点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由题意确定两圆的圆心和半径,利用圆与圆的位置关系建立不等式组,解之即可.
【详解】由题意知,,
则,
因为圆C与圆O有公共点,
所以,即,
解得.
故选:A.
64.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)已知圆:,圆:,则这两个圆的位置关系为( )
A.外离 B.外切 C.内切 D.相交
【答案】D
【分析】由题意可得圆和圆的的圆心坐标和半径,根据两点距离公式求出,结合圆与圆的位置关系即可求解.
【详解】圆的标准方程为,圆心为,半径为,
圆的标准方程为,圆心为,半径为,
因为,则,
故这两个圆相交.
故选:D.
65.(23-24高二上·安徽合肥·期中)若圆与圆相切,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】对圆与圆外切或内切进行分类讨论,求出的值,再利用基本不等式可求得的最小值.
【详解】圆的标准方程为,圆心为,半径为,
圆的标准方程为,圆心为,半径为,
当圆与圆外切时,,
所以,
因为,则,
当且仅当或时,等号成立,所以;
当圆与圆内切时,,所以,
又因为,当且仅当或时,等号成立,
所以.
综上可知,的最小值为.
故选:B.
66.(23-24高二上·安徽合肥·期中)已知圆和两点,,若圆上至少存在一点,使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意可知,圆与圆的位置关系为相交、内切或内含,利用圆心距和两圆半径之间的关系即可求得.
【详解】圆的圆心,半径为,
因为圆上至少存在一点,使得,则,
所以圆与圆的位置关系为相交、内切或内含,
所以可得,又因为,
所以,即.
即实数的取值范围是.
故选:B.
67.(23-24高二上·安徽六安·期中)已知圆,圆,则下列选项正确的是( )
A.两圆是外切的位置关系
B.直线的方程为
C.若P、Q两点分别是圆和圆上的动点,则的最大值为5
D.圆和圆的一条公切线段长为
【答案】ABD
【分析】根据圆心距与两圆半径之和相等可知A正确,利用两点坐标即可得B正确;易知当四点共线且在两侧时,取得最大值为,可得C错误;根据两半径差和圆心距可得公切线段长为,即D正确.
【详解】由题意可知圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为;
两圆圆心距,即圆心距等于两半径之和,
所以两圆外切,即A正确;
由圆心坐标可知,所以直线的方程为,
即,所以B正确;
由圆与圆之间的位置关系可得的最大值为,如下图所示:
当四点共线且在两侧时,取得最大值,可得C错误;
设为两圆的一条公切线,切点分别为,
易知,作于点,则,
又,则,可得公切线段长为,即D正确.
故选:ABD
68.(23-24高二上·安徽马鞍山·期中)已知圆,圆( )
A.若,则圆与圆相交且交线长为
B.若,则圆与圆有两条公切线且它们的交点为
C.若圆与圆恰有4条公切线,则
D.若圆恰好平分圆的周长,则
【答案】AD
【分析】A、B将圆化为标准形式,确定圆心和半径,判断圆心距与两圆半径的关系,再求相交弦长判断;C由题意知两圆相离,根据圆心距大于两圆半径之和及圆的方程有意义求参数范围;D由题意相交弦所在直线必过,并代入相交弦方程求参数即可.
【详解】A:时圆,则,半径,
而圆中,半径,所以,
故,即两圆相交,此时相交弦方程为,
所以到的距离为,故相交弦长为,对;
B:时圆,则,半径,
同A分析知:,故两圆相交,错;
C:若圆与圆恰有4条公切线,则两圆相离,则,
而圆,即,
所以,错;
D:若圆恰好平分圆的周长,则相交弦所在直线必过,
两圆方程相减得相交弦方程为,将点代入可得,对.
故选:AD
69.(23-24高二上·安徽滁州·期中)已知圆,圆.
(1)讨论圆与圆的位置关系;
(2)当时,求圆与圆的公切线的方程.
【答案】(1)答案见解析
(2),或.
【分析】(1)求两圆圆心距及半径,利用几何法判断两圆位置关系;
(2)先判断两圆位置关系,法一,设出公切线方程,由切线分别与两圆相切建立等量关系待定系数即可;法二,由相似性质与半径比,可得到公切线与轴交点坐标,再由交点设出点斜式方程待定斜率即可.
【详解】(1)由题意知,
,两圆的半径分别为和4,
①当,即,
解得或时,圆与圆内含;
②当,即,
解得或时,圆与圆内切;
③当,即,
解得时,圆与圆相交;
④当时,,无解,
即圆与圆不可能外切也不可能外离.
综上所述,当或时,圆与圆内含;
当或时,圆与圆内切;
当时,圆与圆相交.
(2)当时,由(1)得圆与圆相交,由图可知公切线的斜率存在,
法一:设圆,圆的公切线的方程为,即,
则由直线与两圆都相切可得,
,所以,
则,或
即或,分别代入,
得或(无解),解得,
所以,或.
则公切线方程为或,
即为,或.
法二:因为两圆圆心都在轴上,
则由对称性可知,两公切线关于轴对称,且交点在轴上,设为点,
如图,,则与相似,
则有,又由,
得,所以有,
解得,即,
设公切线方程为,即,
则圆心到切线的距离,解得,
则公切线方程为或,
即为,或.
平面内对称问题
70.(21-22高二上·安徽·期中)与直线关于轴对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出给定直线的斜率及与x轴的交点坐标,再利用对称的性质计算作答.
【详解】直线的斜率为,与x轴交于点,
直线关于轴对称的直线的斜率为,并且过点A,
由直线的点斜式方程得:,即,
所以所求直线的方程为:.
故选:D
71.(21-22高二上·安徽宿州·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】B
【分析】设点,进而得,再解方程即可得答案.
【详解】解:设点,因为点与点关于直线对称,
所以,解得,
所以
故选:B
72.(20-21高二上·安徽合肥·期中)点关于轴的对称点为,则点的坐标为:( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】平面直角坐标系中任意一点,关于x轴的对称点的坐标是,即可得答案.
【详解】因为平面直角坐标系中任意一点,关于x轴的对称点的坐标是,
所以点关于轴的对称点为
故选:C.
73.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)直线:关于直线:的对称直线方程为 .
【答案】
【分析】由三条直线交于一点,再找一个对称点,两点式求直线方程.
【详解】设直线关于直线对称的直线为,由,解得,
则点在直线上;
在直线上取一点,设其关于直线对称的点为,
则,解得,即,
所以直线的方程为,即.
故答案为:
74.(22-23高二上·安徽马鞍山·期中)与直线关于点对称的直线方程是 .
【答案】
【分析】
由两直线对称得,由此设直线的方程,再利用点线距离公式即可得解.
【详解】因为直线与直线关于点对称,所以,且点到两直线的距离相等,
设直线为,则,解得或(舍去),
所以所求直线方程为.
故答案为:.
75.(21-22高二上·安徽合肥·期中)(1)若直线过点且与直线垂直,求直线的方程;
(2)若点与点关于直线对称,求点的坐标.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用直线与直线垂直求出直线的斜率,再由点斜式即可求出直线l的方程;
(2)利用点关于直线的对称点中的中点和斜率即可求解.
【详解】解:(1)直线l与直线垂直
直线的斜率
直线的方程为:
化简得:
直线l的方程为.
(2)设
点N与点关于直线对称
解得:,
圆有关的最值问题
76.(21-22高二上·安徽池州·期中)若圆C的方程为,点P是圆C上动点,点O为坐标原点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意先求出圆的圆心和半径,进而结合圆的几何性质求得答案.
【详解】圆C的圆心为,半径为,的最大值为.
故选:C.
77.(21-22高二上·安徽合肥·期中)已知实数满足方程,则的最大值为( )
A.3 B.2 C. D.
【答案】D
【分析】将方程化为,由圆的几何性质可得答案.
【详解】将方程变形为,则圆心坐标为,半径,
则圆上的点的横坐标的范围为:
则x的最大值是
故选:D.
78.(23-24高二上·安徽合肥·期中)已知、满足,则( )
A.的最小值为 B.的最大值为
C.的最小值为 D.的最小值为
【答案】BCD
【分析】利用距离的几何意义结合圆的几何性质可判断AD选项;设,可知直线与圆有公共点,利用直线与圆的位置关系求出的取值范围,可判断B选项;设,可知直线与圆有公共点,利用直线与圆的位置关系求出的取值范围,可判断C选项.
【详解】方程可变形为,
则方程表示的曲线是以为圆心,以为半径的圆,
对于A选项,设点,则表示圆上的点到原点的距离的平方,
因为,则原点在圆外,
所以,,
当且仅当为线段与圆的交点时,取最小值,
所以,的最小值为,故A错误;
对于B选项,设,则,
由题意知直线与圆有公共点,
则,即,解得,
即的最大值为,故B正确;
对于C选项,设,即,
由题意知直线与圆有公共点,
所以,解得,故的最小值为,故C正确;
因为,
所以,
代数式表示点到点的距离,
因为,所以,,
当且仅当点为线段与圆的交点时,取最小值,
所以,的最小值为,故D正确.
故选:BCD.
79.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)已知、满足,则的最大值为 .
【答案】/
【分析】利用圆的性质及两点的距离公式计算即可.
【详解】由题意可知,
设,则在以为圆心,半径的圆上,
而,
显然.
当且仅当P在延长线上时取得最大值.
故答案为:
80.(22-23高二上·安徽马鞍山·期中)已知实数满足,则的最大值为 .
【答案】
【分析】根据点和圆的位置关系求得正确答案.
【详解】由得,
所以点是以为圆心,半径为上的圆上的点,
表示点与点两点间距离的平方,
,所以的最大值为.
故答案为:
81.(21-22高二上·安徽合肥·期中)已知实数满足方程,则的最小值为 .
【答案】/
【分析】由圆的性质求解,
【详解】方程可化为,是圆心,半径为的圆,
是圆上一点到原点的距离,
而圆心到原点的距离为2,故的最小值为,
故答案为:
82.(23-24高二上·安徽安庆·期中)已知实数满足方程,则下列说法错误的是( )
A.的最大值为
B.的最小值为0
C.的最大值为
D.的最大值为
【答案】C
【分析】对于ABD,结合点到直线的距离公式,即可求解,对于C,结合两点之间的距离公式,即可求解.
【详解】实数,满足方程,
,
对于ABD,令,,
则两条直线都与圆有公共点,
,,解得,,
故的最大值为,的最大值为,故ABD正确,
对于C,原点到圆心的距离为,
则圆上的点到原点的距离为,
,
,
故的最大值为,故C错误.
故选:C
直线与圆有关的最值问题
83.(23-24高二上·安徽六安·期中)已知为圆上一动点,过点作圆的切线,交圆于点A、B,则的最大值是 .
【答案】
【分析】首先确定在处的切线l:,进而把题转化为求A,B两点横坐标的绝对值的比的取值范围.再联立切线与圆的参数方程和根与系数的关系求出关于的方程,根据基本不等式求出的取值范围,解不等式组即得.
【详解】原题等价于已知及其处的切线l:,
圆C的圆心到圆O的距离为,半径为且与直线l交于A,B两点,
求A,B两点横坐标的绝对值的比的取值范围.
如图,设,
则圆C的方程为,
与直线l的方程联立可得,
设两点横坐标之比为,
则,,
得,
整理得,
当且仅当时,取得最小值,
当时,取得最大值,
所以,得,得,
故的最大值为.
故答案为:
84.(23-24高二上·安徽黄山·期中)已知P是直线l:上一动点,过点P作圆C:的两条切线,切点分别为A、B,则四边形PACB的外接圆的面积的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】结合图像给出外接圆的表达式即可求解.
【详解】如图,由知四边形的外接圆以为直径,故面积,
而最小值为点到的距离,
故,
故选:B
85.(22-23高二上·安徽合肥·期中)已知点P在直线l:上,过点P的两条直线与圆O:分别相切于A,B两点,则圆心O到直线AB的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设点,求出以为直径的圆的方程,进而可得直线的方程,再根据点到直线的距离公式,结合在直线l:上,可得圆心到直线的距离关于的表达式,进而根据函数的最值求解即可.
【详解】设点,圆O:,其圆心,
由题意知:是圆的切线,则,
则点在以为直径的圆上,又由,,
则以为直径的圆的方程为:,即,
与圆O:联立可得:,即直线的方程为.
又因为点在直线l:上,故,
所以圆心到直线的距离,
所以当时,取最大值,
故选:.
86.(22-23高二上·安徽六安·期中)已知直线与圆,则上各点到的距离的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】C
【分析】求得圆心到直线的距离,结合圆的半径,即可求得结果.
【详解】根据题意,圆心到直线的距离,
故上各点到距离的最小值为.
故选:C.
87.(23-24高二上·安徽宿州·期中)已知圆,直线,下列说法正确的是( )
A.直线与圆的位置关系与有关
B.直线截圆所得弦长最短时,直线的方程是
C.圆心到直线距离的最大值为2
D.直线截圆所得弦长范围是
【答案】BCD
【分析】对于A,直接算出即可判断;对于B,算出直线过定点,当且仅当满足题意,从而可以算出验证;对于C,由B选项分析结合两点间的距离公式计算即可;对于D,结合A选项分析可知,通过算出
的范围,即可根据弦长公式验证即可.
【详解】
对于A,因为圆的圆心到直线的距离为,
而圆的半径为,
所以,
而,
所以,即直线与圆的位置关系一直相交,与无关,故A错误;
对于B,由弦长公式可知,若直线截圆所得弦长最短时,圆心到直线的距离应该最大,
而直线即过定点,所以当且仅当时,最大,
此时,解得,
所以此时直线的方程是,故B正确;
对于C,由B选项分析可知当时,最大,此时,故C正确;
对于D,由A选项分析可知,令,即,
从而,
当时, ,
当时, ,当且仅当时,,
当时, ,当且仅当时,,
综上所述,,从而直线截圆所得弦长,故D正确.
故选:BCD.
【点睛】关键点点睛:A、D的关键是通过计算与0比较大小、求范围,B、C的关键是得出,从而即可算,以及.
88.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)已知,,点P在圆O:上运动,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】结合已知条件表示出,设,利用该直线与圆相交即可求解.
【详解】设,所以,
所以.
设,所以直线,所以,解得,即的取值范围是.
故答案为:.
89.(23-24高二上·安徽·期中)已知圆,过点的直线被圆截得弦长最短时,直线的方程为 .
【答案】
【分析】根据题意,由条件可得过点且弦长最短的弦应是垂直于直线的弦,再由直线的点斜式方程,即可得到结果.
【详解】显然点在圆内,过点且弦长最短的弦应是垂直于直线的弦,
又直线的斜率为1,所以所求直线的斜率为,
故所求直线的方程为,即.
故答案为:
90.(23-24高二上·安徽·期中)过直线上任意点作圆的两条切线,切点分别为,直线过定点 ;记线段的中点为,则点到直线的距离的最小值为 .
【答案】
【分析】设,则可得以为直径的圆的方程为,结合点在直线上,也在圆上化简可得,从而可得直线的方程,进而可求得直线过的定点,设,则由可求出点的轨迹方程,从而可求出点到直线的距离的最小值.
【详解】设,因为是直线上一点,
所以,以为直径的圆的方程为,
即,所以,即直线的方程为,
又直线的方程为,故直线过定点.
设,直线过定点为,则,
由,得,
整理得点的轨迹方程为,
因为点到直线的距离,
所以直线与圆相离,
所以点到直线的距离的最小值为.
故答案为:,
91.(22-23高二上·安徽马鞍山·期中)已知圆,线段是圆的一条动弦,且,线段的中点为,则直线被圆截得的弦长取值范围是 .
【答案】
【分析】由圆的方程可得圆心坐标和半径,再由弦长可得圆心到直线的距离,即的值,即点的轨迹方程.设直线与圆相切,可得斜率,即求出切线的方程,再求圆心到切线的距离,求出弦长的最小值;由直线经过圆心求出弦长的最大值.即可得到相交弦长的范围.
【详解】由圆可得:圆心,半径.
由弦可得:圆心到直线的距离为,即.
所以点的轨迹方程为.
设直线与圆相切的直线为,则,解得或.
当直线为时,圆心到直线的距离,此时弦长为;
当直线为时,圆心到直线的距离,此时弦长为;
所以直线被圆截得的弦长的最小值为;当直线经过圆心时,截得的弦长为为最大值.
所以直线被圆截得的弦长取值范围是.
故答案为:
圆与圆有关的最值问题
92.(22-23高二上·安徽亳州·期中)已知圆:,圆:,且圆,有且仅有两条公切线,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据两圆位置关系,结合两圆圆心坐标和半径,列出不等关系,求解即可.
【详解】圆:即,圆心,则其半径;
圆:,其圆心,半径;
根据题意,圆相交,则,
即,即,解得.
故选:A.
93.(21-22高二上·安徽宿州·期中)若圆上总存在两个点到坐标原点的距离为1,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据条件转化为圆与圆有两个交点,利用圆与圆的位置关系,即可求的取值范围.
【详解】解:到原点的距离为的点的轨迹为圆,
因此圆上总存在两个点到原点的距离均为
转化为圆与圆有两个交点,
∵两圆的圆心和半径分别为,,,,
∴,∴,
解得实数的取值范围是.
故选:C
94.(21-22高二上·安徽·期中)点是圆上的任一点,圆是过点且半径为1的动圆,点是圆上的任一点,则长度的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】由题知点是上动点,点是圆上的动点,结合圆的性质及图形可得.
【详解】由题可知点的轨迹方程是,
即得点是圆上的动点,
又由题知点是圆上的动点,
如图可得则.
故选:B.
95.(21-22高二上·安徽·期中)已知点P为圆:上任一点,点Q为圆:上任一点,则的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.4
【答案】A
【分析】根据题意得两圆的位置关系为内含,进而得的最小值为.
【详解】解:由题知,圆半径为,圆心坐标为,圆半径为,圆心坐标为,
所以两圆的位置关系为内含,
所以,,
所以的最小值为.
故选:A
96.(19-20高二上·安徽阜阳·期中)已知点,,若圆上存在点,使得,则实数的最大值是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【分析】写出以AB为直径的圆M的方程,根据圆上存在点,使得,由圆C与圆M有公共点求解.
【详解】圆即为:,
其圆心为(3,4),半径为1,
设AB的中点为M,
因为点,,
所以M(0,0),
以AB为直径的圆的方程为:,
,
若圆上存在点,使得,
则圆C与圆M有公共点,即,
解得,
所以实数的最大值是6.
故选:C
97.(21-22高二上·安徽芜湖·期中)已知直线与相交于点P,线段是圆的一条动弦,且,则的最小值是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由已知得到,过定点,过定点,从而得到点轨迹为圆,作线段,先求得,求得 的最小值,再由可得答案.
【详解】设圆的半径为,直线与 垂直,
又过定点,过定点,从而得到点轨迹为圆,
设圆心为,半径为,
作垂直线段,则,
,
的最小值为.
故选:B
98.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)在平面直角坐标系xOy中,已知直线l:交x轴于点A,交y轴于点B,点P是直线上l的一点,过P作圆C:的两条切线,切点分别为M,N,则下列说法正确的是( )
A.当取得最大值时,
B.当取得最小值时,
C.四边形PMCN的面积的最小值为
D.O点到直线MN的距离的最大值为1
【答案】ABD
【分析】对于A,当取得最大值时,直线AM与圆C相切,根据计算即可判断;对于B,当取得最小值时,直线AM与圆C相切,根据计算即可判断;对于C,可计算,根据点线距离求得即可判断;对于D,设,先求得以PC为直径的圆的方程,两圆方程相减可得直线MN的方程,进而可知直线MN恒过定点,从而可得当时,O到直线MN的距离的最大值,求解即可.
【详解】
易得,,圆心,半径.
对于A,当取得最大值时,直线AM与圆C相切,此时,故A正确;
对于B,当取得最小值时,直线AM与圆C相切,此时,故B正确;
对于C,因为四边形PMCN的面积,
又,所以,而,
所以四边形PMCN的面积的最小值为,故C错误;
对于D,设,所以以PC为直径的圆的方程为,又圆C:,
所以两圆方程相减可得直线MN的方程为,
即,令,解得,
所以直线MN恒过定点,
所以当时,O到直线MN的距离的最大值为,此时,故D正确.
故选:ABD.
99.(23-24高二上·安徽黄山·期中)已知P为圆上一点,则点到P点的距离的最大值为 .
【答案】8
【分析】根据点的轨迹为圆,由圆的几何性质,求利用两圆上两点间的距离的最大值.
【详解】由知圆心为,半径为,
又,所以点的轨迹方程为,
则圆心为,半径,故,
所以.
故答案为:8
100.(22-23高二上·安徽马鞍山·期中)已知P为直线上一动点,过点P作圆的切线,切点分别为A,B,则当四边形面积最小时,直线的方程为 .
【答案】
【分析】
求得四边形面积最小时点的坐标,再根据圆与圆的位置关系求得直线的方程.
【详解】圆,即,
所以圆心为,半径,
,
所以当最小,也即垂直时,四边形面积最小,
直线的斜率为,则此时直线的斜率为,
则直线的方程为,由,解得,
即,对应,,
以为圆心,半径为的圆的方程为:,
即,
由,
两式相减并化简得,
也即直线的方程为.
故答案为:
【点睛】研究直线和圆的位置关系问题,主要思路是数形结合的数学思想方法,直线和圆有关的相切问题,连接圆心和切点的直线,与切线相互垂直.与四边形面积的最值有关问题,可先求得面积的表达式,再根据表达式来求最值.
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