内容正文:
专题02 直线和圆的方程
一、核心知识
1.直线的斜率:
(1)倾斜角为的直线的斜率.
(2)直线经过两点,,其斜率.
2.两条直线的平行和垂直:
(1)若,,则; .
(2)若,,且A1、A2、B1、B2都不为零,则
①(排除重合); ②
3.常用直线系方程
(1)平行直线系方程:
直线中当斜率k一定而b变动时,表示平行直线系方程.
与直线平行的直线系方程是(),λ是参变量.
(2)垂直直线系方程:
与直线 (A≠0,B≠0)垂直的直线系方程是,λ是参变量.
(3)过两直线的交点的直线系方程:
为参数,不包括在内)
(4)过定点(x1,y1)的直线系方程是:A(x-x1)+B(y-y1)=0 (A,B不全为0)
4.两点间的距离:若,则
5.点到直线的距离:点到直线:的距离
6.两平行直线的距离:两平行直线与间的距离
7.圆的标准方程:设圆心坐标为,半径为,则圆的标准方程为:
特别地,当圆心在坐标原点时,圆的标准方程为:.
8.圆的一般方程:当时,方程叫做圆的一般方程,
圆心为,半径为.
9.点圆位置关系:点与:或(),
设到圆心的距离为,即,则:
(1)则点在外;
(2)则点在上;
(3)则点在内.
10.直线与圆的位置关系:设圆的半径为,圆心到直线的距离为,则
(1)直线与圆相交;(2)直线与圆相切;(3)直线与圆相离
11.圆与圆位置关系:设两圆圆心分别为O1,O2,半径分别为r1,r2,,则
(1); (2);
(3);(4);
(5).
11.一般地过圆:与圆:的交点的圆的方程可设为
12.若圆:与圆:相交,则两圆公共弦所在直线的方程为.(两圆方程相减)
13.直线与圆相交所得弦长:(d为圆心到直线的距离)
二、热门考点
考点一:直线倾斜角与斜率
经典基础题:
1.(23-24高二上·广西南宁市·期末)若直线过点,,则此直线的斜率是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·浙江·期中)若直线的一个方向向量,则的倾斜角为( ).
A. B. C. D.
3.(22-23高二上·广西防城港市·期末)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
4.(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.
强化训练:
1.(23-24高二下·湖南邵阳·期末)已知直线的倾斜角为,则直线的斜率为( )
A. B. C.1 D.
2.(24-25高二上·吉林·期末)经过,两点的直线的倾斜角是( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·广西百色市·期末)若直线l的一个方向向量是,则直线l的倾斜角是 .
4.(24-25高二上·北京·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.
5.(24-25高二上·云南文山·期末)已知直线的方程为,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高三上·四川达州·期末)已知为直线的倾斜角,则( )
A. B. C. D.
7.(23-24高二上·广东·期末)已知直线的斜率为,则( )
A.3 B. C.1 D.
考点二:直线方程
经典基础题:
1.(24-25高二上·四川成都·期末)若直线的方向向量为,且过点,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
2.(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.
3.(23-24高二上·海南海口·期末)过两直线与的交点,并且与第一条直线垂直的直线方程是( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·广西玉林市·期末)若直线在轴、轴上的截距相等,且直线将圆的周长平分,则直线的方程为( )
A. B. C.或 D.或
强化训练:
1.(24-25高二上·北京朝阳·期末)经过点且倾斜角为的直线的方程为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·河北邢台·期末)已知经过点的直线的一个方向向量为,则的方程为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·山东青岛·期末)直线在轴、轴上的截距分别是和,则直线的一般式直线方程为 .
4.(24-25高二上·安徽亳州·期末)若直线过点且在两坐标轴上的截距互为相反数,则直线的方程为 .
5.(23-24高二上·上海宝山·期末)已知直线在两坐标轴上的截距相等,则 .
6.(23-24高二上·浙江金华·期末)过点且与直线垂直的直线方程是( )
A. B. C. D.
7.(23-24高二下·江西·开学考试)过点且与直线平行的直线方程是( )
A. B. C. D.
8.(23-24高二上·广西南宁市·期末)(多选)下列说法错误的有( )
A.若,则直线l:的斜率大于0
B.过点且斜率为的直线的点斜式方程为
C.斜率为,在y轴上的截距为3的直线方程为
D.经过点且在x轴和y轴上截距(截距均不为0)相等的直线方程为
考点三:平行与垂直求参
经典基础题:
1.(23-24高二上·广西百色市·期末)若直线和平行,则的值为( )
A. B. C.或 D.
2.(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.
3.(24-25高二上·北京朝阳·期末)设直线,若,则实数 .
4.(23-24高二上·重庆九龙坡·期末)已知, 若直线 与直线 相互垂直,则a= .
5.(24-25高二上·河南驻马店·期末)“”是“直线与直线互相垂直”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
强化训练:
1.(24-25高二上·山东烟台·期中)已知直线和直线平行,则实数的值为( )
A. B. C. D.或
2.(23-24高二上·广西玉林市·期末)直线与直线平行,则 .
3.(24-25高二上·山东潍坊·期中)已知直线:,:,若,则a的值为( )
A. B.3 C. D.3或
4.(24-25高二上·云南文山·期末)已知直线,若,则实数的值为 .
5.(24-25高二上·河南郑州·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
考点四:圆的方程
经典基础题:
1.(22-23高二上·广西桂林·期末)已知圆的方程为,则圆心的坐标为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·广西南宁市·期末)已知圆的方程为,则圆的半径为 .
3.(24-25高二上·四川成都·期末)过三点的圆的标准方程为 .
4.(24-25高二上·河北石家庄·期末)“大漠孤烟直,长河落日圆”体现了我国古代劳动人民对于圆的认知.已知,则以为直径的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
5.(23-24高二上·四川乐山·期末)已知圆的圆心在轴上且经过两点,则圆的标准方程是( )
A. B. C. D.
强化训练:
1.(23-24高二上·山西吕梁·期末)已知圆,则圆心和半径分别为( )
A. B. C. D.
2.(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
3.(23-24高二上·河南开封·期末)已知圆经过点,且圆心在直线上,则圆的面积为( )
A. B. C. D.
4.(18-19高一下·浙江·期末)圆心为且过原点的圆的一般方程是( )
A. B.
C. D.
5.(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.
6.(24-25高二上·辽宁辽阳·期末)已知,,动点满足,记动点的轨迹为曲线,则曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
考点五:距离及弦长问题
经典基础题:
1.(22-23高二上·广西桂林·期末)已知点到直线的距离为1,则的值为( )
A.5或15 B.5或15 C.5或15 D.5或15
2.(22-23高二上·广西河池市·期末)已知直线,相互平行,则、之间的距离为( )
A. B. C. D.
3.(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.
4.(23-24高二上·广西百色市·期末)已知直线和圆相交于两点.若,则的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
5.(24-25高二上·江西·期末)已知直线:,圆:,若直线与圆交于两点,则的取值范围为 .
6.(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.
强化训练:
1.(22-23高二上·广西防城港·期末)已知点到直线的距离相等,则( )
A.-1或0 B. C.-1 D.2
2.(22-23高二上·广西防城港市·期末)两平行直线与之间的距离是 .
3.(24-25高二上·山东·期末)直线与圆交于A,B两点,则( )
A.2 B. C. D.
4.(22-23高二上·天津·期末)直线被圆所截得的弦长为( )
A. B.2 C. D.4
5.(23-24高二下·陕西西安·期末)已知直线与交于,两点,则的面积为 .
6.(24-25高二上·山东·期末)直线与以点为圆心的圆相交于A,B两点,且,则圆C的方程为( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二上·广东东莞·期中)已知两条直线与被圆截得的线段长均为2,则圆的面积为( )
A. B. C. D.
8.(23-24高二上·广西北海市·期末)在平面直角坐标系中,圆被直线截得的弦长2,则实数的值为 .
9.(24-25高二上·河北衡水·期末)已知直线与圆相交于两点,且,则实数( )
A.或 B. C.或 D.
10.(2019·河南·模拟预测)已知圆截直线所得弦的长度小于6,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
考点六:位置关系问题
经典基础题:
1.(22-23高二下·河北石家庄·期末)直线与圆的位置关系是()
A.相交且直线过圆心 B.相交但直线不过圆心 C.相切 D.相离
2.(24-25高二上·北京朝阳·期末)圆心为且与直线相切的圆的方程为( )
A. B. C. D.
3.(22-23高二上·广西桂林市·期末)两圆和的位置关系是( )
A.外离 B.相交 C.内切 D.外切
4.(23-24高二上·广西三新联考·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.
5.(23-24高二上·广西三新联考·期末)(多选)若圆M:与圆N:相交,则k的取值可能为( )
A. B.1 C.3.8 D.4.2
6.(24-25高二上·江西·期末)在平面直角坐标系中,以点为圆心,且与直线相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
强化训练:
1.(24-25高二上·吉林·期末)(多选)过点且与圆相切的直线方程为( )
A. B. C. D.
2.(22-23高二上·江苏淮安·期末)以点为圆心,且与直线相切的圆的方程是( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知圆与圆,则两圆心之间的距离为 .
4.(22-23高二上·广西河池市·期末)已知圆与圆,则两圆的位置关系为 .
5.(24-25高二上·重庆秀山·期末)已知圆,圆,则这两个圆的位置关系为( ).
A.外离 B.外切 C.相交 D.内含
6.(24-25高二上·贵州六盘水·期末)(多选)已知点在圆的外部,则的值可能为( )
A.0 B.4 C.2 D.
7.(23-24高二上·广西北海市·期末)在平面直角坐标系中,已知圆,若圆上存在点,使得,则正数的取值范围为( )
A. B. C. D.
考点七:圆相关最值问题
经典基础题:
1.(23-24高二上·广西贵港市·期末)若直线是圆的一条对称轴,则点与该圆上任意一点的距离的最小值为 .
2.(23-24高二上·广西南宁市·期末)已知点A(-1,1)和圆C:(x﹣5)2+(y﹣7)2=4,一束光线从A经x轴反射到圆C上的最短路程是( )
A.6-2 B.8 C.4 D.10
3.(23-24高二上·北京海淀·期末)已知直线恒过定点A,直线恒过定点B,且直线与交于点P,则点P到点的距离的最大值为( )
A.4 B. C.3 D.2
4.(23-24高二上·广东深圳·期中)圆上的动点到直线距离的最大值为 .
5.(2024·广东珠海·一模)已知点,,点是圆上任意一点,则面积的最小值为( )
A.6 B. C. D.
6.(2023·北京西城·模拟预测)已知圆,过直线上的动点作圆的一条切线,切点为,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
7.(23-24高二上·江西九江·期末)已知点在直线上,过作圆的两条切线,切点为,则的最大值为( )
A. B. C. D.
强化训练:
1.(23-24高二上·安徽安庆·期末)已知是以点为圆心,为半径的圆上的点,则点到原点的最小距离为 .
2.(23-24高三上·河南驻马店·期末)若点是圆:上一点,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
3.(24-25高二上·北京·期末)圆上的动点到直线的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·贵州铜仁·期末)已知直线:和圆:,若点在圆上运动,则其到直线的最短距离为( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二上·天津·期末)直线:与圆:交于、两点,点为中点,直线:与两坐标轴分别交于、两点,则面积的最大值为( )
A. B.9 C.10 D.
6.(2024·陕西安康·模拟预测)已知直线与直线相交于点,则到直线的距离的取值集合是( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二上·云南文山·期末)已知点,点满足,则点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
8.(22-23高二上·广西河池市·期末)已知点是圆上的一点,过点作圆的切线,则切线长的最小值为( )
A. B. C. D.
9.(24-25高二上·河南·阶段练习)古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:平面内到两个定点,的距离之比为定值的点的轨迹是圆.后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知在平面直角坐标系中,,,是满足的阿氏圆上的任意一点,该阿氏圆在点处的切线与直线交于点,则的最小值为 .
考点八:解答题
经典基础题:
1.(23-24高二上·广西桂林市·期末)已知直线与直线相交于点.(1)求点的坐标;(2)求过点,且倾斜角为的直线的方程.
2.(23-24高二上·广西北海市·期末)求符合下列条件的直线的方程:
(1)过点,且斜率为;(2)过点,;(3)过点且在两坐标轴上的截距相等.
3.(23-24高二上·广西百色市·期末)已知圆经过点和,且圆心在直线上.(1)求圆方程;(2)若圆的方程为,判断圆与圆的位置关系.
4.(23-24高二上·广西南宁三新联考·期末)已知圆C经过两点,且圆心C在直线上.(1)求圆C的方程;(2)过点的直线l与圆C交于P,Q两点,若,求直线l的方程.
5.(23-24高二上·广西南宁市·期末)已知圆.(1)已知直线,求该直线截得圆C的弦AB的长度;(2)若直线过点且与圆C相交于两点,求的面积的最大值,并求此时直线的方程.
强化训练:
1.(2023秋•盐田区校级期末)已知菱形中,,,边所在直线过点.求:
(1)边所在直线的方程;(2)对角线所在直线的方程.
2.(2023秋•亭湖区校级期末)已知直线的倾斜角为,且这条直线经过点.
(1)求直线的方程;(2)若直线恒过定点,求点到直线的距离.
3.(2023秋•苏州期末)在平面直角坐标系中,已知四边形为平行四边形,,,.(1)设线段的中点为,直线过且垂直于直线,求的方程;(2)求以点为圆心、与直线相切的圆的标准方程.
4.(2023秋•安宁区校级期末)已知圆和圆.(1)试判断两圆的位置关系;若相交,求出公共弦所在的直线方程;(2)若直线过点且与圆相切,求直线的方程.
5.(23-24高二上·广西贵港市·期末)已知四边形的三个顶点,,.(1)求过A,B,C三点的圆的方程.(2)设线段上靠近点A的三等分点为E,过E的直线l平分四边形的面积.若四边形为平行四边形,求直线l的方程.
6.(23-24高二上·广西玉林市·期末)如图,四边形是一块长方形绿地,是一条直路,交于点,交于点,且.现在该绿地上建一个标志性建筑物,使建筑物的中心到三个点的距离相等.以点为坐标原点,直线分别为,轴建立如图所示的直角坐标系.(1)求出建筑物的中心的坐标;(2)由建筑物的中心到直路要开通一条路,已知路的造价为150万元,求开通的这条路的最低造价.(附:参考数据.)
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专题02 直线和圆的方程
一、核心知识
1.直线的斜率:
(1)倾斜角为的直线的斜率.
(2)直线经过两点,,其斜率.
2.两条直线的平行和垂直:
(1)若,,则; .
(2)若,,且A1、A2、B1、B2都不为零,则
①(排除重合); ②
3.常用直线系方程
(1)平行直线系方程:
直线中当斜率k一定而b变动时,表示平行直线系方程.
与直线平行的直线系方程是(),λ是参变量.
(2)垂直直线系方程:
与直线 (A≠0,B≠0)垂直的直线系方程是,λ是参变量.
(3)过两直线的交点的直线系方程:
为参数,不包括在内)
(4)过定点(x1,y1)的直线系方程是:A(x-x1)+B(y-y1)=0 (A,B不全为0)
4.两点间的距离:若,则
5.点到直线的距离:点到直线:的距离
6.两平行直线的距离:两平行直线与间的距离
7.圆的标准方程:设圆心坐标为,半径为,则圆的标准方程为:
特别地,当圆心在坐标原点时,圆的标准方程为:.
8.圆的一般方程:当时,方程叫做圆的一般方程,
圆心为,半径为.
9.点圆位置关系:点与:或(),
设到圆心的距离为,即,则:
(1)则点在外;
(2)则点在上;
(3)则点在内.
10.直线与圆的位置关系:设圆的半径为,圆心到直线的距离为,则
(1)直线与圆相交;(2)直线与圆相切;(3)直线与圆相离
11.圆与圆位置关系:设两圆圆心分别为O1,O2,半径分别为r1,r2,,则
(1); (2);
(3);(4);
(5).
11.一般地过圆:与圆:的交点的圆的方程可设为
12.若圆:与圆:相交,则两圆公共弦所在直线的方程为.(两圆方程相减)
13.直线与圆相交所得弦长:(d为圆心到直线的距离)
二、热门考点
考点一:直线倾斜角与斜率
经典基础题:
1.(23-24高二上·广西南宁市·期末)若直线过点,,则此直线的斜率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为直线经过,,所以直线的斜率为,故选:A.
2.(23-24高二上·浙江·期中)若直线的一个方向向量,则的倾斜角为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设的倾斜角为,,由题意得的斜率,则,故选:C.
3.(22-23高二上·广西防城港市·期末)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】直线的斜率为,倾斜角满足,,故.故选:C
4.(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
【详解】因为过两点、的直线的倾斜角为,所以,即,解得.故选:D
强化训练:
1.(23-24高二下·湖南邵阳·期末)已知直线的倾斜角为,则直线的斜率为( )
A. B. C.1 D.
【答案】C
【详解】由直线的倾斜角为,则直线的斜率,故选:C.
2.(24-25高二上·吉林·期末)经过,两点的直线的倾斜角是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,,所以经过两点的直线斜率为,又直线的倾斜角范围为,所以其倾斜角为.故选:D.
3.(23-24高二上·广西百色市·期末)若直线l的一个方向向量是,则直线l的倾斜角是 .
【答案】
【详解】因为直线l的方向向量为,所以直线的斜率为,即直线的倾斜角的大小是.
故答案为:.
4.(24-25高二上·北京·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】D
【详解】依题意直线的一个方向向量为,所以直线的斜率为,倾斜角为.故选:D
5.(24-25高二上·云南文山·期末)已知直线的方程为,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意直线的斜率为,因此倾斜角为.故选:C.
6.(24-25高三上·四川达州·期末)已知为直线的倾斜角,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为为直线的倾斜角,∴直线斜率,所以.故选:A.
7.(23-24高二上·广东·期末)已知直线的斜率为,则( )
A.3 B. C.1 D.
【答案】B
【详解】因为的斜率为,所以,则.故选:B.
考点二:直线方程
经典基础题:
1.(24-25高二上·四川成都·期末)若直线的方向向量为,且过点,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因直线的方向向量为,则直线的斜率于是直线的方程为,即.故选:A.
2.(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
【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:.
3.(23-24高二上·海南海口·期末)过两直线与的交点,并且与第一条直线垂直的直线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由可得两直线交点,由第一条直线的斜率为,得到所求直线的斜率为, 所求直线的方程为:,即.故选:C
4.(23-24高二上·广西玉林市·期末)若直线在轴、轴上的截距相等,且直线将圆的周长平分,则直线的方程为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【详解】由已知圆,直线将圆平分,则直线经过圆心,直线方程为,或,将点代入上式,解得,直线的方程为或.故选:C.
强化训练:
1.(24-25高二上·北京朝阳·期末)经过点且倾斜角为的直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由直线的倾斜角为可知斜率为,再因为直线经过点,由点斜式直线方程得:,整理得:,故选:B.
2.(23-24高二上·河北邢台·期末)已知经过点的直线的一个方向向量为,则的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设直线上任意与点不重合的一点为,由题意有与共线,所以,整理得的方程为,又点在直线上,且点满足方程,
综上所述,的方程为.故选:B.
3.(23-24高二上·山东青岛·期末)直线在轴、轴上的截距分别是和,则直线的一般式直线方程为 .
【答案】
【详解】由题意,直线l的截距式方程为,化为一般式方程为.
4.(24-25高二上·安徽亳州·期末)若直线过点且在两坐标轴上的截距互为相反数,则直线的方程为 .
【答案】或
【详解】当截距为0时,过点和原点,所以的方程为,即;当截距不为0时,设的方程为,由过点,得,解得,所以的方程为.故答案为:或
5.(23-24高二上·上海宝山·期末)已知直线在两坐标轴上的截距相等,则 .
【答案】或
【详解】当时,直线方程为,不符合题意,当时,令时,令时,依题意有,解得:或,综上:或.
6.(23-24高二上·浙江金华·期末)过点且与直线垂直的直线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意设直线方程为:,因为该直线过点,所以,解得,所以直线方程为:,故选:C
7.(23-24高二下·江西·开学考试)过点且与直线平行的直线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设与直线平行的直线方程是,代入点,得,解得,所以所求的直线方程是.故选:A
8.(23-24高二上·广西南宁市·期末)(多选)下列说法错误的有( )
A.若,则直线l:的斜率大于0
B.过点且斜率为的直线的点斜式方程为
C.斜率为,在y轴上的截距为3的直线方程为
D.经过点且在x轴和y轴上截距(截距均不为0)相等的直线方程为
【答案】ACD
【详解】对于A,,则直线l:的斜率为,A错误;
对于B,过点且斜率为的直线的点斜式方程为,B正确;
对于C,斜率为,在y轴上的截距为3的直线方程为,C错误;
对于D,截距不为0时,设在x轴和y轴上截距相等的直线方程为,将代入,即,,即得,所以经过点且在x轴和y轴上截距相等的直线方程为,D错误.
故选 :ACD.
考点三:平行与垂直求参
经典基础题:
1.(23-24高二上·广西百色市·期末)若直线和平行,则的值为( )
A. B. C.或 D.
【答案】A
【详解】因为直线和平行,所以,解得或;
当时,此时直线和平行,满足题意;当时,此时直线和重合,不满足题意,舍去.综上所述:.故选:A.
2.(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
【详解】已知直线与直线平行,则当且仅当,解得或.故选:C.
3.(24-25高二上·北京朝阳·期末)设直线,若,则实数 .
【答案】
【详解】直线,若,则,所以,故答案为:
4.(23-24高二上·重庆九龙坡·期末)已知, 若直线 与直线 相互垂直,则a= .
【答案】0或2
【详解】两直线垂直,故,解得或2.故答案为:或2
5.(24-25高二上·河南驻马店·期末)“”是“直线与直线互相垂直”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
【详解】因为“直线与直线互相垂直”可得,所以,故或.所以“”是“直线与直线互相垂直”的充分不必要条件.故选:A.
强化训练:
1.(24-25高二上·山东烟台·期中)已知直线和直线平行,则实数的值为( )
A. B. C. D.或
【答案】B
【详解】因为直线和直线平行,所以,解得,当时,两直线方程分别为,重合,不符合题意,舍去.故选:B
2.(23-24高二上·广西玉林市·期末)直线与直线平行,则
【答案】1
【详解】因为,所以,解得或,当时,直线与直线重合,不合题意;当时,直线与直线平行,符合题意,综上所述:.故答案为:1
3.(24-25高二上·山东潍坊·期中)已知直线:,:,若,则a的值为( )
A. B.3 C. D.3或
【答案】C
【详解】因为,则,解得或,当时,:,:,两直线重合,故舍去,当时,:,:,两直线平行,符合题意,综上所述,.故选:C.
4.(24-25高二上·云南文山·期末)已知直线,若,则实数的值为 .
【答案】
【详解】因为直线,且,所以,解得.故答案为:
5.(24-25高二上·河南郑州·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】D
【详解】当时,直线为,直线为,两直线重合;
当直线与直线平行时,,解得或,而时,两直线重合,当时,直线为,直线为,两直线平行,因此直线与直线平行时,,则,所以“”是“直线与直线平行”的既不充分也不必要条件.故选:D
考点四:圆的方程
经典基础题:
1.(22-23高二上·广西桂林·期末)已知圆的方程为,则圆心的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】圆的标准方程为,所以圆心的坐标为.故选:C.
2.(23-24高二上·广西南宁市·期末)已知圆的方程为,则圆的半径为 .
【答案】
【详解】由圆,整理可得:,则圆的半径为.
3.(24-25高二上·四川成都·期末)过三点的圆的标准方程为 .
【答案】
【详解】设圆的方程为,代入三点,有解得故圆的方程为,故圆的标准方程为.故答案为:
4.(24-25高二上·河北石家庄·期末)“大漠孤烟直,长河落日圆”体现了我国古代劳动人民对于圆的认知.已知,则以为直径的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由,则线段的中点为,即圆的圆心为,圆的半径,所以圆的方程为.故选:A.
5.(23-24高二上·四川乐山·期末)已知圆的圆心在轴上且经过两点,则圆的标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意设圆的标准方程是,因为圆经过两点,
所以,解得,所以圆的标准方程是,故选:A
强化训练:
1.(23-24高二上·山西吕梁·期末)已知圆,则圆心和半径分别为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】圆的方程可化为.所以圆心的坐标为,半径为,故选:B.
2.(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
【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
3.(23-24高二上·河南开封·期末)已知圆经过点,且圆心在直线上,则圆的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由圆经过点和,可知圆心在直线上,又圆心在直线上,
所以的坐标为,半径,所以圆的面积为.故选:D.
4.(18-19高一下·浙江·期末)圆心为且过原点的圆的一般方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】原点与的距离为,则圆心为半径为的圆的方程为,
则该圆的一般方程是故选:D
5.(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
【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
6.(24-25高二上·辽宁辽阳·期末)已知,,动点满足,记动点的轨迹为曲线,则曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为,即,则,整理可得.故选:C.
考点五:距离及弦长问题
经典基础题:
1.(22-23高二上·广西桂林·期末)已知点到直线的距离为1,则的值为( )
A.5或15 B.5或15 C.5或15 D.5或15
【答案】D
【详解】因为点到直线的距离为1,所以,解得或5.
故选:D.
2.(22-23高二上·广西河池市·期末)已知直线,相互平行,则、之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为直线,相互平行,所以,解得,所以,即,所以、之间的距离.故选:A.
3.(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
【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.
4.(23-24高二上·广西百色市·期末)已知直线和圆相交于两点.若,则的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【详解】由圆心为原点,则圆心到直线距离,又, 所以.故选:C
5.(24-25高二上·江西·期末)已知直线:,圆:,若直线与圆交于两点,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】直线:过定点,圆的标准方程为,所以圆心为,半径为,因为,所以点在圆内,所以直线与圆相交,设圆心到直线的距离为,当与直线垂直的时候最大,所以,则.故答案为:.
6.(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
【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.
强化训练:
1.(22-23高二上·广西防城港·期末)已知点到直线的距离相等,则( )
A.-1或0 B. C.-1 D.2
【答案】C
【详解】根据点到直线距离公式和已知可得,解得.故选:C
2.(22-23高二上·广西防城港市·期末)两平行直线与之间的距离是 .
【答案】
【详解】因为,所以有,所以直线的方程为:,化简为:,因此这两条平行直线之间的距离为:,故答案为:
3.(24-25高二上·山东·期末)直线与圆交于A,B两点,则( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【详解】圆M半径,圆心,则圆心M到直线l距离,故.
4.(22-23高二上·天津·期末)直线被圆所截得的弦长为( )
A. B.2 C. D.4
【答案】C
【详解】根据圆的标准方程得,圆心坐标,圆的半径,利用点到直线的距离公式,求得圆心到直线的距离为:,所以弦长为.故选:C
5.(23-24高二下·陕西西安·期末)已知直线与交于,两点,则的面积为 .
【答案】
【详解】的圆心坐标为,半径,圆心到直线的距离,直线被圆截得的弦长为.
面积为.故答案为:.
6.(24-25高二上·山东·期末)直线与以点为圆心的圆相交于A,B两点,且,则圆C的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】点到直线的距离为,所以圆C的半径为,则圆C的方程为.故选:A.
7.(24-25高二上·广东东莞·期中)已知两条直线与被圆截得的线段长均为2,则圆的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为两条直线与,所以,所以与间的距离为,
所以圆心到直线的距离为1,因为直线被圆截得的弦长为2,所以圆的半径为,所以圆的面积为.故选:A.
8.(23-24高二上·广西北海市·期末)在平面直角坐标系中,圆被直线截得的弦长2,则实数的值为 .
【答案】
【详解】因为,所以圆心到直线的距离,所以,解得.
9.(24-25高二上·河北衡水·期末)已知直线与圆相交于两点,且,则实数( )
A.或 B. C.或 D.
【答案】A
【详解】由,得到,所以圆的圆心为,半径为,因为,所以圆心到直线的距离为,又直线为,所以,解得或.故选:A.
10.(2019·河南·模拟预测)已知圆截直线所得弦的长度小于6,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为圆,可化为,则其圆心为,半径为,且,即,圆心到直线的距离为,因为直线与圆相交,且所得弦的长度小于6,所以,解得,综上,,即.故选:D.
考点六:位置关系问题
经典基础题:
1.(22-23高二下·河北石家庄·期末)直线与圆的位置关系是()
A.相交且直线过圆心 B.相交但直线不过圆心 C.相切 D.相离
【答案】D
【详解】圆的圆心为,半径为,到直线的距离,所以直线与圆相离.故选:D
2.(24-25高二上·北京朝阳·期末)圆心为且与直线相切的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】点到直线的距离,因为圆与直线相切,所以圆的半径,所以圆的方程为.故选:B
3.(22-23高二上·广西桂林市·期末)两圆和的位置关系是( )
A.外离 B.相交 C.内切 D.外切
【答案】B
【详解】因为圆的圆心,半径,圆圆心,半径,而,,,两圆和相交.故选:B
4.(23-24高二上·广西三新联考·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
【详解】由,得,则两直线与的交点为,依题意得,解得.故选:B.
5.(23-24高二上·广西三新联考·期末)(多选)若圆M:与圆N:相交,则k的取值可能为( )
A. B.1 C.3.8 D.4.2
【答案】AC
【详解】两圆的圆心分别为,,圆心距,半径分别为,,因为圆M与圆N相交,所以,解得或.故选:AC.
6.(24-25高二上·江西·期末)在平面直角坐标系中,以点为圆心,且与直线相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】直线,变形可得,所以该动直线过定点,
则以点为圆心且与直线相切的所有圆中,圆心到定点的距离为最大半径,所以半径的最大值为,则半径最大的圆的标准方程为.
故选:D.
强化训练:
1.(24-25高二上·吉林·期末)(多选)过点且与圆相切的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【详解】由题意知,圆的圆心,半径,当斜率不存在时,过点,则直线,圆心到此直线的距离等于半径1,满足题意;当斜率存在时,设斜率为,过点,则直线方程为,由直线与圆相切,所以圆心到此直线的距离等于半径1,得,解得,故切线方程为.故选:AB.
2.(22-23高二上·江苏淮安·期末)以点为圆心,且与直线相切的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】因为点为圆心到直线的距离为,所以圆的半径为,圆的方程为.故选:D.
3.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知圆与圆,则两圆心之间的距离为 .
【答案】5
【详解】由题意可知:两圆心坐标分别为,,所以两圆心之间的距离为.
故答案为:5.
4.(22-23高二上·广西河池市·期末)已知圆与圆,则两圆的位置关系为 .
【答案】相交
【详解】根据两圆的方程,得,,,,两圆相交.故答案为:相交.
5.(24-25高二上·重庆秀山·期末)已知圆,圆,则这两个圆的位置关系为( ).
A.外离 B.外切 C.相交 D.内含
【答案】C
【详解】圆的圆心为,半径为,圆方程可化为,圆的圆心为,半径为,圆心距,因为,所以两个圆的位置关系是相交.故选:C.
6.(24-25高二上·贵州六盘水·期末)(多选)已知点在圆的外部,则的值可能为( )
A.0 B.4 C.2 D.
【答案】ABD
【详解】化为,所以圆心半径,
在圆的外部,所以,解得或,综上所述,的取值范围是.因为,故选:ABD.
7.(23-24高二上·广西北海市·期末)在平面直角坐标系中,已知圆,若圆上存在点,使得,则正数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设,则由,得到,整理得到,又点在圆上,所以与圆有交点,又的圆心为,半径为,圆的圆心为,半径为,所以,解得,故选:D.
考点七:圆相关最值问题
经典基础题:
1.(23-24高二上·广西贵港市·期末)若直线是圆的一条对称轴,则点与该圆上任意一点的距离的最小值为 .
【答案】1
【详解】由题可知,该圆的圆心为,直线过圆心,则,解得,则该圆的方程转化为,该圆圆心为,半径为,易知圆心与的距离为,故点与该圆上任意一点的距离的最小值为.故答案为:1
2.(23-24高二上·广西南宁市·期末)已知点A(-1,1)和圆C:(x﹣5)2+(y﹣7)2=4,一束光线从A经x轴反射到圆C上的最短路程是( )
A.6-2 B.8 C.4 D.10
【答案】B
【详解】由反射定律得 点A(﹣1,1)关于x轴的对称点B(﹣1,﹣1)在反射光线上,当反射光线过圆心时,最短距离为|BC|﹣R=﹣2=10﹣2=8,故光线从点A经x轴反射到圆周C的最短路程为 8.故选B.
3.(23-24高二上·北京海淀·期末)已知直线恒过定点A,直线恒过定点B,且直线与交于点P,则点P到点的距离的最大值为( )
A.4 B. C.3 D.2
【答案】A
【详解】设,由直线,可得,由直线,可得,因为直线与直线满足,所以,所以点P在以AB为直径的圆上,所以点P到点的距离的最大值等于点P到圆心的距离与半径之和即点P到线段AB中点距离与半径之和,由,,得AB中点为,半径为1,所以点P到点的距离的最大值为,故选:A
4.(23-24高二上·广东深圳·期中)求圆上的动点到直线距离的最大值 .
【答案】
【详解】圆可化为,其圆心为,半径为1,圆心到直线的距离,所以圆上的点到直线距离的最大值为.故答案为:.
5.(2024·广东珠海·一模)已知点,,点是圆上任意一点,则面积的最小值为( )
A.6 B. C. D.
【答案】D
【详解】两点,,则,直线方程为,圆的圆心,半径,点到直线的距离,因此点到直线距离的最小值为,所以面积的最小值是.故选:D
6.(2023·北京西城·模拟预测)已知圆,过直线上的动点作圆的一条切线,切点为,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】C
【详解】如图所示:连接,则,当最小时,最小,,故的最小值为.故选:C.
7.(23-24高二上·江西九江·期末)已知点在直线上,过作圆的两条切线,切点为,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】圆的标准方程为,圆心,半径,
圆心到直线的距离为,即l与圆相离,
由于,故, 故当时,最小,此时最大,则也取最大值,此时,,故选:C.
强化训练:
1.(23-24高二上·安徽安庆·期末)已知是以点为圆心,为半径的圆上的点,则点到原点的最小距离为 .
【答案】4
【详解】原点到圆心的距离为,因此点在圆外,故点到原点的最小距离为.故答案为:
2.(23-24高三上·河南驻马店·期末)若点是圆:上一点,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】B
【详解】圆:可化为表示点到点的距离的平方,因为,所以的最小值为.故选:B.
3.(24-25高二上·北京·期末)圆上的动点到直线的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为圆,所以其圆心,半径,所以圆心到直线的距离,则所求距离的最小值为.故选:A.
4.(23-24高二上·贵州铜仁·期末)已知直线:和圆:,若点在圆上运动,则其到直线的最短距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】圆:的圆心,所以点到直线:的距离为,
所以点在圆上运动,则其到直线的最短距离为:.故选:A.
5.(23-24高二上·天津·期末)直线:与圆:交于、两点,点为中点,直线:与两坐标轴分别交于、两点,则面积的最大值为( )
A. B.9 C.10 D.
【答案】D
【详解】因为圆:,所以,因为:,即,所以过定点,直线:,令,则;令,则,则,,,作出图象如图所示,因为为中点,所以,所以点的轨迹为以为圆心,1为半径的圆,所以点到的最大距离为,所以面积的最大值为.故选:D.
6.(2024·陕西安康·模拟预测)已知直线与直线相交于点,则到直线的距离的取值集合是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由两直线垂直的判断条件,可知,所以直线与始终垂直,又由条件可得直线恒过定点,直线恒过定点,所以两直线的交点是在以线段为直径的圆上,所以该圆的圆心坐标为,半径为,圆上点是过定点且斜率不存在的直线与过定点且斜率为0的直线的交点,故挖去点.圆心到直线的距离,所以,与的交点到直线的距离的最大值和最小值分别为和,又到直线的距离为,应舍去,所以取值集合是.故选:D.
7.(24-25高二上·云南文山·期末)已知点,点满足,则点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】如图,因点满足,则点的轨迹为以点为圆心,半径为的圆,又直线经过定点,由图知,要使点到直线的距离最大,只需使圆心到直线的距离最大,即当且仅当轴时,点到直线的距离最大,为.(理由:如图,过点另作一条直线,过点作于点,在中显然有,故当且仅当轴时,点到直线的距离最大).
8.(22-23高二上·广西河池市·期末)已知点是圆上的一点,过点作圆的切线,则切线长的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】切线长,所以当取得最小值时,切线长取得最小值.当 共线且点在之间时,最小,由于,所以min,
所以.故选:.
7.(24-25高二上·河南·阶段练习)古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:平面内到两个定点,的距离之比为定值的点的轨迹是圆.后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知在平面直角坐标系中,,,是满足的阿氏圆上的任意一点,该阿氏圆在点处的切线与直线交于点,则的最小值为 .
【答案】
【详解】设点,依题意,,即,则,整理得,所以所求圆的标准方程为;该阿氏圆的圆心为,半径,点到直线的距离,依题意,,当且仅当时取等号,所以的最小值为.故答案为:
考点八:解答题
经典基础题:
1.(23-24高二上·广西桂林市·期末)已知直线与直线相交于点.(1)求点的坐标;(2)求过点,且倾斜角为的直线的方程.
【详解】(1)联立,解得,即点.
(2)因为直线的倾斜角为,则该直线的斜率为,又因为直线过点,故直线的方程为,即.因此,直线的方程为.
2.(23-24高二上·广西北海市·期末)求符合下列条件的直线的方程:
(1)过点,且斜率为;(2)过点,;(3)过点且在两坐标轴上的截距相等.
【详解】(1)∵所求直线过点,且斜率为,∴,即;
(2)∵所求直线过,,∴,∴,即;
(3)当直线过原点时,设直线方程为,
∵ 直线过点,∴,直线方程为,即;
当直线不过原点时,设直线方程为,
将点代入上式,得,解得,
故直线的方程为,综上,直线方程为或.
3.(23-24高二上·广西百色市·期末)已知圆经过点和,且圆心在直线上.(1)求圆方程;(2)若圆的方程为,判断圆与圆的位置关系.
【详解】(1)已知圆经过点和,则线段的垂直平分线过圆心,又圆心在直线上,由,解得,即圆心,圆的半径.
所以圆的标准方程为.
(2)圆的方程为,则圆心,半径.
圆与圆的圆心距,,
所以圆与圆相交.
4.(23-24高二上·广西南宁三新联考·期末)已知圆C经过两点,且圆心C在直线上.(1)求圆C的方程;(2)过点的直线l与圆C交于P,Q两点,若,求直线l的方程.
【详解】(1)因为,A,B的中点为,故AB的垂直平分线所在的直线方程为,即,由解得,故圆心为,半径,故圆C的方程为;
(2)当直线l斜率不存在时,直线l的方程为,此时与圆C没有交点,不合题意;
当直线l斜率存在时,设直线l的方程为,即,
由,可得圆心到直线l的距离为,解得或0,
故直线l的方程为或.
5.(23-24高二上·广西南宁市·期末)已知圆.(1)已知直线,求该直线截得圆C的弦AB的长度;(2)若直线过点且与圆C相交于两点,求的面积的最大值,并求此时直线的方程.
【详解】(1)法1:圆C的圆心坐标为,半径,圆心C到直线的距离.
则截得的弦长;
法2:设,联立方程组得,,消得,
;
法3:设,联立方程组得,,消得,
解得,则,
.
(2)圆C的圆心坐标为,半径,
当直线的斜率不存在时,与圆没有交点,舍去,
设直线的方程为,即,则圆心C到直线的距离为,
又的面积,所以当时取最大值8,
由,得,解得,,
所以直线的方程为或.
强化训练:
1.(2023秋•盐田区校级期末)已知菱形中,,,边所在直线过点.求:
(1)边所在直线的方程;(2)对角线所在直线的方程.
【解答】(1)因为边所在直线过点,所以直线的方程为:,
即,在菱形中可知,
所以设直线的方程为,将点代入,
所以,所以直线的方程为:;
(2)由题意可得线段的中点,,即,,
因为菱形的对角线互相垂直平分,所以直线的斜率为,
所以所在的直线方程为,即.
2.(2023秋•亭湖区校级期末)已知直线的倾斜角为,且这条直线经过点.
(1)求直线的方程;(2)若直线恒过定点,求点到直线的距离.
【解答】(1)直线的倾斜角为,,,则,故直线的斜率为,
这条直线经过点,则直线的方程为,即;
(2)直线,即,
令,解得,故定点,,
点到直线的距离为.
3.(2023秋•苏州期末)在平面直角坐标系中,已知四边形为平行四边形,,,.(1)设线段的中点为,直线过且垂直于直线,求的方程;(2)求以点为圆心、与直线相切的圆的标准方程.
【解答】(1)根据,,可得的中点为.
由、,得,
因为四边形为平行四边形,所以,得,
而直线,可知直线的斜率为,
所以直线的方程为,整理得.
(2)设,根据,,,
可得,,结合,得,,,即,
根据,,得,即,
所以点到的距离为,
因此,以点为圆心且与直线相切的圆的标准方程为.
4.(2023秋•安宁区校级期末)已知圆和圆.(1)试判断两圆的位置关系;若相交,求出公共弦所在的直线方程;(2)若直线过点且与圆相切,求直线的方程.
【解答】(1)圆圆心,半径,
圆的圆心,半径
,,圆心距,
,得两圆的位置关系是相交;
圆和圆.
圆和圆的方程两边对应相减,化简得,即为两圆公共弦所在直线方程.
(2)设切线方程为,即,圆心到切线的距离等于半径2,
,解得或,切线方程为,即,或
所以,所求的直线的方程是,或.
5.(23-24高二上·广西贵港市·期末)已知四边形的三个顶点,,.(1)求过A,B,C三点的圆的方程.(2)设线段上靠近点A的三等分点为E,过E的直线l平分四边形的面积.若四边形为平行四边形,求直线l的方程.
【详解】(1)方法一:因为,,,则,,
由,得,则过A,B,C三点的圆的圆心为线段的中点,
半径,所以过A,B,C三点的圆的方程为;
方法二:设过A,B,C三点的圆的方程为,则,解得,
故过A,B,C三点的圆的方程为,即.
(2)设,由题意可得:,,
因为线段上靠近点A的三等分点为E,则,则,解得,
即.
方法一:直线l平分四边形的面积,可知直线l过线段的中点,
所以直线l的方程为,整理得;
方法二:设l与相交于点,则,由直线l平分四边形的面积,可得,则,解得,即,所以直线l的方程为,整理得.
6.(23-24高二上·广西玉林市·期末)如图,四边形是一块长方形绿地,是一条直路,交于点,交于点,且.现在该绿地上建一个标志性建筑物,使建筑物的中心到三个点的距离相等.以点为坐标原点,直线分别为,轴建立如图所示的直角坐标系.(1)求出建筑物的中心的坐标;(2)由建筑物的中心到直路要开通一条路,已知路的造价为150万元,求开通的这条路的最低造价.(附:参考数据.)
【详解】(1)解法一:由题可知,由题可知经过点的圆的圆心即为所建建筑物的中心,设圆的方程为,则,解得,
圆的方程为,即,
建筑物的中心的坐标为.
解法二:由题可知,由题可知
经过点的圆的圆心即为所建建筑物的中心,
线段中点为,且线段的垂直平分线为,
线段中点为,且,线段的垂直平分线为,
联立,得,所以建筑物的中心的坐标为.
(2)因为为建筑物的中心坐标,
设线段的中点为,由垂径定理得的长度为点到的最小距离,
,圆的半径为,点到的距离为,
开通的这条路的最低造价为(万元).
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