内容正文:
专题02 平面解析几何初步(易错必刷60题12种题型专项训练)
题型一 已知两点求斜率、已知斜率求参数 题型二 直线与线段相交关系求斜率范围
题型三 五大直线方程 题型四 中点坐标公式及直线所过定点
题型五 过两条直线交点的直线系方程 题型六 对称问题
题型七 三类距离公式 题型八 线段和与差的最值问题
题型九 圆的两种方程 题型十 点与圆的位置关系
题型十一 切线与切线长弦长问题
题型十二 由直线与圆的位置关系及圆的位置关系确定参数
题型一 已知两点求斜率、已知斜率求参数
1.(23-24高一上·湖南·阶段练习)若直线:与直线相交,且交点在第一象限,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
2.(22-23高二上·河北保定·期末)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
3.(22-23高一上·陕西宝鸡·期末)下列说法中正确的是( )
A.两条平行直线的斜率一定相等 B.两条平行直线的倾斜角一定相等
C.垂直的两直线的斜率之积为-1 D.互相垂直的两直线的倾斜角互补
4.(23-24高二下·广西贵港·期末)已知双曲线的一条渐近线的倾斜角小于,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二下·重庆·期末)函数的图象在点处的切线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
题型二 直线与线段相交关系求斜率范围
6.(22-23高一下·甘肃兰州·期末)过点的直线与线段MN相交,,则的斜率k的取值范围为( )
A. B. C.或 D.或
7.(23-24高一下·江苏无锡·期末)已知点,若直线与线段AB相交,则实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8.(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.
9.(23-24高二上·四川凉山·期末)已知两点,若直线与线段有公共点,则直线斜率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
10.(23-24高二上·安徽六安·期末)已知△ABC的顶点,点P在线段BC上运动,若直线AP的斜率k存在,则k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
题型三 五大直线方程
11.(23-24高二上·河南漯河·期末)直线在轴上的截距为( )
A. B. C. D.
12.(22-23高二下·河北石家庄·期末)过点与的直线的斜截式方程是( )
A. B. C. D.
13.(22-23高二下·河北石家庄·期末)过点,且与直线平行的直线方程是( )
A. B.
C. D.
14.(23-24高二上·江苏南京·期末)方程所表示的直线( )
A.恒过点 B.恒过点
C.恒过点和点 D.恒过点和点
15.(23-24高二上·上海奉贤·期末)直线的法向量可以为( )
A. B.
C. D.
题型四 中点坐标公式及直线所过定点
16.(23-24高二下·甘肃白银·期末)已知直线与圆交于A,B两点,则当弦最短时,直线l的方程为( )
A. B. C. D.
17.(2024·北京·三模)已知,若点P满足,则点P到直线的距离的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
18.(23-24高二上·福建福州·期末)直线过定点Q,若为圆上任意一点,则的最大值为( )
A.1 B.3 C.4 D.2
19.(23-24高二上·贵州毕节·期末)若直线的斜率小于0,那么该直线不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
20.(23-24高二上·四川南充·期末)直线与圆交于两点,则的最小值是( ).
A.3 B.6 C. D.
题型五 过两条直线交点的直线系方程
21.(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
22.(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.
23.(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.
24.(23-24高二上·广西·期末)已知两直线与的交点在圆的内部,则实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
25.(23-24高二上·重庆·期末)已知直线与直线相交于点,则到直线的距离的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型六 对称问题
26.(22-23高二上·河南开封·期末)已知圆 与圆关于直线对称,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
27.(23-24高二上·山东泰安·期末)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
28.(23-24高二上·四川成都·期末)圆关于直线对称后的方程为( )
A.B. C. D.
29.(22-23高二上·云南临沧·期末)已知半径为3的圆的圆心与点关于直线对称,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
30.(23-24高二上·安徽黄山·期末)圆与圆N关于直线对称,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
题型七 三类距离公式
31.(22-23高二下·浙江温州·期末)已知圆:,点P为直线上一动点,过点P向圆引两条切线,,A,B为切点,则线段长度的最小值为( )
A. B. C.4 D.
32.(23-24高二上·新疆·期末)点到直线的距离为( )
A. B.2 C. D.1
33.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知为圆上两动点,且,则弦的中点到直线距离的最大值为( ).
A. B. C. D.4
34.(23-24高二上·陕西渭南·期末)已知直线和圆,则直线l与圆C( )
A.相切 B.相离
C.相交 D.相交且过圆心
35.(23-24高二上·山东济宁·期末)若圆上恰有3个点到直线的距离为1,则r=( )
A.1 B.2 C.3 D.4
题型八 线段和与差的最值问题
36.(23-24高二上·重庆·期末)椭圆的左、右焦点分别是,,是椭圆上的点,过作圆的一条切线,切点为,则的最大值为( )
A. B. C. D.
37.(22-23高一下·河北石家庄·期末)设,过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点,则的最大值是( )
A.5 B.10 C. D.
38.(23-24高二上·安徽·阶段练习)设过定点A的直线和过定点B的直线交于点P,则的最大值为( )
A.5 B. C. D.
39.(22-23高二下·陕西西安·期末)设,过定点的动直线和过定点的动直线交于点,则的最大值是( )
A. B. C.5 D.10
40.(2024·福建泉州·模拟预测)已知圆关于直线对称,与交于,两点,设坐标原点为,则的最大值等于( )
A.2 B.4 C.8 D.16
题型九 圆的两种方程
41.(22-23高二下·河北石家庄·期末)若圆的圆心是,则该圆的半径为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
42.(22-23高二上·河北保定·期末)直线与圆交于两点,则的面积为( )
A. B.2 C. D.
43.(22-23高二上·北京丰台·期末)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
44.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知直线,圆,其中若点在圆外,则直线与圆的位置关系是( ).
A.相交 B.相切 C.相离 D.相交或相切
45.(23-24高二上·甘肃庆阳·期末)圆:与圆的位置关系为( )
A.相交 B.内切 C.外切 D.相离
题型十 点与圆的位置关系
46.(23-24高二下·云南楚雄·期末)设点,若在圆上存在两点,使得四边形为正方形,则( )
A. B. C. D.
47.(23-24高二上·江苏宿迁·期末)已知点在圆:的外部,若圆上存在点使,则正数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
48.(23-24高二上·湖北荆门·期末)已知圆的方程为,若点在圆外,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
49.(23-24高二上·湖南长沙·期末)已知在圆外,则直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上皆有可能
50.(23-24高二上·湖南长沙·期末)已知圆,直线,l与圆C相交于A、B两点,当弦长最短时,直线l的方程为( )
A. B.
C. D.
题型十一 切线与切线长弦长问题
51.(23-24高二上·安徽淮北·期末)从原点向圆引两条切线,则两条切线间圆的劣弧长为( )
A. B. C. D.
52.(23-24高二上·安徽马鞍山·期末)由点向圆引的切线长是( )
A.3 B. C. D.5
53.(23-24高二上·河北邯郸·期末)过直线上的动点向圆心为,半径为2的圆引两条切线(为切点),则四边形的面积的最小值为( )
A. B. C. D.
54.(23-24高二上·陕西西安·期末)自圆外一点引该圆的一条切线,切线长等于点到原点的长,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
55.(23-24高二上·北京平谷·期末)已知半径为1的圆经过点,过点向圆作切线,则切线长的最大值为( )
A. B. C. D.
题型十二 由直线与圆的位置关系及圆的位置关系确定参数
56.(22-23高二上·河北保定·期末)在直角坐标系中,,,且圆是以为直径的圆.
(1)求圆的标准方程;
(2)若直线与圆相切,求实数的值.
57.(22-23高二上·重庆·期末)已知以点为圆心的圆与直线相切,过点的动直线与圆A相交于
(1)求圆的方程;
(2)当时,求直线的方程.
58.(23-24高二上·云南迪庆·期末)已知圆经过点和,且圆心在直线:上.
(1)求圆的标准方程;
(2)若过点作圆的切线,求该切线方程.
59.(23-24高二上·天津武清·期末)已知圆C过两点,, 且圆心C在直线上.
(1)求圆C的方程;
(2)过点作圆C的切线,求切线方程.
60.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知分别为双曲线的左,右焦点,过双曲线左顶点的直线与圆相切.
(1)求直线的方程;
(2)若直线与双曲线交于另一点求的面积.
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专题02 平面解析几何初步(易错必刷60题12种题型专项训练)
题型一 已知两点求斜率、已知斜率求参数 题型二 直线与线段相交关系求斜率范围
题型三 五大直线方程 题型四 中点坐标公式及直线所过定点
题型五 过两条直线交点的直线系方程 题型六 对称问题
题型七 三类距离公式 题型八 线段和与差的最值问题
题型九 圆的两种方程 题型十 点与圆的位置关系
题型十一 切线与切线长弦长问题
题型十二 由直线与圆的位置关系及圆的位置关系确定参数
题型一 已知两点求斜率、已知斜率求参数
1.(23-24高一上·湖南·阶段练习)若直线:与直线相交,且交点在第一象限,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意求交点坐标,结合交点位置关系解得,再根据倾斜角与斜率的关系运算求解.
【详解】由题可知,
联立方程,解得,即两直线的交点坐标为.
因为两直线的交点在第一象限,则 解得,
且直线l的倾斜角为,则,且,解得,
所以直线l的倾斜角θ的取值范围为.
故选:C.
2.(22-23高二上·河北保定·期末)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先求出直线斜率,再根据倾斜角的范围即可求解.
【详解】设直线的的倾斜角为,且,
直线的斜率,所以,
故选:A
3.(22-23高一上·陕西宝鸡·期末)下列说法中正确的是( )
A.两条平行直线的斜率一定相等 B.两条平行直线的倾斜角一定相等
C.垂直的两直线的斜率之积为-1 D.互相垂直的两直线的倾斜角互补
【答案】B
【分析】根据直线平行与垂直满足的关系,即可结合选项逐一求解.
【详解】对于A,若两条直线平行,但没有斜率,故A错误,
对于B,两条直线平行,则倾斜角相等,故B正确,
对于C,若两条直线分别与坐标轴平行,则此时有一条直线没有斜率,故C错误,
对于D,若两条直线分别与坐标轴平行,则两条直线的倾斜角分别为和,则倾斜角不互补,故D错误,
故选:B
4.(23-24高二下·广西贵港·期末)已知双曲线的一条渐近线的倾斜角小于,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】运用渐近线的斜率公式结合倾斜角与斜率之间的关系,即可解决.
【详解】由题意得的渐近线方程为,则.
故选:B.
5.(23-24高二下·重庆·期末)函数的图象在点处的切线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据导数的几何意义计算即可求解.
【详解】根据题意,函数,
当时,,
设该切线的倾斜角为,则,
所以,
即函数在点处的切线斜率为.
故选:C.
题型二 直线与线段相交关系求斜率范围
6.(22-23高一下·甘肃兰州·期末)过点的直线与线段MN相交,,则的斜率k的取值范围为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】B
【分析】根据斜率的计算公式求相应的斜率,结合图形分析斜率的取值范围.
【详解】如图所示:
则,
若过点的直线与线段MN相交,所以.
故选:B.
7.(23-24高一下·江苏无锡·期末)已知点,若直线与线段AB相交,则实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由直线方程可知直线过定点,画图连接,直线绕定点旋转,即可求得实数k的取值范围.
【详解】由直线方程可知,直线过定点,则要使直线与线段AB相交,如图所示:
则,因为,所以实数k的取值范围是.
故选:B
8.(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
9.(23-24高二上·四川凉山·期末)已知两点,若直线与线段有公共点,则直线斜率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先求出直线所过的定点,再分别求出的斜率,结合图象即可得解.
【详解】直线化为,
令,解得,
所以直线过定点,
,
因为直线与线段有公共点,
结合图象可得直线斜率的取值范围为.
故选:A.
10.(23-24高二上·安徽六安·期末)已知△ABC的顶点,点P在线段BC上运动,若直线AP的斜率k存在,则k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据斜率的计算公式求解即可.
【详解】因为,,故或.
故选:A.
题型三 五大直线方程
11.(23-24高二上·河南漯河·期末)直线在轴上的截距为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将直线方程化为截距式方程,结合截距的定义可得结果.
【详解】直线的方程化为截距式方程为,因此,直线在轴上的截距为.
故选:C.
12.(22-23高二下·河北石家庄·期末)过点与的直线的斜截式方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意可知直线的斜率和纵截距,即可得截距式方程.
【详解】由题意可知:直线的斜率为,且纵截距为7,
所以直线的斜截式方程是.
故选:A.
13.(22-23高二下·河北石家庄·期末)过点,且与直线平行的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据平行直线的斜率关系,利用待定系数法求出直线方程即可.
【详解】直线的斜率,
过点的直线与直线平行,
所以该直线的斜率,
设该直线的方程为,
且该直线过点,
则,得,
所以该直线的方程为,即.
故选:.
14.(23-24高二上·江苏南京·期末)方程所表示的直线( )
A.恒过点 B.恒过点
C.恒过点和点 D.恒过点和点
【答案】A
【分析】将方程化为,令的系数等于0,即可得到答案.
【详解】,,
令,解得,
即方程所表示的直线恒过定点.
故选:.
15.(23-24高二上·上海奉贤·期末)直线的法向量可以为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据直线法向量与方向向量的关系,结合直线的点斜率式方程进行求解即可.
【详解】由,可得,所以直线的斜率,
所以直线的方向向量为,
当时,有,所以,不是直线的法向量,故A不正确;
当时,有,所以,不是直线的法向量,故B不正确;
当时,有,所以,不是直线的法向量,故C不正确;
当时,有,所以,是直线的法向量,故D正确.
故选:D.
题型四 中点坐标公式及直线所过定点
16.(23-24高二下·甘肃白银·期末)已知直线与圆交于A,B两点,则当弦最短时,直线l的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】直线恒过定点,可得点在圆内,可得当时弦最短,利用直线的点斜式方程可得答案.
【详解】,所以直线恒过定点,,
因为,所以点在圆内,
所以当时,弦最短,
设直线的斜率为,则,
所以直线的方程为,即.
故选:D.
17.(2024·北京·三模)已知,若点P满足,则点P到直线的距离的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】先确定的轨迹以及直线过的定点,再根据圆的性质特点求最值.
【详解】由可得点的轨迹为以线段为直线的圆,圆心为,半径为,
又直线,其过定点,
故距离的最大值为.
故答案为:C
18.(23-24高二上·福建福州·期末)直线过定点Q,若为圆上任意一点,则的最大值为( )
A.1 B.3 C.4 D.2
【答案】B
【分析】求出直线定点坐标、圆心坐标、半径,再由点与圆的圆心之间的距离加半径求解
【详解】由,得,
所以直线过定点,
由,知圆心坐标,半径为2,
所以到圆心的距离为,则在圆内,
则的最大值为,
故选:B
19.(23-24高二上·贵州毕节·期末)若直线的斜率小于0,那么该直线不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【分析】根据直线过定点、且斜率小于0可得答案.
【详解】直线过定点,
且斜率,
故该直线不经过第三象限.
故选:C.
20.(23-24高二上·四川南充·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.
题型五 过两条直线交点的直线系方程
21.(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.
22.(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.
23.(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.
24.(23-24高二上·广西·期末)已知两直线与的交点在圆的内部,则实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】求出两直线的交点坐标,利用该交点到圆心的距离小于半径列式,解不等式可得结果.
【详解】由,得,则两直线与的交点为,
依题意得,解得.
故选:B.
25.(23-24高二上·重庆·期末)已知直线与直线相交于点,则到直线的距离的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出点坐标,利用点到直线的距离公式可得,再根据的范围可得答案.
【详解】由,解得,
可得,
则到直线的距离,
因为,所以,所以.
故选:C.
题型六 对称问题
26.(22-23高二上·河南开封·期末)已知圆 与圆关于直线对称,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,求得圆心关于直线的对称点,即可得到结果.
【详解】由题意可得,圆的圆心坐标为,圆和圆的半径均为2,
设圆心关于直线的对称点为,
则,解得,
所以圆的标准方程为.
故选:A
27.(23-24高二上·山东泰安·期末)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出垂直于直线且过点的表达式,求出交点坐标,即可得出关于直线的对称点.
【详解】由题意,
在直线中,斜率为,
垂直于直线且过点的直线方程为,即,
设两直线交点为,
由,解得:,
∴,
∴点关于直线的对称点的坐标为,
即,
故选:C.
28.(23-24高二上·四川成都·期末)圆关于直线对称后的方程为( )
A.B. C. D.
【答案】A
【分析】根据已知圆的圆心求出关于直线对称的圆的圆心,求出半径,即可得到所求结果.
【详解】因为圆,所以圆的圆心为,半径为,
设点关于直线对称的点为,
所以,解得:,
所以所求圆的圆心为,半径为,
故所求圆的方程为:.
故选:A.
29.(22-23高二上·云南临沧·期末)已知半径为3的圆的圆心与点关于直线对称,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设出圆心坐标,根据对称关系列出方程组,求出圆心坐标,结合半径为3,即可求解.
【详解】设圆心坐标,由圆心与点关于直线对称,
得到直线与垂直,
结合的斜率为1,得直线的斜率为,
所以,化简得①
再由的中点在直线上,,化简得②
联立①②,可得,
所以圆心的坐标为,
所以半径为3的圆的标准方程为.
故选:C
30.(23-24高二上·安徽黄山·期末)圆与圆N关于直线对称,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据对称性求得圆的圆心和半径,进而求得圆的方程.
【详解】圆的圆心为,半径为,
关于直线的对称点是,
所以圆的圆心是,半径是,
所以圆的方程为.
故选:D
题型七 三类距离公式
31.(22-23高二下·浙江温州·期末)已知圆:,点P为直线上一动点,过点P向圆引两条切线,,A,B为切点,则线段长度的最小值为( )
A. B. C.4 D.
【答案】A
【分析】依题作出图形,从四边形的面积分析考虑得出,利用将其化为,要使最小,需使最小,即为圆心到直线的距离时,利用点到直线的距离公式计算即得.
【详解】
如图,易得,,则四边形的面积为,
化简得,,在中,,代入整理得,,
要使线段长度最小,只需使线段长度最小,而是圆心到直线上任意点的距离,
故当且仅当时,即为圆心到直线的距离时,最小,
此时,.
故选:A.
32.(23-24高二上·新疆·期末)点到直线的距离为( )
A. B.2 C. D.1
【答案】D
【分析】利用点到直线的距离公式直接计算得解.
【详解】点到直线的距离.
故选:D
33.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知为圆上两动点,且,则弦的中点到直线距离的最大值为( ).
A. B. C. D.4
【答案】C
【分析】根据题意画出图形,由数形结合即可求点到直线距离的最大值.
【详解】依题意,所以,
因为为的中点,所以,
如图所示,过点作直线的垂线,垂足为,
连接,则圆心到直线的距离为,
因为当且仅当三点共线时等号成立,
所以,
所以的最大值为.
故选:C
34.(23-24高二上·陕西渭南·期末)已知直线和圆,则直线l与圆C( )
A.相切 B.相离
C.相交 D.相交且过圆心
【答案】A
【分析】计算圆心到直线的距离,将这个距离和半径比较即可.
【详解】由圆,可得圆心,半径,
则圆心到直线的距离为,即,
所以直线与圆相切.
故选:A.
35.(23-24高二上·山东济宁·期末)若圆上恰有3个点到直线的距离为1,则r=( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】求出圆心到直线的距离,通过与直线的距离为的平行直线可得的大小.
【详解】圆心到直线的距离,
因为圆上恰有3个点到直线的距离为1,
与直线的距离为的平行直线有两条,如图中虚线,
当圆与这两条平行线中的一条有2个交点,一条相切时,可满足题意,
此时.
故选:C.
题型八 线段和与差的最值问题
36.(23-24高二上·重庆·期末)椭圆的左、右焦点分别是,,是椭圆上的点,过作圆的一条切线,切点为,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由圆的性质将求的最大值转化为求的最大值,再设点,由在椭圆上消,建立关于的函数关系式求解最值即可.
【详解】由圆的圆心,半径为.
连接,则,且,
则,
故当取最大值时,最大.
由在椭圆上,设,则,
则,
,
则当时,取最大值,最大值为,此时
所以.
故选:D.
37.(22-23高一下·河北石家庄·期末)设,过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点,则的最大值是( )
A.5 B.10 C. D.
【答案】A
【分析】易知动点的坐标,由已知直线化为点斜式可得动点B的坐标,由两条直线垂直公式可得两条动直线互相垂直,结合勾股定理和重要不等式可求得结果.
【详解】容易知道动直线过定点为,
由可得,所过定点为,
由可知两条动直线互相垂直,即,因为,
所以,
所以,当且仅当时等号成立.
故选:A
38.(23-24高二上·安徽·阶段练习)设过定点A的直线和过定点B的直线交于点P,则的最大值为( )
A.5 B. C. D.
【答案】A
【分析】首先求出定点的坐标,然后根据两直线垂直关系找到,然后根据直线与圆的位置关系求得的最值.
【详解】由题意可得动直线可化为,
斜率,过定点,
直线可化为,斜率,过定点,
又因为,故两直线垂直,
所以,即
所以P点轨迹为圆,结合圆与直线位置关系,
设则有
设,则有直线方程为,当直线与圆相切时,取得最值,
根据点到直线的距离,
解得:.
故选:A.
39.(22-23高二下·陕西西安·期末)设,过定点的动直线和过定点的动直线交于点,则的最大值是( )
A. B. C.5 D.10
【答案】C
【分析】先求出两条直线经过的定点,然后根据两条直线的位置关系可判断它们垂直,从而,在利用勾股定理和基本不等式求解.
【详解】
显然过定点,直线可化成,则经过定点,
根据两条直线垂直的一般式方程的条件,,
于是直线和直线垂直,又为两条直线的交点,则,
又,由勾股定理和基本不等式,
,则,
当时,的最大值是.
故选:C
40.(2024·福建泉州·模拟预测)已知圆关于直线对称,与交于,两点,设坐标原点为,则的最大值等于( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】B
【分析】首先将圆的方程化为标准式,得到圆心坐标,在求出直线过定点,又根据对称性,可知恰好为圆心坐标,即可求出圆的方程,在由圆过原点,则,利用基本不等式计算可得.
【详解】圆,即,圆心为,
直线,因为,所以直线的斜率不为,
又,令,解得,即直线恒过定点,
又圆关于直线对称,所以圆心在直线上,所以,解得,
所以圆,半径,显然,即圆过坐标原点,
因为与交于,两点,即为直径的两个端点,
所以,所以,
即,当且仅当时取等号,
所以,
即,当且仅当时取等号,
即的最大值等于.
故选:B
题型九 圆的两种方程
41.(22-23高二下·河北石家庄·期末)若圆的圆心是,则该圆的半径为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】C
【分析】根据圆心公式,求,再化简为圆的标准方程,即可求圆的半径.
【详解】由题意可知,,则,
所以圆的方程为,即,
所以圆的半径为2.
故选:C
42.(22-23高二上·河北保定·期末)直线与圆交于两点,则的面积为( )
A. B.2 C. D.
【答案】B
【分析】依题意,作出图形,求出圆心坐标和半径,过圆心作于,分别计算和,即可求得的面积.
【详解】
如图,由圆配方得,,知圆心为,半径为,
过点作于,由到直线的距离为,
则,
故的面积为.
故选:B.
43.(22-23高二上·北京丰台·期末)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
44.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知直线,圆,其中若点在圆外,则直线与圆的位置关系是( ).
A.相交 B.相切 C.相离 D.相交或相切
【答案】A
【分析】求出圆心到直线的距离的表达式,再由在圆外,求出,与的关系,进而求出 与的关系,判断出直线与圆的位置关系.
【详解】因为点在圆外,所以可得,
圆心到直线的距离,
所以直线与圆相交.
故选:A.
45.(23-24高二上·甘肃庆阳·期末)圆:与圆的位置关系为( )
A.相交 B.内切 C.外切 D.相离
【答案】A
【分析】求出两圆的圆心距,则有,即可判断两圆位置关系.
【详解】圆的圆心为,半径为;,
则圆的圆心为,半径为.
两圆心之间的距离,
且满足,可知两圆相交.
故选:A.
题型十 点与圆的位置关系
46.(23-24高二下·云南楚雄·期末)设点,若在圆上存在两点,使得四边形为正方形,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据四边形为正方形可以得出,应用两点间距离公式计算即可.
【详解】
要使得四边形为正方形,结合圆的对称性可得,满足与圆相切,
且,所以,
所以,解得.
故选:C.
47.(23-24高二上·江苏宿迁·期末)已知点在圆:的外部,若圆上存在点使,则正数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】令过点的圆的切线与圆相切的切点为,由点在圆外及列出不等式组并求解即得.
【详解】圆:的圆心,半径为2,显然,
令过点的圆的切线与圆相切的切点为,由圆上存在点使,得,
即,则,又,解得,
所以正数的取值范围为.
故选:B
48.(23-24高二上·湖北荆门·期末)已知圆的方程为,若点在圆外,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先将圆的一般化为标准方程,再结合点在圆外,得到关于的不等式组,解之即可得解.
【详解】由题意得,圆的标准方程为,
故,,
又点在圆外,所以,
,或,
所以m的取值范围为.
故选:D.
49.(23-24高二上·湖南长沙·期末)已知在圆外,则直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上皆有可能
【答案】A
【分析】由几何法圆心到直线的距离与半径的大小比较可得.
【详解】由题意圆的圆心,半径,
由在圆外,得,
则圆心到直线的距离,
故直线与圆相交.
故选:A.
50.(23-24高二上·湖南长沙·期末)已知圆,直线,l与圆C相交于A、B两点,当弦长最短时,直线l的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意可知:直线过定点,且点在圆内,可知当时,弦长最短,结合垂直关系分析求解.
【详解】由题意可知:圆的圆心,半径,
直线,可知直线过定点,斜率为,
因为,则点在圆内,
可知当时,弦长最短,
又因为,可知直线的斜率,即,
所以直线l的方程为,即.
故选:C.
题型十一 切线与切线长弦长问题
51.(23-24高二上·安徽淮北·期末)从原点向圆引两条切线,则两条切线间圆的劣弧长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据直线与圆相切求得直线的斜率,得到切线的倾斜角,结合图形求得两条切线间圆的劣弧所对的圆心角,用弧长公式即得.
【详解】
由配方得:,即圆心为,半径为.
如图,设过原点的圆的两条切线与圆切于点,连接.
设切线的方程为:,由圆心到切线的距离为,解得:,
设其中一条切线的倾斜角为,满足,解得:,故,
则两条切线间圆的劣弧长为.
故选:B.
52.(23-24高二上·安徽马鞍山·期末)由点向圆引的切线长是( )
A.3 B. C. D.5
【答案】A
【分析】将圆的方程化为标准形式,求出点到圆心的距离,结合勾股定理即可得解.
【详解】圆即圆的圆心半径分别为,
点到圆心的距离为,
所以点向圆引的切线长是.
故选:A.
53.(23-24高二上·河北邯郸·期末)过直线上的动点向圆心为,半径为2的圆引两条切线(为切点),则四边形的面积的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由圆的切线性质,四边形的面积,当时,最小,即可求出.
【详解】由圆的切线性质,四边形的面积
。
当时,最小,所以四边形的面积最小,
此时
所以.
故选:B.
54.(23-24高二上·陕西西安·期末)自圆外一点引该圆的一条切线,切线长等于点到原点的长,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由切线长公式列式化简即得.
【详解】由已知,圆心,半径为1,因此有,
化简得,
故选:C.
55.(23-24高二上·北京平谷·期末)已知半径为1的圆经过点,过点向圆作切线,则切线长的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,求得圆心的轨迹方程为圆,得到圆上到点的最大距离为,结合圆的切线长公式,即可求解.
【详解】设圆的圆心坐标为,
因为圆的半径为,且过点,可得,
即,即圆心的轨迹表示以为圆心,半径为1的圆,
可得,则圆上的点到点的最大距离为,
又由切线长公式,可得切线长的最大值为.
故选:A.
题型十二 由直线与圆的位置关系及圆的位置关系确定参数
56.(22-23高二上·河北保定·期末)在直角坐标系中,,,且圆是以为直径的圆.
(1)求圆的标准方程;
(2)若直线与圆相切,求实数的值.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由为直径,可知圆心及半径,进而可得圆的方程;
(2)根据直线与圆相切,结合点到直线的距离可得解.
【详解】(1)由已知,,则,
半径,
所以圆的方程为;
(2)由直线,即,
又直线与圆相切,可得,解得.
57.(22-23高二上·重庆·期末)已知以点为圆心的圆与直线相切,过点的动直线与圆A相交于
(1)求圆的方程;
(2)当时,求直线的方程.
【答案】(1)(2)或
【分析】(1)由题意知点到直线距离公式可确定圆A半径,带入到圆的标准方程可求得圆的方程;
(2) 过A做,由垂径定理可知圆心到直线,设出直线,可分为斜率存在和斜率不存在两种情况,解之可得直线方程
【详解】(1)易知到直线的距离为圆A半径r,
所以,
则圆A方程为
(2)过A做,由垂径定理可知,且,
在中由勾股定理易知
当动直线斜率不存在时,设直线的方程为,
经检验圆心到直线的距离为,且根据勾股定理可知,
显然合题意,
当动直线斜率存在时,过点,设方程为:,
由到距离为知得,
代入解之可得,
所以或为所求方程.
58.(23-24高二上·云南迪庆·期末)已知圆经过点和,且圆心在直线:上.
(1)求圆的标准方程;
(2)若过点作圆的切线,求该切线方程.
【答案】(1)(2)或.
【分析】(1)先设圆的标准方程,再代入点的坐标及圆心在直线上即可求参;
(2)设直线方程,利用直线与圆的位置关系计算即可求解.
【详解】(1)设圆的标准方程为,
因为圆经过和点,且圆心在直线上,
所以 ,解得: ,
所以圆的标准方程为.
(2)当直线的斜率不存在时,,此时圆心到直线的距离为5,等于半径,故满足题意;
当直线的斜率存在时,设,即,
则点到直线的距离为圆的半径,
即,解得,此时.
综上,直线l的方程为或.
59.(23-24高二上·天津武清·期末)已知圆C过两点,, 且圆心C在直线上.
(1)求圆C的方程;
(2)过点作圆C的切线,求切线方程.
【答案】(1)(或标准形式)(2)或
【分析】(1)根据题意,求出的中垂线方程,与直线联立,可得圆心的坐标,求出圆的半径,即可得答案;
(2)分切线的斜率存在与不存在两种情况讨论,求出切线的方程,综合可得答案.
【详解】(1)根据题意,因为圆过两点,,
设的中点为,则,
因为,所以的中垂线方程为,即
又因为圆心在直线上,联立,解得,
所以圆心,半径,故圆的方程为;
(2)圆的圆心为,半径,
当过点P的切线的斜率不存在时,此时直线与圆C相切;
当过点P的切线斜率k存在时,设切线方程为,
即(*),
由圆心C到切线的距离,
即,可得,
将代入(*),得切线方程为,即,
综上,所求切线方程为或.
60.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知分别为双曲线的左,右焦点,过双曲线左顶点的直线与圆相切.
(1)求直线的方程;
(2)若直线与双曲线交于另一点求的面积.
【答案】(1)或(2)
【分析】(1)已知过,讨论直线斜率是否存在,斜率不存在时不符合题意,斜率存在时设直线的点斜式方程,由直线和圆相切得到圆心到直线的距离为半径,解出的值即可得到直线方程;
(2)若直线与双曲线有两个交点,则直线方程为,联立直线与双曲线方程得到点的纵坐标,由得到三角形的面积.
【详解】(1)
由知左顶点,
当直线斜率不存在时与圆不想切不符合题意;
当直线斜率存在时,设即,
由与圆相切得,解得或,
所以直线的方程为或.
(2)由知,所以渐近线斜率为,
若直线的斜率为,则与双曲线只有点一个交点,不符合题意,舍去;
若直线的方程为,与双曲线有两个交点,
联立消去并整理得,解得或,
因为,所以,
又因为,所以
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