内容正文:
阶段质量检测(二)
(时间:120分钟 满分:150分)
一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.斜率为-3,且在x轴上截距为2的直线的一般方程是( )
A.3x+y+6=0 B.3x-y+2=0
C.3x+y-6=0 D.3x-y-2=0
C 解析:直线在x轴上的截距为2,即直线经过点(2,0),又直线的斜率为-3,由直线的点斜式方程得直线的方程为y=-3(x-2),即3x+y-6=0.故选C.
2.(2025·安徽高二月考)已知直线l1:(m+2)x+(m2-1)y-3=0与l2:3x+(m+1)y+m-5=0平行,则m=( )
A.-1或 B. C.-1 D.1
A 解析:当直线l1与l2的斜率都存在时,m≠±1,且-=-,即=3,解得m=,此时l1:6x+7y-4=0,l2:6x+7y-5=0,两直线平行,符合题意;
当直线l1与l2的斜率都不存在时,
解得m=-1,此时l1:x-3=0,l2:3x-6=0,两直线平行,符合题意.
所以m=-1或m=.
3.若点A(0,1)在圆O:x2+y2-2x+4my+2m2-1=0外,则实数m的取值范围为( )
A.(-1,-)
B.(-2,0)
C.(-∞,-1)∪(-,+∞)
D.(-∞,-2)∪(0,+∞)
D 解析:圆O化成标准方程为(x-1)2+(y+2m)2=2m2+2,
点A(0,1)在圆O外,则有(0-1)2+(1+2m)2>2m2+2,
即2m2+4m>0,解得m<-2或m>0.故选D.
4.直线l:kx-y-1-2k=0(k∈R)与圆C:x2+y2=5的公共点个数为( )
A.0个 B.1个
C.2个 D.1个或2个
D 解析:直线l:kx-y-1-2k=0(k∈R)为k(x-2)-y-1=0,故l过定点(2,-1),在圆x2+y2=5上,故直线l与圆相切或相交,公共点个数为1个或2个.故选D.
5.(2025·南京师大附中高二阶段练习)l1,l2是分别经过A(1,1),B(0,-1)两点的两条平行直线,当l1,l2间的距离最大时,直线l1的方程为( )
A.x+2y-3=0 B.x-2y-3=0
C.2x-y-1=0 D.2x-y-3=0
A 解析:当两条平行直线与AB垂直时,两条平行直线的距离最大.因为k==2,所以k1=-,所以l1的方程为y-1=-(x-1),即x+2y-3=0.故选A.
6.已知圆C1:x2+y2-2x+my+1=0(m∈R)的面积被直线x+2y+1=0平分,圆C2:(x+2)2+(y-3)2=25,则圆C1与圆C2的位置关系是( )
A.外离 B.相交 C.内切 D.外切
B 解析:因为圆C1的面积被直线x+2y+1=0平分,所以圆C1的圆心(1,-)在直线x+2y+1=0上,
所以1+2×(-)+1=0,解得m=2,所以圆C1的圆心为(1,-1),半径为1.
因为圆C2的圆心为(-2,3),半径为5,
所以|C1C2|==5,
所以5-1<|C1C2|<5+1,所以圆C1与圆C2相交.
7.(2025·湛江高二期中)某地A,B两厂在平面直角坐标系上的坐标分别为A(0,0),B(-2,0),一条河所在直线的方程为x+2y-5=0.若在河上建一座供水站P,则到A,B两点距离之和的最小值为( )
A.4 B.32
C.4 D.48
A 解析:如图,设A关于直线x+2y-5=0对称的点为A′(a,b),
则得即A′(2,4),易知|PA|=|PA′|,当A′,P,B三点共线时,|PA|+|PB|=|PA′|+|PB|取得最小值,
最小值为|A′B|==4.故选A.
8.若直线l:kx-y+4+2k=0与曲线y=有两个交点,则实数k的取值范围是( )
A.{k|k=±1} B.{k|k<-}
C.{k|-1≤k<-} D.{k|-1≤k<}
C 解析:由题意,直线l的方程可化为k(x+2)-y+4=0,所以直线l恒过定点A(-2,4).y=可化为x2+y2=4(y≥0),该方程表示以(0,0)为圆心,以2为半径的圆的x轴及其上方的部分,如图.
当l与该曲线相切时,圆心(0,0)到直线l的距离d==2,解得k=-.
设半圆与x轴正半轴的交点为B,则B(2,0),所以kAB==-1.由图可得,若要使直线l与曲线y=有两个交点,则-1≤k<-.
二、选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.(多选)(2025·红河州高二月考)关于直线l:x+3y-1=0,则( )
A.倾斜角为-30°
B.斜率为-
C.在y轴上的截距为
D.与直线m:2x+6y+3=0的距离为
BCD 解析:直线l:x+3y-1=0,即y=-x+,
所以直线的斜率为-,倾斜角为150°,在y轴上的截距为,故A错误,B正确,C正确,又l:2x+6y-2=0,直线m:2x+6y+3=0,
所以两直线间的距离为=,故D正确.
10.(多选)已知圆C1:(x-3)2+y2=1,C2:x2+y2=a2(a>0),则下列结论正确的有( )
A.若圆C1和圆C2相交,则2<a<4
B.若圆C1和圆C2外切,则a=2
C.当a=时,圆C1和圆C2有且仅有一条公切线
D.当a=3时,圆C1和圆C2相交弦长为
ABD 解析:由题意可知圆C1:(x-3)2+y2=1的圆心C1(3,0),半径r1=1;
圆C2:x2+y2=a2(a>0)的圆心C2(0,0),半径r2=a,则|C1C2|=3,
对于选项A,若圆C1和圆C2相交,则|r1-r2|<|C1C2|<r1+r2,
即|a-1|<3<a+1,解得2<a<4,故A正确;
对于选项B,若圆C1和圆C2外切,则|C1C2|=r1+r2,即3=a+1,解得a=2,故B正确;
对于选项C,当a=时,由选项A可知圆C1和圆C2相交,
所以圆C1和圆C2有且仅有2条公切线,故C错误;
对于选项D,当a=3时,由选项A可知圆C1和圆C2相交,
且圆C1:x2+y2-6x+8=0,圆C2:x2+y2=9,
两圆方程作差得x=,即公共弦所在直线的方程为x=,
圆心C2(0,0)到直线x=的距离d=,
所以公共弦长为2=,故D正确.故选ABD.
11.已知圆C:(x+1)2+y2=4,过点M(0,m)的直线交圆于A,B两点,则下列说法正确的是( )
A.当m=1时,|AB|的最小值是
B.当m=时,|AM|的取值范围是[2-,2+]
C.当m=2时,·为定值
D.当m=-2,且|AB|=2|AM|时,∠ACB=120°
BCD 解析:当m=1时,M(0,1),则|MC|=<2,点M在圆内.当MC为线段AB的垂直平分线时,|AB|min=2=2=2,A项错误.
当m=时,M(0,),则|MC|==<2,点M在圆内.
由圆的性质知,|AM|min=2-,|AM|max=2+,故|AM|的取值范围是[2-,2+],B项正确.
当m=2时,M(0,2)在圆外,当直线AB的斜率存在时,设其方程为y=kx+2,并设A(x1,y1),B(x2,y2),联立可得(1+k2)x2+(4k+2)x+1=0.当Δ>0时,
x1x2=,=(x1,y1-2),=(x2,y2-2),
∴·=x1x2+(y1-2)(y2-2)=x1x2+k2x1x2=(1+k2)x1x2=(1+k2)·=1.
当直线AB的斜率不存在时,直线为x=0,则A(0,),B(0,-),所以·=(0,-2)·(0,--2)=1.综上·为定值,C项正确.
当m=-2时,|MC|=>2 ,点M(0,-2)在圆外.设CH⊥AB,垂足为H,则AH=BH.由|AB|=2|AM|,知|AM|=|AH|.设|AM|=|AH|=x,
则()2-(2x)2=22-x2,解得x=,所以在Rt△ACH中,sin ∠ACH=,故∠ACH=60°,所以∠ACB=2∠ACH=120°,D项正确.故选BCD.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分.请把正确答案填在题中的横线上)
12.已知点A(-2,1),B(1,-2),直线y=2上一点P,使|AP|=|BP|,则P点坐标为________.
答案:(2,2) 解析:设P(x,2),因为点A(-2,1),B(1,-2),直线y=2上一点P,使|AP|=|BP|,所以=,解得x=2,所以P(2,2).
13.直线l:x+λy+2-3λ=0(λ∈R)恒过定点______,P(1,1)到该直线的距离的最大值为________.
答案:(-2,3) 解析:直线l:x+λy+2-3λ=0(λ∈R),即λ(y-3)+x+2=0,令解得x=-2,y=3.
所以直线l恒过定点Q(-2,3),P(1,1)到该直线的距离的最大值为|PQ|==.
14.(2025·泰安高二期中)已知A(-3,0),B(3,0),点C,D满足||=3,=+,则D点的轨迹方程为________________.
答案:(x-1)2+y2=1 解析:∵A(-3,0),又||=3,∴C点的轨迹方程为(x+3)2+y2=9,∵=+,∴3=2+,
∴2(-)=-,∴2=,
设D(x,y),C(m,n),又B(3,0),∴2(x-3,y)=(m-x,n-y),
∴∴
∴C(3x-6,3y),又C在圆(x+3)2+y2=9上,∴(3x-3)2+9y2=9,化简得(x-1)2+y2=1,
∴D点的轨迹方程为(x-1)2+y2=1.
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(13分)已知△ABC的两条高线所在直线方程分别为2x-3y+1=0和x+y=0,顶点A(1,2).求:
(1)边BC所在的直线方程;
(2)△ABC的面积.
解:(1)因为A点不在两条高线上,由两条直线垂直的条件假设kAB=-,kAC=1.
所以边AB,AC所在的直线方程为3x+2y-7=0,x-y+1=0.
由得B(7,-7),
由得C(-2,-1),
所以边BC所在的直线方程为2x+3y+7=0.
(2)因为|BC|=,点A到边BC的距离d=,所以S△ABC=×d×|BC|=××=.
16.(15分)已知以点P为圆心的圆经过点A(-1,0)和B(3,4),线段AB的垂直平分线交圆P于点C,D,且|CD|=4.
(1)求直线CD的方程;
(2)求圆P的方程.
解:(1)由题意知,直线AB的斜率k=1,中点坐标为(1,2).又AB⊥CD,故直线CD的斜率为-1,则直线CD的方程为y-2=-(x-1),即x+y-3=0.
(2)设圆心P(a,b),由点P在CD上得a+b-3=0. ①
又直径|CD|=4,∴|PA|=2,∴(a+1)2+b2=40. ②
由①②解得或
∴圆心P(-3,6)或P(5,-2),
∴圆P的方程为(x+3)2+(y-6)2=40或(x-5)2+(y+2)2=40.
17.(15分)已知圆C的圆心为C(-1, 4),且与x轴相切.
(1)求C的方程;
(2)设直线l:x+y+m=0与C交于A,B两点,从条件①∠ACB=120°;②|AB|=4中选择一个作为已知条件,求m的值.
注:如果选择两个条件分别解答,按第一个解答计分.
解:(1)因为圆C的圆心为C(-1,4),且与x轴相切,所以圆C的半径r=4,所以圆C的方程为(x+1)2+(y-4)2=16.
(2)选①,因为∠ACB=120°,|CA|=|CB|=4,所以|AB|==4,
所以圆心C到直线l:x+y+m=0的距离d===2,即=2,解得m=±2-3.
选②,因为|AB|=4,所以圆心C到直线l:x+y+m=0的距离d===2,即=2,解得m=±2-3.
18.(17分)已知圆C经过坐标原点O,圆心在x轴正半轴上,且与直线3x+4y-8=0相切.
(1)求圆C的标准方程;
(2)直线l:y=kx+2与圆C交于A,B两点.
①求k的取值范围;
②证明:直线OA与直线OB的斜率之和为定值.
(1)解:由题意,设圆心为C(a,0)(a>0).因为圆C过原点,所以半径r=a.
又圆C与直线3x+4y-8=0相切,所以圆心C到直线的距离d==a⇒a=1或a=-4(舍去),
所以圆 C的标准方程为(x-1)2+y2=1.
(2)①解:将直线l代入圆的方程可得(k2+1)x2+(4k-2)x+4=0.因为有两个交点,
所以Δ=(4k-2)2-16(k2+1)>0,解得k<-,即k的取值范围是(-∞,-).
②证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),由根与系数的关系得
所以kOA+kOB=+=+=+2k=+2k=1.即直线OA,OB斜率之和为定值.
19.(17分)在平面直角坐标系xOy中,已知圆心在第二象限,半径为2的圆C与直线y=x相切于坐标原点O.
(1)求圆C的方程;
(2)试探求C上是否存在异于原点的点Q,使Q到定点F(4,0)的距离等于线段OF的长?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)设圆C的圆心为C(a,b),则圆C的方程为(x-a)2+(y-b)2=8.
因为直线y=x与圆C相切于原点O,所以O点在圆C上,且OC垂直于直线y=x,
联立解得或
由于点C(a,b)在第二象限,故a<0,b>0,
所以圆C的方程为(x+2)2+(y-2)2=8.
(2)假设存在点Q符合要求,设Q(x,y),则有解得x=或x=0(舍去),所以存在点Q(,),使Q到定点F(4,0)的距离等于线段OF的长.
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