内容正文:
专题2 直线和圆的方程(17种题型)
【题型1】直线的倾斜角与斜率
【题型2】 直线与线段相交求斜率范国
【题型3】五种直线方程的求解
【题型4】 直线过定点问题
【题型5】 两直线的平行与垂直
【题型6】 直线的交点与方程组的解
【题型7】三种距离公式的应用
【题型8】点与直线的对称问题
【题型9】求圆的标准方程与一般方程
【题型10】直线与圆的位置关系及应用
【题型11】直线与圆相交的弦长向题
【题型12】圆的切线与切线长问题
【题型13】 圆与圆的位置关系及应用
【题型14】两圆的公共弦问题
【题型15】两圆的公切线问题
【题型16】与圆有关的最值问题
【题型17】圆的轨迹问题
知识点1 倾斜角与斜率
(1)直线的倾斜角
①关于倾斜角的概念要抓住三点
②直线与轴平行或重合时,规定它的倾斜角为
③倾斜角的范围
(2)直线的斜率
①直线的斜率就是直线倾斜角的正切值,而倾斜角为的直线斜率不存在.
记作
⑴当直线与轴平行或重合时, ,
⑵当直线与轴垂直时, ,不存在.
②经过两点的直线的斜率公式是 。
③每条直线都有倾斜角,但并不是每条直线都有斜率.
知识点2 两条直线的位置关系
1、两条直线平行与垂直的判定
(1)两条直线平行
①对于两条不重合的直线l1,l2,若其斜率分别为k1,k2,则有l1∥l2⇔k1=k2.
②当直线l1,l2不重合且斜率都不存在时,l1∥l2.
(2)两条直线垂直
①如果两条直线l1,l2的斜率存在,设为k1,k2,则有l1⊥l2⇔k1·k2=-1.
②当其中一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率为0时,l1⊥l2.
知识点3 5种方程式
1.点斜式方程:过点(x0,y0)且斜率k的直线方程为y-y0=k(x-x0).
2.斜截式方程:纵截距b且率k的直线方程为y=kx+b.
3.两点式方程:过两点(x1,y1),(x2,y2)的直线方程为=.
4.截距式方程:横截距a纵截距b的直线方程为+=1.
5.(1)一般式方程:Ax+By+C=0,A2+B2≠0.
(2)一般式:Ax+By+C=0,注意A、B不同时为0.直线一般式方程Ax+By+C=0(B≠0)化为斜截式方程yx,表示斜率为,y轴上截距为的直线.
知识点4 直线过定点问题
1.如果一条直线经过某一定点,那么这条直线就是过该定点的直线.这里面可以看出,过一个定点的直线是不唯一的,事实上是由无数条直线组成.
2.假如有一定点A的坐标为(m,n),那么过该定点的直线的表达式为y=k(x﹣m)+n或者是x=m.
知识点5两条直线的交点坐标
1.两条直线的交点的求法
直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0(A1,B1,C1,A2,B2,C2为常数),
则l1与l2的交点坐标就是方程组的解.
知识点6两点间距离公式
(1)平面上的两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式|P1P2|=.
特别地,原点O(0,0)与任一点P(x,y)的距离|OP|=.
(2)点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=.
(3)两条平行线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0间的距离d=.
知识点7 圆的标准方程
1、定义:平面内到定点的距离等于定长的点的集合叫做圆。
其中,定点称为圆心,定长称为圆的半径。
2、确定圆的基本要素是:圆心和半径
3、圆的方程:圆心为,半径长为的圆的标准方程为
4、几种特殊位置的圆的标准方程
条件
方程的标准形式
圆心在原点
圆过原点
圆心在轴
圆心在轴
圆心在轴上且过原点
圆心在轴上且过原点
圆与轴相切
圆与轴相切
圆与两坐标轴都相切
知识点8 点和圆的位置关系
如果圆的标准方程为,圆心为,半径为,则有
(1)若点在圆上
(2)若点在圆外
(3)若点在圆内
知识点8 圆的一般方程
当时,方程叫做圆的一般方程.为圆心,为半径.
知识点诠释:
由方程得
(1)当时,方程只有实数解.它表示一个点.
(2)当时,方程没有实数解,因而它不表示任何图形.
(3)当时,可以看出方程表示以为圆心,为半径的圆.
知识点9 用待定系数法求圆的方程的步骤
求圆的方程常用“待定系数法”.用“待定系数法”求圆的方程的大致步骤是:
(1)根据题意,选择标准方程或一般方程.
(2)根据已知条件,建立关于或的方程组.
(3)解方程组,求出或的值,并把它们代入所设的方程中去,就得到所求圆的方程.
知识点10轨迹方程
求符合某种条件的动点的轨迹方程,实质上就是利用题设中的几何条件,通过“坐标法”将其转化为关于变量之间的方程.
1、当动点满足的几何条件易于“坐标化”时,常采用直接法;当动点满足的条件符合某一基本曲线的定义(如圆)时,常采用定义法;当动点随着另一个在已知曲线上的动点运动时,可采用代入法(或称相关点法).
2、求轨迹方程时,一要区分“轨迹”与“轨迹方程”;二要注意检验,去掉不合题设条件的点或线等.
3、求轨迹方程的步骤:
(1)建立适当的直角坐标系,用表示轨迹(曲线)上任一点的坐标;
(2)列出关于的方程;
(3)把方程化为最简形式;
(4)除去方程中的瑕点(即不符合题意的点);
(5)作答.
知识点11 直线与圆的位置关系及判断
(1)三种位置关系:相交、相切、相离.
(2)两种判断方法:
①
②
知识点12圆的切线与切线长
(1)过圆上一点的圆的切线
①过圆x2+y2=r2上一点M(x0,y0)的切线方程是x0x+y0y=r2.
②过圆(x-a)2+(y-b)2=r2上一点M(x0,y0)的切线方程是(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2.
(2)过圆外一点的圆的切线
过圆外一点M(x0,y0)的圆的切线求法:可用点斜式设出方程,利用圆心到直线的距离等于半径求出斜率k,从而得切线方程;若求出的k值只有一个,则说明另一条直线的斜率不存在,其方程为x=x0.
(3)切线长
①从圆x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0)外一点M(x0,y0)引圆的两条切线,
切线长为 .
②两切点弦长:利用等面积法,切线长a与半径r的积的2倍等于点M与圆心的距离d与两切点弦长b的积,即b=.
【注意】过一点求圆的切线方程时,要先判断点与圆的位置关系,以便确定切线的条数.
知识点13 圆的弦长
直线和圆相交,求被圆截得的弦长通常有两种方法:
(1)几何法:因为半弦长、弦心距d、半径r构成直角三角形,所以由勾股定理得L =2.
(2)代数法:若直线y=kx+b与圆有两交点A(x1,y1),B(x2,y2),
则有|AB|=|x1-x2|=|y1-y2|.
知识点14 圆与圆的位置关系(两圆半径为r1,r2,d=|O1O2|)
相离
外切
相交
内切
内含
图形
量的关系
d>r1+r2
d=r1+r2
|r1-r2|<d<r1+r2
d=|r1-r2|
d<|r1-r2|
【注意】涉及两圆相切时,没特别说明,务必要分内切和外切两种情况进行讨论.
【题型1】直线的倾斜角与斜率
1.若直线,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2.平面直角坐标系中,直线倾斜角的范围是( ).
A. B. C. D.
3.已知直线经过点,且不经过第三象限,则直线的斜率的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.若直线与直线的交点位于第一象限,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【题型2】 直线与线段相交求斜率范围
5.已知两点,,过点的直线与线段AB(含端点)有交点,则直线的斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
6.已知点,,若过点的直线与线段AB相交,则该直线斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
7.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.
8.经过点作直线l,若直线l与连接,两点的线段总有公共点,则直线l的斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【题型3】五种直线方程的求解
9.经过点,倾斜角为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
10.已知直线经过点,且法向量,则的方程为( )
A. B.
C. D.
11.直线在轴上的截距是( )
A. B. C. D.
12.直线倾斜角及在y轴上的截距分别是( )
A.,6 B., C.,6 D.,
13.过点且与直线垂直的直线l的方程为( )
A. B. C. D.
14.在平行四边形中,,,,点是线段的中点.
(1)求直线的方程;
(2)求过点且与直线垂直的直线方程.
15.已知直线经过点.
(1)若经过点,求的斜截式方程;
(2)若在轴上的截距为,求在轴上的截距.
16.已知的三个顶点是.
(1)求AB边的高所在直线的方程;
(2)若直线l过点C,且点A,B到直线l的距离相等,求直线l的方程.
17.根据下列条件,分别求出直线的一般式方程:
(1)经过点,平行于直线;
(2)倾斜角是,截距是4;
(3)经过点,点;
(4)经过点,且在两坐标轴上截距的和为5.
18.在中,,,.
(1)求边的高线的方程;
(2)过点A的直线l与直线的交点为D,若,求D的坐标.
19.已知的三个顶点的坐标分别为.求:
(1)过点且与直线平行的直线方程一般式;
(2)边的中垂线的一般式方程.
20.数学家欧拉1765年在其所著的《三角形几何学》一书中提出:任意三角形的外心、垂心、重心在同一条直线上,后人称这条直线为欧拉线.已知的顶点,若其欧拉线的方程为,
(1)求三角形外心的坐标;
(2)求顶点的坐标.
【题型4】 直线过定点问题
21.无论为何值,直线都过一个定点,则该定点为( )
A. B. C. D.
22.已知直线 过定点A,则A的坐标为 .
23.直线过定点 .
24.无论实数λ取何值,直线恒过定点 .
【题型5】 两直线的平行与垂直
25.已知直线与垂直,则实数a的值是( )
A.0或3 B.3 C.0或 D.
26.已知,,直线和垂直,则的最小值为( )
A. B. C. D.
27.“”是“直线与直线平行”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
28.若直线与直线平行,则 .
29.若直线,平行,则实数的值为 .
【题型6】 直线的交点与方程组的解
30.若直线与直线的交点位于第一象限,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
31.直线l1:和l2:的交点的坐标为 .
32.三条直线与相交于一点,则的值为 .
33.已知直线:与:相交于点,则 .
【题型7】三种距离公式的应用
34.已知,则线段中点坐标为( )
A. B. C. D.
35.在平面直角坐标系中,原点到直线:与:的交点的距离为( )
A. B. C. D.
36.已知直线的法向量为,且经过点,则原点到的距离为( )
A. B. C. D.
37.点到直线的距离为( )
A.1 B.2 C. D.
38.若点,到直线的距离相等,则( )
A.1 B. C.1或 D.或2
39.平行线与之间的距离为( )
A. B. C. D.5
40.已知,则它们的距离为( )
A. B. C. D.
50.已知,及轴上的动点,则的最小值为 .
【题型8】点与直线的对称问题
51.点关于直线的对称点坐标是( )
A. B. C. D.
52.已知直线与直线交于点A,则点A关于直线的对称点坐标是 .
【题型9】求圆的标准方程与一般方程
53.已知点,,,则外接圆的方程是( ).
A. B.
C. D.
54.已知圆过点,且与轴相切,圆心在轴上,则圆的方程为( )
A. B. C. D.
55.过和两点的面积最小的圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
56.已知圆M经过点,,,则圆M的标准方程为 .
57.已知直线与均与相切,点在上,则的方程为 .
【题型10】直线与圆的位置关系及应用
58.轴与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
59.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
【题型11】直线与圆相交的弦长向题
60.若直线与圆交于两点,则( )
A.1 B. C.2 D.
61.过点的直线与圆交于两点,则的最小值为( )
A. B. C. D.2
62.已知点,圆,则经过圆内一点且被圆截得弦长最短的直线的方程为( )
A. B. C. D.
63.若圆C的圆心为,且被x轴截得弦长为4,则圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
64.若圆与直线相交于A、B两点,则弦的长为 .
65.如果直线被圆截得的弦长为,那么实数 .
【题型12】圆的切线与切线长问题
66.以直线:和:的交点为圆心,并且与直线相切的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
67.已知圆:,过作圆的切线,则切线长为( )
A. B. C.3 D.4
68.已知圆的半径为2,过圆外一点作圆的两条切线,切点为,,那么的最小值为( )
A. B. C. D.
69.过点作圆的两条切线,切点分别为,则劣弧的长度是( )
A. B. C. D.
70.已知圆与圆的公切线条数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【题型13】 圆与圆的位置关系及应用
71.已知圆与圆,则圆与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相交 C.内切 D.外切
72.若圆与圆外切,则( )
A.9 B.11 C.19 D.21
73.已知圆的方程为,圆的方程为,若圆与圆外切,则的值为( )
A.1 B.9 C.10 D.16
74.已知圆:,圆:,如果这两个圆有公共点,则实数a取值范围是 .
【题型14】两圆的公共弦问题
75.已知圆与圆,则两圆的公共弦所在直线方程为( ).
A. B.
C. D.
76.圆与圆的公共弦的长为( )
A. B. C. D.
77.已知圆与圆相交于两点,则公共弦的长度是 .
78.已知两圆和.
(1)求两圆的公共弦所在直线的方程;
(2)求过两圆交点且圆心在直线上的圆的方程.
79.已知圆过点和,且圆心在直线上.
(1)求圆的标准方程;
(2)若圆与圆:相交于两点,求两个圆公共弦的长.
【题型15】两圆的公切线问题
80.已知圆与圆有4条公切线,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
81.多选题若圆与圆有且仅有一条公切线,则的值可能为( )
A.1 B.121 C.36 D.126
82.多选题圆与圆的公切线的方程可能为( )
A. B.
C. D.
83.多选题与圆和圆都相切的直线方程可能为( )
A. B.
C. D.
84.已知圆与圆只有一条公切线,则 .
85.已知圆,圆.
(1)求两圆的公共弦所在直线的方程及弦长;
(2)求两圆的公切线方程.
【题型16】与圆有关的最值问题
86.已知圆:,直线:,若在直线上任取一点作圆的切线,,切点分别为,,则最小时,原点到直线的距离为( )
A. B. C. D.
87.当圆截直线所得的弦长最短时,实数( )
A. B. C. D.1
88.过点的直线与圆交于,两点,则当弦长最短时的面积为( )
A. B. C. D.
89.点在圆:上,,,则最小时,( )
A. B. C. D.
【题型17】圆的轨迹问题
90.已知线段的端点B的坐标是,端点A在圆上运动,则线段的中点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
91.由动点向圆引两条切线,切点分别为,若四边形为正方形,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
92.已知直线过定点.
(1)求过点且在两坐标轴上截距相等的直线方程;
(2)设为上的一个动点,求中点的的轨迹方程.
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专题2 直线和圆的方程(17种题型)
【题型1】直线的倾斜角与斜率
【题型2】 直线与线段相交求斜率范国
【题型3】五种直线方程的求解
【题型4】 直线过定点问题
【题型5】 两直线的平行与垂直
【题型6】 直线的交点与方程组的解
【题型7】三种距离公式的应用
【题型8】点与直线的对称问题
【题型9】求圆的标准方程与一般方程
【题型10】直线与圆的位置关系及应用
【题型11】直线与圆相交的弦长向题
【题型12】圆的切线与切线长问题
【题型13】 圆与圆的位置关系及应用
【题型14】两圆的公共弦问题
【题型15】两圆的公切线问题
【题型16】与圆有关的最值问题
【题型17】圆的轨迹问题
知识点1 倾斜角与斜率
(1)直线的倾斜角
①关于倾斜角的概念要抓住三点
②直线与轴平行或重合时,规定它的倾斜角为
③倾斜角的范围
(2)直线的斜率
①直线的斜率就是直线倾斜角的正切值,而倾斜角为的直线斜率不存在.
记作
⑴当直线与轴平行或重合时, ,
⑵当直线与轴垂直时, ,不存在.
②经过两点的直线的斜率公式是 。
③每条直线都有倾斜角,但并不是每条直线都有斜率.
知识点2 两条直线的位置关系
1、两条直线平行与垂直的判定
(1)两条直线平行
①对于两条不重合的直线l1,l2,若其斜率分别为k1,k2,则有l1∥l2⇔k1=k2.
②当直线l1,l2不重合且斜率都不存在时,l1∥l2.
(2)两条直线垂直
①如果两条直线l1,l2的斜率存在,设为k1,k2,则有l1⊥l2⇔k1·k2=-1.
②当其中一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率为0时,l1⊥l2.
知识点3 5种方程式
1.点斜式方程:过点(x0,y0)且斜率k的直线方程为y-y0=k(x-x0).
2.斜截式方程:纵截距b且率k的直线方程为y=kx+b.
3.两点式方程:过两点(x1,y1),(x2,y2)的直线方程为=.
4.截距式方程:横截距a纵截距b的直线方程为+=1.
5.(1)一般式方程:Ax+By+C=0,A2+B2≠0.
(2)一般式:Ax+By+C=0,注意A、B不同时为0.直线一般式方程Ax+By+C=0(B≠0)化为斜截式方程yx,表示斜率为,y轴上截距为的直线.
知识点4 直线过定点问题
1.如果一条直线经过某一定点,那么这条直线就是过该定点的直线.这里面可以看出,过一个定点的直线是不唯一的,事实上是由无数条直线组成.
2.假如有一定点A的坐标为(m,n),那么过该定点的直线的表达式为y=k(x﹣m)+n或者是x=m.
知识点5两条直线的交点坐标
1.两条直线的交点的求法
直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0(A1,B1,C1,A2,B2,C2为常数),
则l1与l2的交点坐标就是方程组的解.
知识点6两点间距离公式
(1)平面上的两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式|P1P2|=.
特别地,原点O(0,0)与任一点P(x,y)的距离|OP|=.
(2)点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=.
(3)两条平行线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0间的距离d=.
知识点7 圆的标准方程
1、定义:平面内到定点的距离等于定长的点的集合叫做圆。
其中,定点称为圆心,定长称为圆的半径。
2、确定圆的基本要素是:圆心和半径
3、圆的方程:圆心为,半径长为的圆的标准方程为
4、几种特殊位置的圆的标准方程
条件
方程的标准形式
圆心在原点
圆过原点
圆心在轴
圆心在轴
圆心在轴上且过原点
圆心在轴上且过原点
圆与轴相切
圆与轴相切
圆与两坐标轴都相切
知识点8 点和圆的位置关系
如果圆的标准方程为,圆心为,半径为,则有
(1)若点在圆上
(2)若点在圆外
(3)若点在圆内
知识点8 圆的一般方程
当时,方程叫做圆的一般方程.为圆心,为半径.
知识点诠释:
由方程得
(1)当时,方程只有实数解.它表示一个点.
(2)当时,方程没有实数解,因而它不表示任何图形.
(3)当时,可以看出方程表示以为圆心,为半径的圆.
知识点9 用待定系数法求圆的方程的步骤
求圆的方程常用“待定系数法”.用“待定系数法”求圆的方程的大致步骤是:
(1)根据题意,选择标准方程或一般方程.
(2)根据已知条件,建立关于或的方程组.
(3)解方程组,求出或的值,并把它们代入所设的方程中去,就得到所求圆的方程.
知识点10轨迹方程
求符合某种条件的动点的轨迹方程,实质上就是利用题设中的几何条件,通过“坐标法”将其转化为关于变量之间的方程.
1、当动点满足的几何条件易于“坐标化”时,常采用直接法;当动点满足的条件符合某一基本曲线的定义(如圆)时,常采用定义法;当动点随着另一个在已知曲线上的动点运动时,可采用代入法(或称相关点法).
2、求轨迹方程时,一要区分“轨迹”与“轨迹方程”;二要注意检验,去掉不合题设条件的点或线等.
3、求轨迹方程的步骤:
(1)建立适当的直角坐标系,用表示轨迹(曲线)上任一点的坐标;
(2)列出关于的方程;
(3)把方程化为最简形式;
(4)除去方程中的瑕点(即不符合题意的点);
(5)作答.
知识点11 直线与圆的位置关系及判断
(1)三种位置关系:相交、相切、相离.
(2)两种判断方法:
①
②
知识点12圆的切线与切线长
(1)过圆上一点的圆的切线
①过圆x2+y2=r2上一点M(x0,y0)的切线方程是x0x+y0y=r2.
②过圆(x-a)2+(y-b)2=r2上一点M(x0,y0)的切线方程是(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2.
(2)过圆外一点的圆的切线
过圆外一点M(x0,y0)的圆的切线求法:可用点斜式设出方程,利用圆心到直线的距离等于半径求出斜率k,从而得切线方程;若求出的k值只有一个,则说明另一条直线的斜率不存在,其方程为x=x0.
(3)切线长
①从圆x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0)外一点M(x0,y0)引圆的两条切线,
切线长为 .
②两切点弦长:利用等面积法,切线长a与半径r的积的2倍等于点M与圆心的距离d与两切点弦长b的积,即b=.
【注意】过一点求圆的切线方程时,要先判断点与圆的位置关系,以便确定切线的条数.
知识点13 圆的弦长
直线和圆相交,求被圆截得的弦长通常有两种方法:
(1)几何法:因为半弦长、弦心距d、半径r构成直角三角形,所以由勾股定理得L =2.
(2)代数法:若直线y=kx+b与圆有两交点A(x1,y1),B(x2,y2),
则有|AB|=|x1-x2|=|y1-y2|.
知识点14 圆与圆的位置关系(两圆半径为r1,r2,d=|O1O2|)
相离
外切
相交
内切
内含
图形
量的关系
d>r1+r2
d=r1+r2
|r1-r2|<d<r1+r2
d=|r1-r2|
d<|r1-r2|
【注意】涉及两圆相切时,没特别说明,务必要分内切和外切两种情况进行讨论.
【题型1】直线的倾斜角与斜率
1.若直线,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据直线方程得到直线的斜率,从而得到倾斜角.
【详解】直线的斜率为,所以直线的倾斜角为.
故选:A
2.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
3.已知直线经过点,且不经过第三象限,则直线的斜率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】直接根据图像观察可得直线斜率的取值范围.
【详解】因为直线经过点,且不经过第三象限
所以,
又,
所以.
故选:D.
4.若直线与直线的交点位于第一象限,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意结合斜率、倾斜角之间的关系分析求解.
【详解】因为直线恒过点,
直线与坐标轴的交点分别为,
直线的斜率,此时倾斜角为;
直线的斜率不存在,此时倾斜角为;
所以直线的倾斜角的取值范围是.
故选:B.
【题型2】 直线与线段相交求斜率范围
5.已知两点,,过点的直线与线段AB(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】求出直线、的斜率后可求直线的斜率的范围.
【详解】
,而,
故直线的取值范围为,
故选:A.
6.已知点,,若过点的直线与线段AB相交,则该直线斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】首先求出直线、的斜率,然后结合图象即可写出答案.
【详解】解:记为点,直线的斜率,直线的斜率,
因为直线l过点,且与线段相交,
结合图象,可得直线的斜率的取值范围是.
故选:B.
7.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
8.经过点作直线l,若直线l与连接,两点的线段总有公共点,则直线l的斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】结合图形及斜率定义可得答案.
【详解】如图,当公共点在AO之间(不含O)时,直线l的斜率为负,
当公共点在A时,斜率有最大值,为,则此时斜率范围为;
当公共点在OB之间(不含O)时,直线l的斜率为正,
当公共点在B时,斜率有最小值,为,则此时斜率范围为;
当公共点在O点时,直线l的斜率不存在.
综上,直线l的斜率的取值范围是.
故选:C
【题型3】五种直线方程的求解
9.经过点,倾斜角为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由倾斜角得到直线的斜率,再利用直线的点斜式方程得到直线方程.
【详解】因为直线的倾斜角为,所以斜率,
又因为直线过点,所以直线的点斜式方程为,即.
故选:B.
10.已知直线经过点,且法向量,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据直线的法向量求得直线的斜率,结合直线的点斜式方程,即可求解.
【详解】由题意知直线 的法向量是,可得其斜率为 ,
所以直线 的方程为 ,即 .
故选:C
11.直线在轴上的截距是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据截距的意义直接得解.
【详解】由已知,
令,得,
所以直线在轴上的截距为,
故选:A.
12.直线倾斜角及在y轴上的截距分别是( )
A.,6 B., C.,6 D.,
【答案】B
【分析】根据直线方程求出斜率,再利用斜率与倾斜角的关系可求出倾斜角,然后令可求出直线在y轴上的截距.
【详解】由直线可得其斜率,
设直线的倾斜角为,则,
因为,所以,即倾斜角为,
当时,,得,
所以直线在y轴上的截距为,
故选:B
13.过点且与直线垂直的直线l的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由直线的垂直关系,结合已知直线的斜率可得所求直线的斜率,由直线的点斜式方程结合已知条件即可求解.
【详解】因为直线的斜率为1,由题意,所求直线l的斜率为-1,
又直线l过点,所以由点斜式方程可知直线l的方程为:,
即,
故选:C
14.在平行四边形中,,,,点是线段的中点.
(1)求直线的方程;
(2)求过点且与直线垂直的直线方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先根据求出点的坐标,再利用点斜式即可得解;
(2)先求出点的坐标及直线的斜率,进而可求得所求直线的斜率,再根据点斜式即可得解.
【详解】(1)设点的坐标为,则,
由题意,,又,
故,解得,,,
所以点的坐标为,
则,
所以直线的方程为,
即;
(2)设所求直线为,
点是线段的中点,则,
直线的斜率为,
由于直线与垂直,故直线的斜率为,
所以直线的方程为,
即.
15.已知直线经过点.
(1)若经过点,求的斜截式方程;
(2)若在轴上的截距为,求在轴上的截距.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据斜率公式求解斜率,即可由点斜式求解;
(2)根据截距式代入即可求解.
【详解】(1)由题意得,则的方程为,
其斜截式方程为.
(2)设的截距式方程为,
由题意得得,
所以在轴上的截距为.
16.已知的三个顶点是.
(1)求AB边的高所在直线的方程;
(2)若直线l过点C,且点A,B到直线l的距离相等,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据点斜式求得边的高所在直线的方程.
(2)对是否与直线平行进行分类讨论,由点斜式或斜截式求得直线的方程.
【详解】(1)直线的斜率为,
所以边的高所在直线的斜率为,
所以边的高所在直线的方程为.
(2)直线的斜率为,
若直线与直线平行,则直线的方程为.
线段的中点坐标为,
若直线过,则直线的方程为.
17.根据下列条件,分别求出直线的一般式方程:
(1)经过点,平行于直线;
(2)倾斜角是,截距是4;
(3)经过点,点;
(4)经过点,且在两坐标轴上截距的和为5.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】(1)由直线平行可知斜率相等,结合点坐标写出直线点斜式方程,化为一般式 ;
(2)截距为分为在轴上截距为和在轴上的截距为,根据条件写出直线方程;
(3)写出直线的两点式方程,化为一般式;
(4)分析直线在轴、轴上的截距,写出直线的截距式方程,化为一般式.
【详解】(1)由题可知,所求直线斜率为3,故方程为,整理得.
(2)由直线倾斜角是得直线斜率为,
当直线在上截距是4,即过点时,直线方程为,整理得,
当直线在上截距是4时,直线方程为,整理得,
综上得,直线方程为.
(3)由条件得直线的两点式方程为:,整理得.
(4)由题意得,直线在轴上的截距为,故在轴上的截距为,
所以直线的截距式方程为,整理得.
18.在中,,,.
(1)求边的高线的方程;
(2)过点A的直线l与直线的交点为D,若,求D的坐标.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用两直线的垂直关系及点斜式计算即可;
(2)利用向量的坐标表示计算即可.
【详解】(1)易知,所以边的高线的斜率为,
所以该高线方程为:;
(2)设,由,
解方程得,即.
19.已知的三个顶点的坐标分别为.求:
(1)过点且与直线平行的直线方程一般式;
(2)边的中垂线的一般式方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用两直线平行的斜率关系及点斜式计算直线方程,再化为一般式即可;
(2)利用两直线垂直的斜率关系及中点坐标公式、点斜式计算直线方程,再化为一般式即可.
【详解】(1)由知,边所在直线的的斜率为,
又因为直线过,
则为,化为一般式为;
(2)设线段的中点为,则点,即,
由上可知,所以其中垂线斜率为,
则可得中垂线的方程为.
整理得边的中垂线的一般式方程是.
20.数学家欧拉1765年在其所著的《三角形几何学》一书中提出:任意三角形的外心、垂心、重心在同一条直线上,后人称这条直线为欧拉线.已知的顶点,若其欧拉线的方程为,
(1)求三角形外心的坐标;
(2)求顶点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意可得边的垂直平分线的所在的直线方程为,结合题意联立方程求解即可;
(2)设,根据题意结合重心坐标公式可得,由外心可得,联立方程求解即可.
【详解】(1)由题意可知:边的中点坐标为,,
边的垂直平分线的所在的直线方程为,即,
联立方程,解得
所以的外心的坐标为.
(2)设,则的重心为,
代入欧拉线方程得,整理得,
由(1)可知:的外心坐标为,
可知,则,
整理得,
联立方程,解得或,
当时,点B,C重合,舍去,
所以顶点C的坐标是.
【题型4】 直线过定点问题
21.无论为何值,直线都过一个定点,则该定点为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将直线方程整理成即可求得定点坐标.
【详解】将直线方程整理成,
令,解得,即直线经过定点.
故选:C.
22.已知直线 过定点A,则A的坐标为 .
【答案】
【分析】将直线化成,即可求解.
【详解】直线 可化为,
联立,解得,所以点A的坐标为.
故答案为:.
23.直线过定点 .
【答案】
【分析】首先整理可得,解方程组即可得解.
【详解】由可得:
,
所以,
解得,所以定点坐标为,
故答案为:.
24.无论实数λ取何值,直线恒过定点 .
【答案】
【分析】
将直线方程化为,进而分析求解.
【详解】由,可得,
令,解得,
所以直线恒过定点.
故答案为:.
【题型5】 两直线的平行与垂直
25.已知直线与垂直,则实数a的值是( )
A.0或3 B.3 C.0或 D.
【答案】D
【分析】利用两条直线垂直的性质,即可求出 的值
【详解】直线与直线互相垂直,
,
即,
解得或不满足直线,舍去
故选:D.
26.已知,,直线和垂直,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意利用两直线垂直的性质,求得,再利用基本不等式,求得的最小值.
【详解】,,直线,,且,
,即.
则,当且仅当时,等号成立,
故的最小值为8,
故选:B.
27.“”是“直线与直线平行”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】先由两直线平行求得参数的值,再进行充要条件判断即得.
【详解】直线和平行,则,
等价于,即,
故“”是“直线与直线平行”的充分不必要条件.
故选:A.
28.若直线与直线平行,则 .
【答案】
【分析】利用两直线平行各系数的关系列式即可得解.
【详解】因为直线与直线平行,
所以,解得.
故答案为:.
29.若直线,平行,则实数的值为 .
【答案】或
【分析】根据直线平行的性质直接得解.
【详解】由已知直线,平行,
则,
解得或,
故答案为:或.
【题型6】 直线的交点与方程组的解
30.若直线与直线的交点位于第一象限,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】分和讨论,当时求出交点,根据交点位于第一象限列不等式组求解可得.
【详解】当时,,此时,不满足题意;
当时,解方程组得,
由题知,解得,
即实数a的取值范围为.
故选:A
31.直线l1:和l2:的交点的坐标为 .
【答案】
【分析】联立两直线方程解方程组即可.
【详解】解方程组得
所以两条直线交点的坐标为.
故答案为:
32.三条直线与相交于一点,则的值为 .
【答案】3
【分析】联立直线方程求交点坐标,再将点坐标代入含参直线方程求参数.
【详解】由,即三条直线交于,
代入,有.
故答案为:3
33.已知直线:与:相交于点,则 .
【答案】
【分析】将交点代入直线方程求参数a、b,即可得结果.
【详解】由题设,可得,
所以.
故答案为:
【题型7】三种距离公式的应用
34.已知,则线段中点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用中点坐标公式直接求解即可.
【详解】因为,
所以线段中点坐标为.
故选:D
35.在平面直角坐标系中,原点到直线:与:的交点的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求解出的交点坐标,然后根据点到点的距离公式求解出结果.
【详解】因为,所以,所以交点坐标为,
所以原点到交点的距离为,
故选:C.
36.已知直线的法向量为,且经过点,则原点到的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用法向量与所过点的坐标求得直线方程,利用点到直线的距离可求距离.
【详解】由题意可求得直线的方程为,所以原点O到l的距离为.
故选:D.
37.点到直线的距离为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】D
【分析】由点到直线的距离公式计算即可得.
【详解】.
故选:D.
38.若点,到直线的距离相等,则( )
A.1 B. C.1或 D.或2
【答案】C
【分析】根据斜率公式以及中点坐标即可求解.
【详解】若,在直线的同侧,则,解得.
若,分别在直线的两侧,则直线经过的中点,则,解得.
故选:C
39.平行线与之间的距离为( )
A. B. C. D.5
【答案】A
【分析】根据平行线间距离公式计算.
【详解】由已知所求距离为.
故选:A.
40.已知,则它们的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据平行可求,根据平行线间距离公式计算后可得正确的选项.
【详解】因为,所以,故,故.
故之间的距离为,
故选:D.
50.已知,及轴上的动点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】作点关于轴的对称点,则为所求最小值,从而得解.
【详解】如图,过点作轴的对称点,
此时,即为所求最小值,
又,,所以,
所以.
故答案为:.
【题型8】点与直线的对称问题
51.点关于直线的对称点坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据中点关系可得,根据斜率关系可得,解方程组求解,即可.
【详解】设点关于直线的对称点坐标为,
可得,①
斜率,②.
由①②解得:.
则点关于直线的对称点坐标为.
故选:B.
52.已知直线与直线交于点A,则点A关于直线的对称点坐标是 .
【答案】
【分析】先根据两直线相交联立方程组求出点A的坐标;再设出对称点的坐标;最后列出关系式求解即可.
【详解】因为直线与直线交于点A,
所以联立,解得,即.
设点关于直线的对称点坐标为,
则的中点坐标为,,
故,解得,即点A关于直线的对称点坐标是.
故答案为:.
【题型9】求圆的标准方程与一般方程
53.已知点,,,则外接圆的方程是( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据条件可得是直角三角形,求出圆的圆心与半径,写出圆的标准方程即可.
【详解】由题
得是直角三角形,且,
所以圆的半径为,圆心为,
所以外接圆的方程为.
故选:B.
54.已知圆过点,且与轴相切,圆心在轴上,则圆的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设圆心为,半径为,根据条件,建立方程组且,求出,即可求出结果.
【详解】由题可设圆心为,半径为,
所以且,解得,
故圆的方程为,即,
故选:B.
55.过和两点的面积最小的圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】求出以为直径的圆的方程可得正确的选项.
【详解】
设过和两点的圆的圆心为,半径为,
则,
故,当且仅当为中点时等号成立,
故过和两点的圆的面积最小时直径为,
此时圆的圆心为,故其标准方程为,
故选:C.
56.已知圆M经过点,,,则圆M的标准方程为 .
【答案】
【分析】设圆M的一般式方程为:,将点代入即可求解.
【详解】解:设圆M的一般式方程为:,
因为圆M经过点,,,
所以,解得,
得圆M的一般式方程为:,
故圆M的标准方程为:.
故答案为:
57.已知直线与均与相切,点在上,则的方程为 .
【答案】
【分析】根据两直线平行以及之间的距离可得半径,根据为切点,联立直线方程可得另一个切点,即可求解圆心为.
【详解】由于直线与平行,且均与相切,
两直线之间的距离为圆的直径,即,
又在上,所以为切点,
故过且与垂直的直线方程为,
联立,
所以与相切于点,
故圆心为与的中点,即圆心为,
故圆的方程为,
故答案为:
【题型10】直线与圆的位置关系及应用
58.轴与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
【答案】C
【分析】是以为圆心为半径的圆,根据圆心到轴的距离可判断.
【详解】因为是以为圆心为半径的圆,
圆心到轴为,
所以与轴关系是相离.
故选:C
59.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.
【题型11】直线与圆相交的弦长向题
60.若直线与圆交于两点,则( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】D
【分析】先求圆心到直线的距离,再结合垂径定理求弦长.
【详解】由题意可知:圆的圆心为,半径,
则圆心到直线的距离,
所以.
故选:D.
61.过点的直线与圆交于两点,则的最小值为( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】结合图形可知,当时取得最小值,然后可解.
【详解】将圆化为,
圆心,半径,
因为,所以点在圆C内,
记圆心C到直线l的距离为d,则,
由图可知,当,即时,取得最小值,
因为,
所以的最小值为.
故选:A
62.已知点,圆,则经过圆内一点且被圆截得弦长最短的直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【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】设经过圆内一点且被圆截得弦长最短的直线的斜率为,直线的斜率为,
由题意得,,
因为,所以,
所以圆内一点且被圆截得弦长最短的直线的方程为,即,
故选:B.
63.若圆C的圆心为,且被x轴截得弦长为4,则圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意作出图形,利用垂径定理可求得,继而求出圆的半径,写出圆的方程.
【详解】
如图,过点作于,依题意,,因,故,
从而,圆的半径为:,
故所求圆的方程为:,即.
故选:A.
64.若圆与直线相交于A、B两点,则弦的长为 .
【答案】
【分析】根据题意,求得圆心坐标和半径,结合圆的弦长公式,即可求解.
【详解】由圆,可化为,可得圆心为,半径为,
则圆心到直线的距离为,
所以弦长.
故答案为:.
65.如果直线被圆截得的弦长为,那么实数 .
【答案】5或
【分析】先将圆的一般方程化成圆的标准方程,根据点到直线的距离公式求出圆心到直线的距离,根据弦长关系即可求出.
【详解】由题意知可化为,
可知圆心坐标为,半径,
根据点到直线的距离公式和弦长关系可得
解之可得或.
故答案为:5或
【题型12】圆的切线与切线长问题
66.以直线:和:的交点为圆心,并且与直线相切的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】求出交点,得到圆心坐标,由点到直线距离得到半径,从而得到圆的方程.
【详解】联立方程组,解得,即所求圆的圆心坐标为,
所以圆心到直线的距离,
故所求圆的方程为.
故选:A
67.已知圆:,过作圆的切线,则切线长为( )
A. B. C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据圆的方程求出圆心与半径,利用两点间的距离公式求得从而切线长为,计算求解即可.
【详解】圆:,即圆心半径
切线长为
故选:B.
68.已知圆的半径为2,过圆外一点作圆的两条切线,切点为,,那么的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设,根据长度表示出,然后根据向量的数量积计算公式求解,结合基本不等式求解出的最小值.
【详解】如图,
设,则,
因为,
所以,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,
故的最小值为,
故选:C.
69.过点作圆的两条切线,切点分别为,则劣弧的长度是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】应用点到圆心的距离结合切线的几何性质,可得劣弧所对的圆心角,进而可求.
【详解】,即,则圆心,,
则,则中,,
则,则.
故选:A.
70.已知圆与圆的公切线条数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】求出圆心和半径,判断两圆位置关系即可得解.
【详解】圆的标准方程为,圆心,半径,
圆的圆心为,半径,
因为,所以两圆外切,
所以圆与圆的公切线有3条.
故选:C
【题型13】 圆与圆的位置关系及应用
71.已知圆与圆,则圆与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相交 C.内切 D.外切
【答案】D
【分析】求出两圆的圆心和半径,得到,得到两圆外切.
【详解】圆的圆心为,半径为,
圆,故圆心,半径为,
则,
所以圆与圆的位置关系是外切.
故选:D
72.若圆与圆外切,则( )
A.9 B.11 C.19 D.21
【答案】A
【分析】先求出两圆圆心和半径,再根据两圆外切可得两圆圆心距等于半径之和,进而列出方程求解即可.
【详解】由圆,则圆心,半径,
由圆,即,
则圆心,,,
所以,
因为两圆外切,则,
即,解得.
故选:A.
73.已知圆的方程为,圆的方程为,若圆与圆外切,则的值为( )
A.1 B.9 C.10 D.16
【答案】B
【分析】求出两圆的圆心和半径,再由两圆外切列方程可求得结果.
【详解】由,得,
所以圆心,半径,
由,得,
所以圆心,半径,
因为圆与圆外切,
所以,即,
所以,得,
故选:B
74.已知圆:,圆:,如果这两个圆有公共点,则实数a取值范围是 .
【答案】
【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,
因为圆与圆有公共点,所以,即,
解得,所以实数a取值范围是.
故答案为:.
【题型14】两圆的公共弦问题
75.已知圆与圆,则两圆的公共弦所在直线方程为( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】两圆相减得到公共弦所在直线方程.
【详解】圆与圆相减得
,化简为,
两圆的公共弦所在直线方程为.
故选:B
76.圆与圆的公共弦的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出圆的公共弦所在直线,利用圆中半径、半弦长、圆心距之间的关系求弦长.
【详解】两圆方程作差可得:,
即两圆公共弦所在直线方程为,
因为圆的圆心为,半径为,
所以圆心到公共弦所在直线距离,
故弦长为.
故选:B
77.已知圆与圆相交于两点,则公共弦的长度是 .
【答案】
【分析】根据两圆的方程作差可得弦所在直线方程,利用圆的几何性质求出弦长即可.
【详解】由题意所在的直线方程为:,即.
将圆转化为标准方程得,即圆心,半径为,
所以圆心到直线的距离为1,
由圆的几何性质可得.
故答案为:.
78.已知两圆和.
(1)求两圆的公共弦所在直线的方程;
(2)求过两圆交点且圆心在直线上的圆的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)两圆的方程相减,即可得公共弦所在直线的方程;
(2)根据题意,得到所求圆的圆心在直线上,联立方程组求得圆心坐标和半径,即可的圆的方程.
【详解】(1)解:由圆和,
两个圆的方程相减,可得,
即两圆的公共弦所在直线的方程为.
(2)解:由两圆方程,可得圆心,可得圆心连线所在直线的方程为,
由圆的性质,可得所求圆的圆心在直线上,
由方程组,解得,
又由方程组,解得或,
即两个圆的交点为或,
即所求圆的圆心坐标为,半径,
所以所求圆的方程为.
79.已知圆过点和,且圆心在直线上.
(1)求圆的标准方程;
(2)若圆与圆:相交于两点,求两个圆公共弦的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用待定系数法进行求解即可;
(2)通过解方程组求出交点坐标,结合两点间距离公式进行求解即可..
【详解】(1)设圆的标准方程为,
所以有;
(2)由,或,即,
所以.
【题型15】两圆的公切线问题
80.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
81.多选题若圆与圆有且仅有一条公切线,则的值可能为( )
A.1 B.121 C.36 D.126
【答案】AB
【分析】由与圆相内切,结合圆与圆的位置关系,求解即可.
【详解】由圆与圆,
则圆,
可得,且,则,
若圆与圆有且仅有一条公切线,则与圆内切,
则满足,即,解得或,
故选:AB.
82.多选题圆与圆的公切线的方程可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【分析】根据圆心距和半径的关系可判断两圆相交,结合圆的半径相等,可得切线斜率,即可由点到直线的距离公式求解.
【详解】圆的圆心为,半径为,圆的圆心为,半径,
由题意得,圆与圆的半径之和为,半径之差为0,
因为,所以圆与圆的位置关系为相交.
由题意得,因为圆与圆的半径相等,所以公切线的斜率为2.
设公切线的方程为,即,由,得,
所以公切线的方程为或.
故选:CD
83.多选题与圆和圆都相切的直线方程可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】先判断两个圆的位置关系,然后根据圆的公共切线的求法求得正确答案.
【详解】圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
,所以两圆相离,
画出图象如下图所示,
由图可知,直线是两个圆的公切线.所以AD选项正确.
直线即直线的斜率为,
所以直线的方程为,
由解得,设,
设直线的方程为,
到直线的距离,解得,
所以,C选项正确.
由,解得,设,
设直线的方程为,
到直线的距离,解得,
所以,B选项错误.
故选:ACD
84.已知圆与圆只有一条公切线,则 .
【答案】16
【分析】首先求出两圆的圆心坐标与半径,依题意可知两圆相内切,即可得到,从而得解.
【详解】圆的圆心为,半径,
圆的圆心为,半径,
因为圆与圆只有一条公切线,
所以两圆相内切,所以,即,
所以.
故答案为:
85.已知圆,圆.
(1)求两圆的公共弦所在直线的方程及弦长;
(2)求两圆的公切线方程.
【答案】(1);
(2)和
【分析】(1)联立两圆方程可得公共弦直线方程,求出点到的距离,利用性质在直角三角形中勾股定理求解半弦长即可;
(2)由形可知一条公切线为;求出直线与的交点,设另一条公切线的方程为,利用点到此公切线的距离等于半径,解即可得.
【详解】(1)易知圆的圆心,半径为1,圆的圆心,半径为3,
已知圆,圆,即,
两圆方程相减可得公共弦直线方程为,
所以点到的距离为,
所以公共弦长为,
故两圆公共弦直线方程为,公共弦长为;
(2)因为圆的圆心,半径为,圆的圆心,半径为,
由图象可知,有一条公切线为:,
直线与的交点为,
设另一条公切线的方程为,即,
则点到此公切线的距离,解得,
所以另一条公切线的方程为,即
综上,两圆的公切线方程为和.
【题型16】与圆有关的最值问题
86.已知圆:,直线:,若在直线上任取一点作圆的切线,,切点分别为,,则最小时,原点到直线的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将最小转化为,根据点到直线的距离公式可求得结果.
【详解】由得,
所以圆心,半径,
在中, ,
当最小时,最小,最大,最小,此时,
的最小值为圆心到直线的距离:,此时,,
因为,所以,所以圆心到直线的距离为,
所以两平行直线与之间的距离为,
因为原点到直线的距离为,
所以原点到直线的距离为.
故选:A
【点睛】关键点点睛:将最小转化为是解题关键.
87.当圆截直线所得的弦长最短时,实数( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【分析】先求出直线必过的定点,分析该定点在圆内,结合弦长最短建立方程求解即可.
【详解】将直线的方程变形为,由,可得,
所以,直线经过定点,
圆的标准方程为,圆心为,
因为,即点在圆内,
故当时,圆心到直线的距离取最大值,此时,直线截圆所得弦长最短,
,直线的斜率为,所以,,解得.
故选:B.
88.过点的直线与圆交于,两点,则当弦长最短时的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】判断已知点与圆的位置关系,再结合圆的弦长公式计算即得.
【详解】圆的圆心,半径,记为点,,
即点在圆内,则当时,弦长最短,此时,
所以的面积.
故选:A
89.点在圆:上,,,则最小时,( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据圆的几何性质,运用数形结合思想进行求解即可.
【详解】
如图所示,由题意圆:的圆心,半径,
当直线与圆相切时,即为切点时,最小,
此时与轴平行,,.
故选:C
【题型17】圆的轨迹问题
90.已知线段的端点B的坐标是,端点A在圆上运动,则线段的中点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设出动点和动点的坐标,找到动点和动点坐标的关系,再利用相关点法求解轨迹方程即可.
【详解】设,,由中点坐标公式得,
所以,故,
因为A在圆上运动,
所以,
化简得,故B正确.
故选:B
91.由动点向圆引两条切线,切点分别为,若四边形为正方形,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据正方形可得动点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,求出方程即可.
【详解】因为四边形为正方形,且,所以,
故动点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,其方程为.
故选:B
92.已知直线过定点.
(1)求过点且在两坐标轴上截距相等的直线方程;
(2)设为上的一个动点,求中点的的轨迹方程.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)根据直线方程可得直线恒过点,再分截距为和不为两种情况,即可求解;
(2)设,,根据条件得到,代入即可求解.
【详解】(1)因为直线恒过定点,
若截距为,即直线经过原点,则,此时直线的方程为,
若截距不为,不妨设直线方程为,代入,得,此时直线方程为,
则求过点且在两坐标轴上截距相等的直线方程为或.
(2)设,,则,得到,所以,
又点在上,所以,整理得,
故的轨迹方程为.
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