内容正文:
一、单选题
1.(2025·洛阳阶段考试)方程x2+y2+2x-m=0表示一个圆,则m的取值范围是( )
A.(-1,+∞) B.(-∞,-1)
C.[-1,+∞) D.(-∞,-1]
A 解析:由方程x2+y2+2x-m=0,可化为(x+1)2+y2=m+1,要使得方程x2+y2+2x-m=0表示一个圆,则需要满足m+1>0,解得m>-1,所以m的取值范围为(-1,+∞).
2.若点(3a+1,4a-2)在圆(x-1)2+(y+2)2=1的内部,则实数a的取值范围是( )
A.-1<a<1 B.-<a<
C.-<a< D.-<a<
C 解析:由题意可知,9a2+16a2=25a2<1,解得-<a<,即实数a的取值范围为(-,).
3.(2025·北京海淀开学考试)若圆x2+y2-2ax+6y=0的圆心到x轴,y轴的距离相等,则a=( )
A.2 B.3 C.±3 D.±6
C 解析:x2+y2-2ax+6y=0⇒(x-a)2+(y+3)2=a2+9,故圆心为(a,-3),因为圆心到x轴,y轴的距离相等,则a=±3.
4.(2025·焦作开学考试)已知圆经过点A(4,4),B(-2,4),C(4,-4),则该圆的半径为( )
A.4 B.5 C.8 D.10
B 解析:因为=(-6,0),=(0,-8),·=0,所以⊥,所以∠BAC=90°,所以该圆的直径为|BC|==10,所以该圆的半径为5.
5.古希腊著名数学家阿波罗尼斯发现:平面内到两个定点A,B的距离之比为定值λ(λ>0,且λ≠1)的点所形成的图形是圆,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xOy中,A(-4,0),B(2,0),点P满足=2,则点P的轨迹的圆心坐标为( )
A.(4,0) B.(0,4) C.(-4,0) D.(2,0)
A 解析:令P为(x,y),则=2,两边平方并整理得(x-4)2+y2=16,∴圆心为(4,0).
6.已知某圆圆心在x轴上,半径为5,且截y轴所得线段长为8,则该圆的标准方程为( )
A.(x+3)2+y2=25 B.(x-3)2+y2=25
C.(x±3)2+y2=25 D.(x+9)2+y2=25
C 解析:如图,由题设知|AC|=r=5,|AB|=8,∴|OA|=4.在Rt△AOC中,|OC|===3.设点C的坐标为(a,0),则|OC|=|a|=3,∴a=±3.故所求圆的标准方程为(x±3)2+y2=25.
二、多选题
7.已知圆C关于y轴对称,经过点(1,0)且被x轴分成两段,弧长比为1∶2,则圆C可能的方程为( )
A.x2+(y+)2= B.x2+(y-)2=
C.(x-)2+y2= D.(x+)2+y2=
AB 解析:由已知圆心在y轴上,且被x轴所分劣弧所对的圆心角为,设圆心为(0,a),半径为r,则r sin =1,r cos =|a|,解得r=,即r2=,|a|=,即a=±,故圆C的方程为x2+(y±)2=.
8.设有一组圆Ck:(x-k)2+(y-k)2=4(k∈R),下列命题正确的是( )
A.不论k如何变化,圆心C始终在一条直线上
B.所有圆Ck均不经过点(3,0)
C.经过点(2,2)的圆Ck有且只有一个
D.所有圆的面积均为4π
ABD 解析:圆心坐标为(k,k),在直线y=x上,A正确;令(3-k)2+(0-k)2=4,化简得2k2-6k+5=0.∵Δ=36-40=-4<0,∴2k2-6k+5=0无实数根,B正确;由(2-k)2+(2-k)2=4,化简得k2-4k+2=0.∵Δ=16-8=8>0,方程有两个不相等的实数根,∴经过点(2,2)的圆Ck有两个,C错误;由圆的半径为2,得圆的面积为4π,D正确.
三、填空题
9.若圆C经过坐标原点和点(4,0)且与直线y=1相切,则圆C的方程是________.
答案:(x-2)2+(y+)2= 解析:由已知可设圆心为(2,b)(b<0),由22+b2=(1-b)2=r2,得b=-,r2=.故圆C的方程为(x-2)2+(y+)2=.
10.(2025·金华模拟)已知半径为1的圆经过点(3,4),则其圆心到直线3x-4y-3=0的距离的最小值为________.
答案:1 解析:由题意知,半径为1的圆经过点(3,4),所以圆心的轨迹是以(3,4)为圆心,半径为1的圆,点(3,4)到直线3x-4y-3=0的距离为=2,所以圆心到直线3x-4y-3=0的距离的最小值为2-1=1.
四、解答题
11.(2024·盐城模拟)已知圆C的圆心在x轴上,并且过A(1,3),B(3,3)两点.
(1)求圆C的方程;
(2)若P为圆C上任意一点,定点M为(8,0),点Q满足=3,求点Q的轨迹方程.
解:(1)由题意可知,AB的中点为(2,3),kAB=0,所以AB的中垂线方程为x=2,
它与x轴的交点为圆心C(2,0),又半径r=|AC|=,
所以圆C的方程为(x-2)2+y2=10.
(2)设P为(x0,y0),Q为(x,y),
由=3,得(8-x0,-y0)=3(8-x,-y),所以
又点P在圆C上,故(x0-2)2+y=10,所以(3x-18)2+(3y)2=10,
化简得点Q的轨迹方程为(x-6)2+y2=.
12.若圆x2+y2+2x-4y+1=0被直线2ax-by+2=0(a>0,b>0)平分,则+的最小值为( )
A. B.
C.4 D.9
D 解析:由题意知,圆x2+y2+2x-4y+1=0被直线2ax-by+2=0(a>0,b>0)平分,即圆心(-1,2)在直线2ax-by+2=0(a>0,b>0)上,故-2a-2b+2=0,即a+b=1,故+=(+)·(a+b)=++5≥2+5=9,当且仅当=,结合a+b=1,即b=,a=时,等号成立,所以+的最小值为9.
13.已知点A(-2,0),B(0,2),动点M满足·=0,则点M到直线y=x+2的距离可以是________.(写出一个符合题意的整数值)
答案:0或1(只写一个即可) 解析:由题设知⊥,即M在以AB为直径的圆上,且圆心为(-1,1),半径为,所以M的轨迹为(x+1)2+(y-1)2=2,而(-1,1)到直线y=x+2的距离为d==0,即直线过圆心,所以M到直线y=x+2的距离范围是[0,],所以点M到直线y=x+2的距离的整数值可以是0或1.
14.已知圆C:(x-3)2+(y-4)2=1,设点P是圆C上的动点.记d=|PB|2+|PA|2,其中A(0,1),B(0,-1),则d的最大值为________.
答案:74 解析:设P(x,y),则d=|PB|2+|PA|2=x2+(y+1)2+x2+(y-1)2=2(x2+y2)+2,x2+y2表示圆上任意一点到原点距离的平方,∴(x2+y2)max=(5+1)2=36,∴dmax=74.
15.(2025·云南师大附中月考)已知A,B为圆O:x2+y2=4上的两个动点,|AB|=2,点M是AB的中点.
(1)求点M的轨迹方程;
(2)若点P为直线x+y-4=0上的一个动点,求·的最小值.
解:(1)连接OM.易知圆O的圆心为O(0,0),半径为2,
∵M是AB的中点,|AB|=2,
∴OM⊥AB,|OM|==1.
∴点M的轨迹方程为x2+y2=1.
(2)·=(+)·(+)=(+)·(-)=2-3,
∵点P为直线x+y-4=0上的一个动点,点M在圆x2+y2=1上,圆心(0,0)到直线x+y-4=0的距离是4,
∴|PM|的最小值是3,∴·的最小值为6.
16.已知点A(-2,0),B(2,0),动点M满足|MA|=|MB|.
(1)求动点M的轨迹方程,并说明它表示什么曲线;
(2)设动点M的轨迹为C,对C上任意一点P,在x轴上是否存在一个与O (O为坐标原点)不重合的定点Q,使得为定值?若存在,求出该定点和定值;若不存在,说明理由.
解:(1)设M(x,y),由|MA|=|MB|,即|MA|2=2|MB|2,得(x+2)2+y2=2[(x-2)2+y2],化简可得x2+y2-12x+4=0,即为点M的轨迹方程,
它表示圆心为(6,0),半径为4的圆.
(2)设P(x1,y1),则x+y-12x1+4=0,
设Q(t,0)(t≠0),则()2===,
要使为定值,则=,即3t2-2t=0,解得t=0(舍去)或t=,
所以()2==,
故存在定点Q(,0),使得为定值.
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