内容正文:
2025年上海高考数学满分冲刺易错题型专项训练(九)
直线与圆的方程
易错点01:忽视直线倾斜角的取值范围
【例1】(24-25高三上·上海·专题训练)经过(其中)、两点的直线的倾斜角的取值范围为 .
【跟踪训练】
1.已知直线方程为3x+my-6=0,求此直线的斜率与此直线在y轴上的截距.
2.直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.过两不同点的直线的斜率为1,则( )
A.1 B.2 C. D.
4.已知直线的方程为,则直线的倾斜角范围是( )
A. B.
C. D.
易错点02:求直线方程忽略截距为零
【例2】已知直线过点,且纵截距为横截距的两倍,则直线的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【例3】已知直线过点且在轴上的截距相等
(1)求直线的一般方程;
(2)若直线在轴上的截距不为0,点在直线上,求的最小值.
【跟踪训练】
1.已知直线:,直线:,其中a,b均不为0.
(1)若,且过点,求a,b;
(2)若,且在两坐标轴上的截距相等,求与之间的距离.
2.经过点A(3,4)且在两坐标轴上的截距绝对值相等的直线方程为( )
A.或 B.或或
C.或 D.或或
易错点03:忽视直线点斜式的适用范围
【例4】下列说法正确的是( )
A.点斜式可以表示任何直线
B.已知直线l过点,且在x,y轴上截距相等,则直线l的方程为.
C.直线与直线相互垂直.
D.直线在y轴上的截距为
【跟踪训练】
1.过点与圆相切的直线方程为________
易错点04:判断两直线位置关系时忽视斜率不存在
【例5】已知,则直线:和直线:的位置关系为 .
【例6】已知直线ax+3y+1=0与x+(a-2)y+a=0平行,则a的值为________.
【跟踪训练】
1.已知直线与直线平行,则实数a的值为 .
2.已知直线:,:,,则“”是“”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
易错点05:平行线间的距离公式使用不当
【例7】若直线与之间的距离为,则a的值为( )
A.4 B. C.4或 D.8或
【跟踪训练】
1.曲线在点处的切线与其平行直线l的距离为,则直线l的方程可能为( )
A. B.
C. D.
2.两条平行直线和间的距离为,则,分别为( )
A., B.,
C., D.,
3.两条平行直线与之间的距离( )
A. B. C. D.7
4.已知直线,,若,则之间的距离为( )
A. B. C. D.
易错点06:忽略圆的一般方程的限制条件
【例8】已知圆C的方程为x2+y2+ax+2y+a2=0,过点A(1,2)作圆的切线有两条,求a的取值范围.
【例9】若点(1,2)在圆(x+a)2+(y-a)2=2a2的外部,则实数a的取值范围是( )
A. B.∪
C. D.
【例10】已知点P(x,y)为圆x2+y2=1上的动点,则x2+4y的最大值为________.
【跟踪训练】
1.若点在圆的外部,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
2.若点在圆的外部,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.已知圆的方程为,若点在圆外,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
易错点07:处理直线与圆的位置关系时忽略对斜率的讨论
【例11】若直线过点P(4,1)且被圆x2+y2=25截得的弦长是6,则该直线的方程为______________.
【例12】过点P(2,4)作圆(x-1)2+(y-1)2=1的切线,则切线方程为( )
A.3x+4y-4=0
B.4x-3y+4=0
C.x=2或4x-3y+4=0
D.y=4或3x+4y-4=0
【跟踪训练】
1.已知圆,则过点的圆C的切线方程为( )
A. B.或
C. D.或
2.已知圆,直线过点且与圆相切,则直线的方程为 .
易错点08:曲线方程变形不等价
【例13】若直线与曲线恰有两个交点,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【跟踪训练】
1.已知直线:,曲线:,则“与相切”是“”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
2.
3.
已知直线与曲线有公共点,则实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
易错点09:两圆相切忽略内切、外切的区分
【例14】已知两个圆,,若两圆相切,则半径为 .
【跟踪训练】
1.(多选)若不论取何值时,圆总与圆相切,则圆的方程可为( )
A. B.
C. D.
2.
已知圆,,,若圆上存在点使得,则的取值范围为 .
一、选择题
1.已知点,,若过点的直线l与线段相交,则直线l斜率k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
2.已知直线,,,则的值为( )
A.或 B. C.1 D.
3.若直线与直线垂直,则实数a的值为( )
A. B. C. D.
3.已知直线,,则是的( )
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
4.已知点,,若过点的直线l与线段相交,则直线l斜率k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5.已知直线与直线平行,则它们之间的距离为( )
A.4 B. C. D.
6.若点在圆:的外部,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
7.已知圆关于直线对称,则圆的半径为( )
A. B.2 C. D.4
8.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.
9.若直线与曲线有公共点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
10.已知圆与圆相交所得的公共弦长为,则圆的半径( )
A. B. C.或1 D.
二、填空题
11.在轴上的截距为2且倾斜角是直线的倾斜角的一半的直线的方程为__________.
12.一条直线经过点,并且它的倾斜角等于直线的倾斜角的倍,则这条直线的方程为__________
13.过点,且在两坐标轴上截距相等的直线一般式方程是______.
14.已知直线过点,它在轴上的截距是在轴上的截距的2倍,则此直线的方程为 __.
15.已知直线过点,且在轴上的截距与在轴上的截距相等,则直线的方程是___________.
16.若点在圆外,则实数a的取值范围是______.
17.已知圆,过点的直线与圆交于两点,且,则直线的方程为 .
18.已知两个圆,,若两圆相切,则半径为 .
三、解答题
19.如果实数,满足,求:
(1)的最大值与最小值;
(2)的最大值与最小值;
(3)的最大值和最小值.
20.已知,动点满足,设动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的标准方程;
(2)求过点且与曲线相切的直线的方程.
21.已知圆,圆经过点,且与圆C相切于点.
(1)求圆的标准方程;
(2)已知直线过点,且被圆截得的弦长为,求直线l的方程.
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2025年上海高考数学满分冲刺易错题型专项训练(九)
直线与圆的方程
易错点01:忽视直线倾斜角的取值范围
【例1】(24-25高三上·上海·专题训练)经过(其中)、两点的直线的倾斜角的取值范围为 .
【答案】
【知识点】直线的倾斜角、直线斜率的定义、已知两点求斜率
【分析】分和,求出倾斜角的取值范围.
【详解】由题意知,当时,,
当时,轴,此时倾斜角为,
所以.
故答案为:
【跟踪训练】
1.已知直线方程为3x+my-6=0,求此直线的斜率与此直线在y轴上的截距.
【错解】由3x+my-6=0,得my=-3x+6,即直线的斜截式方程为y=-x+,
得出此直线的斜率为-,在y轴上的截距为.
【错因】忘记讨论当m=0时,直线的斜率并不存在.
【正解】当m=0时,直线可化为x=2,此时直线的斜率不存在,在y轴上的截距也不存在;
当m≠0时,可得my=-3x+6,即直线的斜截式方程为y=-x+,
得出此直线的斜率为-,在y轴上的截距为.
2.直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】斜率与倾斜角的变化关系、直线的倾斜角
【分析】根据直线方程可得斜率,结合斜率与倾斜角之间的关系分析求解.
【详解】设的倾斜角为,
由题意可知:直线的斜率,
即,且,所以.
故选:C.
3.过两不同点的直线的斜率为1,则( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】C
【分析】利用两点的斜率公式,建立方程求解,通过验根,可得答案.
【详解】根据题意可得,解得或.
当时,点重合,不符合题意,舍去.
当时,经验证,符合题意.
故选:C.
4.已知直线的方程为,则直线的倾斜角范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据条件得到,又,从而得,再利用正切函数的性质,即可求解.
【详解】因为直线的方程为,所以,
即直线的斜率,又,
所以,又直线的倾斜角的取值范围为,
由正切函数的性质可得,直线的倾斜角范围为,
故选:B.
易错点02:求直线方程忽略截距为零
【例2】已知直线过点,且纵截距为横截距的两倍,则直线的方程为( )
A.
B.
C.或
D.或
【答案】D
【分析】分直线过原点与不过原点两种情况求解可得直线的方程.
【详解】根据题意,分2种情况讨论:
①直线过原点,设直线方程为,又由直线经过点,
所以,解得,此时直线的方程为,即;
②直线不过原点,设其方程为,又由直线经过点,
则有,解可得,此时直线的方程为,
故直线的方程为或.
故选:D.
【例3】已知直线过点且在轴上的截距相等
(1)求直线的一般方程;
(2)若直线在轴上的截距不为0,点在直线上,求的最小值.
【详解】(1)因为直线过点且在轴上的截距相等,当截距为0时,则
当截距不为0时,可设,则,即,∴
综上,的一般方程:或
(2)由题意得,
,当且仅当时,等号成立
的最小值为
【跟踪训练】
1.已知直线:,直线:,其中a,b均不为0.
(1)若,且过点,求a,b;
(2)若,且在两坐标轴上的截距相等,求与之间的距离.
【详解】(1)当过点时,,所以,
因为,所以,即,于是
(2)由:,令,则,令,则
因为在两坐标轴上的截距相等,所以,故,又,所以,所以
则:与:之间的距离,所以与之间的距离为.
2.经过点A(3,4)且在两坐标轴上的截距绝对值相等的直线方程为( )
A.或 B.或或
C.或 D.或或
【答案】B
【分析】根据直线在两坐标轴上的截距相等进行分类讨论,设直线方程,求出每一种情况的直线方程即可.
【详解】①当直线经过原点时,斜率,所以直线方程为:,即;
②当直线在两坐标轴上的截距相等时,设直线方程为,将点代入,的,解得,所以直线方程为:,即;
③当直线在两坐标轴上的截距互为相反数时,设直线方程为,将点代入,的,解得,所以直线方程为:,即;
综上所述,直线方程为:或或.
故选:B.
易错点03:忽视直线点斜式的适用范围
【例4】下列说法正确的是( )
A.点斜式可以表示任何直线
B.已知直线l过点,且在x,y轴上截距相等,则直线l的方程为.
C.直线与直线相互垂直.
D.直线在y轴上的截距为
【答案】CD
【分析】根据直线点斜式方程适用的条件即可判断A;分直线过原点和不过原点两种情况讨论即可判断B;根据两直线垂直的公式即可判断C;根据直线的斜截式方程即可判断D.
【详解】对于A,点斜式表示斜率存在的直线,故A错误;
对于B,若直线过原点,则,所以直线方程为,
若直线不过原点,设直线方程为,
将点代入解得,
所以直线方程为,
综上,直线l的方程为或,故B错误;
对于C,因为,
所以直线与直线相互垂直,故C正确;
对于D,直线在y轴上的截距为,故D正确.
故选:CD.
【跟踪训练】
1.过点与圆相切的直线方程为________
【答案】 和
【分析】先求出圆的圆心和半径,再根据点到直线距离公式求解.
【详解】对于圆 ,配方后得 ,
圆心 ,半径 ,
设过点 的直线的斜率为 ,则直线方程为 ,
因为是切线, ,解得 ,直线方程为 ,
由平面几何知识知,圆外一点作圆的切线有2条,所以另外一条必定是斜率不存在,即
,显然圆心 到直线 的距离为 ,
综上,切线方程为和 .
易错点04:判断两直线位置关系时忽视斜率不存在
【例5】已知,则直线:和直线:的位置关系为 .
【答案】垂直或重合
【分析】求出值,再代入方程并确定位置关系即得.
【详解】由,得或,
当时,:,:,,,
显然,所以直线与垂直;
当时,:,:,所以直线与重合.
故答案为:垂直或重合
【例6】已知直线ax+3y+1=0与x+(a-2)y+a=0平行,则a的值为________.
【错解】令3×1=a(a-2),解得a=-1或a=3. 答案:-1或3
【错因】未验证a的值会不会使两直线平行。
【正解】令3×1=a(a-2),解得a=-1或a=3.
当a=-1时,两条直线的方程都为x-3y-1=0,即两条直线重合,故舍去;
当a=3时,两条直线的方程分别为3x+3y+1=0,x+y+3=0,两条直线平行.
∴a的值为3.
【跟踪训练】
1.已知直线与直线平行,则实数a的值为 .
【答案】
【分析】根据直线平行建立方程,验根,可得答案.
【详解】由题意可得,则,,解得或,
当时,直线与直线重合,不符合题意;
当时,,显然成立,符合题意.
故答案为:.
2.已知直线:,:,,则“”是“”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
【错解】C,因为,则,即,解得,
所以“”是“或”的充要条件.
【错因】未考虑的情况,
【正解】A,(1)当时, 因为,则,即,解得,
(2)当时, 直线的方程分别为,显然,
由上可知,若,则或,
所以“”是“或”的充分不必要条件.
易错点05:平行线间的距离公式使用不当
【例7】若直线与之间的距离为,则a的值为( )
A.4 B. C.4或 D.8或
【答案】C
【分析】将直线化为,再根据两平行直线的距离公式列出方程,求解即可.
【详解】将直线化为,
则直线与直线之间的距离,
根据题意可得:,即,解得或,
所以a的值为或.
故选:C
【跟踪训练】
1.曲线在点处的切线与其平行直线l的距离为,则直线l的方程可能为( )
A. B.
C. D.
【详解】,
所以曲线在点处的切线方程为,即
设直线(),依题意得,解得或
所以直线的方程为或故选:AB
2.两条平行直线和间的距离为,则,分别为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【分析】根据两直线平行的性质可得参数,再利用平行线间距离公式可得.
【详解】由直线与直线平行,
得,解得,
所以两直线分别为和,即和,
所以两直线间距离,
故选:D.
3.两条平行直线与之间的距离( )
A. B. C. D.7
【答案】C
【分析】首先根据两条直线平行求出参数的值,然后利用平行线间的距离公式求解即可.
【详解】由已知两条直线平行,得,所以,
所以直线可化为,
则两平行线间的距离.
故选:C
4.已知直线,,若,则之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由,解得,时舍去,可得,再利用平行线之间的距离公式即可得出.
【详解】由于两条直线平行,得,解得,
当时,两直线方程都是故两直线重合,不符合题意.
当时,,,
故两平行直线的距离为.
故选A.
【点睛】本题主要考查了直线平行的充要条件及其距离,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
易错点06:忽略圆的一般方程的限制条件
【例8】已知圆C的方程为x2+y2+ax+2y+a2=0,过点A(1,2)作圆的切线有两条,求a的取值范围.
【错解】将圆C的方程配方有(x+)2+(y+1)2=.
∴圆心C的坐标为(-,-1),半径r=.
当点A在圆外时,过点A可以作圆的两条切线,
∴|AC|>r, 即>,
化简得a2+a+9>0,Δ=1-4×9=-35<0,∴a∈R.
【错解】错解中只考虑了点A在圆C外部,而忽视了方程x2+y2+ax+2y+a2=0表示圆的条件.
注意,二元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圆的条件是D2+E2-4F>0.
【正解】将圆C的方程配方有(x+)2+(y+1)2=, ∴>0,①
∴圆心C的坐标为(-,-1),半径r=.
当点A在圆外时,过点A可作圆的两条切线,
∴|AC|>r,即 >,化简得a2+a+9>0.②,
由①②得-<a<,∴a的取值范围是-<a<.
【例9】若点(1,2)在圆(x+a)2+(y-a)2=2a2的外部,则实数a的取值范围是( )
A. B.∪
C. D.
【错解】选A,∵点(1,2)在圆的外部,∴(1+a)2+(2-a)2>2a2,即5-2a>0,a<,
∴实数a的取值范围为
【错因】忽略了隐含条件a≠0,
【正解】选B ∵点(1,2)在圆的外部,∴(1+a)2+(2-a)2>2a2,即5-2a>0,a<,又2a2>0,∴a≠0,∴实数a的取值范围为(-∞,0)∪.
【例10】已知点P(x,y)为圆x2+y2=1上的动点,则x2+4y的最大值为________.
【错解】因为点P(x,y)为圆x2+y2=1上的动点,所以x2+4y=1-y2+4y=-(y-2)2+5.
所以当y=2时,x2+4y取得最大值为5. 答案:5
【错因】忽略了隐含条件y∈[-1,1],
【正解】因为点P(x,y)为圆x2+y2=1上的动点,所以x2+4y=1-y2+4y=-(y-2)2+5.
因为y∈[-1,1],所以当y=1时,x2+4y取得最大值为4. 答案:4
【跟踪训练】
1.若点在圆的外部,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据点在圆外以及圆的一般式满足的系数关系即可列不等式求解.
【详解】由于点在圆的外部,故
,解得,
故选:C
2.若点在圆的外部,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用点与圆的位置关系列式求解即得.
【详解】由点在圆的外部,得,解得,
所以的取值范围是.
故选:B
3.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.
易错点07:处理直线与圆的位置关系时忽略对斜率的讨论
【例11】若直线过点P(4,1)且被圆x2+y2=25截得的弦长是6,则该直线的方程为______________.
【错解】设直线的方程为y-1=k(x-4),即kx-y-4k+1=0,圆心到直线的距离d=,则2=6,解得k=-,所以直线方程为15x+8y-68=0.
答案:15x+8y-68=0
【错因】没考虑斜率不存在的情况。
【正解】(1)当直线的斜率不存在时,该直线的方程为x=4,代入圆的方程解得y=±3,
故该直线被圆截得的弦长为6,符合题意.
(2)当直线的斜率存在时,不妨设直线的方程为y-1=k(x-4),即kx-y-4k+1=0,圆心到直线的距离d=,则2=6,解得k=-,
所以直线方程为15x+8y-68=0.
综上所述,所求直线方程为x=4或15x+8y-68=0.
答案:x=4或15x+8y-68=0
【例12】过点P(2,4)作圆(x-1)2+(y-1)2=1的切线,则切线方程为( )
A.3x+4y-4=0
B.4x-3y+4=0
C.x=2或4x-3y+4=0
D.y=4或3x+4y-4=0
【错解】选B,设切线方程为y-4=k(x-2),即kx-y+4-2k=0,则=1,
解得k=,得切线方程为4x-3y+4=0.
【错因】没考虑斜率不存在的情况。
【正解】(1)当斜率不存在时,直线x=2与圆相切;
(2) 当斜率存在时,设切线方程为y-4=k(x-2),即kx-y+4-2k=0,
则=1,解得k=,得切线方程为4x-3y+4=0.
综上,得切线方程为x=2或4x-3y+4=0.
【跟踪训练】
1.已知圆,则过点的圆C的切线方程为( )
A. B.或
C. D.或
【答案】D
【分析】分切线斜率存在与不存在讨论即可.
【详解】,则其圆心坐标为,半径为2,
由于,可知点在圆外,
当切线斜率不存在时,此时切线方程为,符合题意,
当切线斜率存在时,设切线方程为,即,
则,解得,此时直线方程为,即.
综上所述,切线方程为:或.
故选:D.
2.已知圆,直线过点且与圆相切,则直线的方程为 .
【答案】和
【分析】根据相切,结合点到直线的距离,分类讨论即可求解.
【详解】圆的圆心和半径分别为,
当直线无斜率时,此时:,与圆相切,符合题意,
当直线有斜率时,设,
此时圆心到直线的距离为,解得,
此时直线方程为,即,
综上可得和
故答案为:和
易错点08:曲线方程变形不等价
【例13】若直线与曲线恰有两个交点,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据直线过定点,以及直线和圆的位置关系,利用数形结合作出图象进行研究即可.
【详解】由知直线l过定点,
由曲线,两边平方得,
则曲线是以为圆心,1为半径的上半圆(包含轴上的两点),
当直线过点时,直线l与曲线有两个不同的交点,
此时,解得,
当直线与曲线相切时,直线和圆有一个交点,
圆心到直线的距离,解得,
要使直线与曲线恰有两个交点,
则直线夹在两条直线之间,因此,
即实数k的取值范围为.
故选:B.
【跟踪训练】
1.已知直线:,曲线:,则“与相切”是“”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】D
【分析】根据曲线表示的图形并利用点到直线距离公式计算,结合的几何意义可得结论.
【详解】易知曲线:可化为,表示圆心为,半径的上半圆;
易知直线可化为,
当时,圆心到直线的距离为,
此时与下半圆相切,如下图所示,不合题意,即必要性不成立;
若与相切,可知,解得或;
检验可知只有当时,直线与相切,即可得,所以充分性不成立;
所以“与相切”是“”的既不充分也不必要条件.
故选:D
2.
已知直线与曲线有公共点,则实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,得到直线过定点,以及曲线,画出直线与曲线的图象,结合直线与圆相切和图象,即可求解.
【详解】由直线过定点,
又由曲线,可得,
作出曲线与直线的图象,如图所示,
因为直线,可得,
又由,解得,
若直线与曲线有公共点,则,
即实数的取值范围为.
故选:B.
易错点09:两圆相切忽略内切、外切的区分
【例14】已知两个圆,,若两圆相切,则半径为 .
【答案】或
【分析】根据两圆相内切、相外切的条件,分别求得r的值
【详解】由题意知:两圆圆心分别为:,,半径分别为:,,
当两圆外切时:,解得:;
当两圆内切时:,解得:,负值舍去;
综上:或.
故答案为:或.
【跟踪训练】
1.(多选)若不论取何值时,圆总与圆相切,则圆的方程可为( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】根据圆心,结合消参法可得圆心在圆的圆周上,即可得的圆心为,根据外切以及内切满足的半径关系即可求解.
【详解】圆的圆心,半径,
令,消去得,即圆心在圆的圆周上,
且半径为2.
由于不论取何值时,圆总与圆相切,所以圆的圆心必为,
若圆与圆外切,则圆的方程为,即;
若圆与圆内切,则圆的方程为,即.
故选:AC
2.已知圆,,,若圆上存在点使得,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据在以为直径的圆上,求解圆心和半径,即可根据两圆有公共点,利用圆心距与半径的关系求解,排除恰好经过时的情况即可.
【详解】由于,故在以为直径的圆上,
,故半径为5,圆心为,
由题意,两圆有公共点,可得,解得,
当恰好经过时,不符合题意,此时,则,
综上,的取值范围为,
故答案为:
一、选择题
1.已知点,,若过点的直线l与线段相交,则直线l斜率k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】数形结合,求出临界条件结合斜率与倾斜角的关系求解即可.
【详解】由题设,,如下图示,所以.
故选:D
2.已知直线,,,则的值为( )
A.或 B. C.1 D.
【答案】B
【分析】根据两直线平行列出关系式即可求解.
【详解】因为直线,,,
所以,
解得.
故选:B.
3.若直线与直线垂直,则实数a的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据两条直线垂直的条件列出等量关系式,求得的值.
【详解】直线与直线垂直,
则,解得,
故选:B.
3.已知直线,,则是的( )
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】先利用两直线平行的公式求出,再确定充分性和必要性即可.
【详解】当时,,解得或,
当时,直线,,此时两直线不重合,
当时,直线,,此时两直线不重合,
即或时,,
故是的充分不必要条件.
故选:A.
4.已知点,,若过点的直线l与线段相交,则直线l斜率k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】数形结合,求出临界条件结合斜率与倾斜角的关系求解即可.
【详解】由题设,,如下图示,所以.
故选:D
5.已知直线与直线平行,则它们之间的距离为( )
A.4 B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据两直线平行求出m的值,再由两平行直线间的距离公式即可求解.
【详解】因为直线和互相平行,且两直线的斜率一定存在,
所以即,所以,
因为两直线方程为和,
所以它们之间的距离为.
故选:D.
6.若点在圆:的外部,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据点与圆的位置关系,以及圆的一般方程满足的条件,即可求解.
【详解】根据题意可得解得或.
故选:D
7.已知圆关于直线对称,则圆的半径为( )
A. B.2 C. D.4
【答案】A
【分析】先由圆的一般式得到圆心坐标,再利用圆的对称性得到关于的方程,进而再将圆的一般式化为标准方程,从而得解.
【详解】由,可得圆的圆心为.
因为圆关于直线对称,
所以由圆的对称性可知,圆心在直线上,
则,解得,
故圆,可化为,
所以圆的半径为.
故选:A.
8.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】画出图形,求出直线过定点,数形结合再由圆心到直线的距离等于半径和斜率的定义求解即可;
【详解】曲线即为半圆:,
其图象如图所示,
曲线与轴的交点为,而直线为过的动直线,
当直线与半圆相切时,有,解得,
当直线过时,有,
因为直线与半圆有两个不同的交点,故,
故选:A.
9.若直线与曲线有公共点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】画出曲线和直线图形,利用圆和直线的位置关系再由点到直线的距离即可求得的取值范围.
【详解】将曲线整理可得,
因此曲线表示的是以为圆心,半径为2的下半圆,
若直线与曲线有公共点,如下图所示:
当直线在直线的位置,即时,直线与曲线有一个公共点;
当直线在直线的位置,即直线与曲线相切,
此时,解得,(舍);
只有直线位于两直线之间时,满足题意,即.
故选:A
10.已知圆与圆相交所得的公共弦长为,则圆的半径( )
A. B. C.或1 D.
【答案】C
【分析】先求出公共弦方程,在根据勾股定理由弦长计算圆心到公共弦的距离进而求出,最后再求圆的半径.
【详解】两圆相减得公共弦方程为:,
根据题意可知,圆的圆心到公共弦的距离,
解得:或,
当时,圆的标准方程为:,
当时,圆的标准方程为:,
所以或.
故选:C
二、填空题
11.在轴上的截距为2且倾斜角是直线的倾斜角的一半的直线的方程为__________.
【答案】
【分析】根据题意,得到所求直线的斜率和经过的点,利用点斜式,写出所求的直线方程.
【详解】直线的斜率为,设倾斜角为,
,故,则,
设所求直线为,其轴上的截距为2,故过点,且斜率为,
所求直线:.
故答案为:
12.一条直线经过点,并且它的倾斜角等于直线的倾斜角的倍,则这条直线的方程为__________
【答案】
【分析】由已知直线方程求其倾斜角的正切值,即可确定倾斜角的大小,再由二倍角求正切值得所求直线的斜率,代入直线方程的点斜式得答案.
【详解】解:由直线,得其斜率为,
设其倾斜角为,则,所以
要求直线的斜率为.
又直线过点,
直线方程为,即.
故答案为:.
13.过点,且在两坐标轴上截距相等的直线一般式方程是______.
【答案】或
【分析】由题意,根据在坐标轴上的截距相等,分类讨论,即可求解所求直线方程.
【详解】解:由题意,当直线过原点时,此时所求直线方程的斜率,
所以直线方程为,即;
当直线不过原点时,设直线方程为,代入点,
可得,所以直线方程为,
故答案为:或.
14.已知直线过点,它在轴上的截距是在轴上的截距的2倍,则此直线的方程为 __.
【答案】或
【分析】当直线经过原点时,直线方程为:.当直线不经过原点时,设直线方程为:,把点代入解得即可得出.
【详解】解:当直线经过原点时,直线方程为:.
当直线不经过原点时,设直线方程为:,
把点代入,解得.
直线方程为.
综上可得直线方程为:或,
故答案是:或.
15.已知直线过点,且在轴上的截距与在轴上的截距相等,则直线的方程是___________.
【答案】或
【分析】根据截距式方程的两种情况解决.
【详解】当轴上的截距都为零时设的方程为,把点代入得,即,所以的方程为;
当轴上的截距都不为零时,设截距都为,则的方程为,把点代入得
,即,所以的方程为.
故答案为:或
16.若点在圆外,则实数a的取值范围是______.
【答案】
【分析】由题意可得关于的不等式,求解得答案.
【详解】点在圆外,
,且,
解得或.
实数的取值范围为.
故答案为:.
17.已知圆,过点的直线与圆交于两点,且,则直线的方程为 .
【答案】或
【分析】根据点到直线的距离公式,结合圆的弦长公式即可求解。
【详解】由题知,圆的圆心为,半径为2.
当直线的斜率不存在时,直线的方程为,
圆心到直线的距离为,符合题意.
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即
所以圆心到直线的距离为,
解得直线的方程为.
综上可知,直线的方程为或.
故答案为:或.
18.已知两个圆,,若两圆相切,则半径为 .
【答案】或
【分析】根据两圆相内切、相外切的条件,分别求得r的值
【详解】由题意知:两圆圆心分别为:,,半径分别为:,,
当两圆外切时:,解得:;
当两圆内切时:,解得:,负值舍去;
综上:或.
故答案为:或.
三、解答题
19.如果实数,满足,求:
(1)的最大值与最小值;
(2)的最大值与最小值;
(3)的最大值和最小值.
解:(1)实数,满足,
则设整理得,所以圆心到直线的距离,
整理得,即,
所以的最大值为,最小值为.
(2)设,所以整理直线为,
圆心到直线的距离,
整理得,解得,
所以的最大值为,最小值为.
(3)由于的表示的是,原点到圆上的任意点的距离的平方
所以利用最大距离为圆心到原点的距离与半径的和,
即的平方,故最大值为.
最小距离为的平方,故最小值为.
20.已知,动点满足,设动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的标准方程;
(2)求过点且与曲线相切的直线的方程.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)设,由,得动点的轨迹方程;
(2)利用圆心到直线的距离等于半径,求切线方程.
【详解】(1)设,则,,
由,得,
所以曲线的标准方程为.
(2)曲线是以为圆心,1为半径的圆,
过点的直线若斜率不存在,直线方程为,满足与圆相切;
过点的切线若斜率存在,设切线方程为,即,
由圆心到直线距离,解得,
则方程为.
过点且与曲线相切的直线的方程为或.
21.已知圆,圆经过点,且与圆C相切于点.
(1)求圆的标准方程;
(2)已知直线过点,且被圆截得的弦长为,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)先判断两圆的位置关系,由此设圆心,半径为,然后列方程组求解即可;
(2)方法一设出直线的方程,利用点到直线的距离公式结合几何法求弦长可得;方法二利用几何法求出圆心到直线的距离,再分斜率存在与不存在的时候,存在时结合点到直线的距离公式求解即可;
【详解】(1)圆与圆相切于,且过点,
圆与圆外切,且圆心在直线上.
设圆心,半径为,则,
解得.
圆的标准方程为.
(2)方法一:由题意可知,直线的斜率不为0,
设直线的方程为:,即
设圆心到直线的距离为,则,
解得,或,
直线的方程为,或
方法二:设圆心到直线的距离为,则,
①直线的斜率不存在时,的方程为,此时圆心到直线的距离为,符合题意
②直线的斜率存在时,设为,则直线的方程可表示为,
,解得,
直线的方程为
综上①②,直线的方程为,或.
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