内容正文:
高二数学
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. 已知点,,则直线的斜率为( )
A. B. C. D. 2
【答案】D
【解析】
【分析】利用两点的斜率公式计算可得.
【详解】因为,,所以直线的斜率.
故选:D.
2. 已知方程表示一个圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据得到不等式,求出答案.
【详解】,即,
由,解得,故实数的取值范围是.
故选:A
3. 直线在坐标轴上的截距之和为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【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】将直线方程化为截距式方程可得,
所以直线在轴上的截距为,在轴上的截距为,
因此直线在坐标轴上的截距之和为.
故选:D.
4. 圆上任意一点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】求出圆心到直线的距离,再加上半径,即为点到直线的距离的最大值.
【详解】圆的圆心为原点,半径为,
所以圆心到直线的距离为,
所以圆上任意一点到直线的距离的最大值为.
故选:C.
5. 一条光线从点射出,与轴交于点,经轴反射,则反射光线所在直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由光学知识可知点关于轴的对称点在反射光线上,利用两点坐标写出直线方程即可.
【详解】由题知,点关于轴的对称点在反射光线上,
所以反射光线所在直线的方程为,即.
故选:B.
6. 在平面直角坐标系中,过点的直线与轴,轴的正半轴分别交于,两点,则面积的最小值为( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
【答案】B
【解析】
【分析】先判断直线斜率的范围,然后求出直线方程和点的坐标,然后写出面积的表达式,最后利用基本不等式求出最小值即可.
【详解】因为过的直线与轴的正半轴有交点,所以直线的斜率.
设直线方程为,即.
则根据题意可知.
所以.
由基本不等式可得.
所以,
当且仅当时,即时等号成立,此时的面积最小值为6.
故选:B.
7. 已知点在圆上,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先化简变形,令,则,利用圆与直线的位置关系列不等式计算即可.
【详解】由题意,.
令,则,
由题知,圆与直线有公共点,故圆心到直线的距离,
整理得,解得,所以,
所以的取值范围为.
故选:A.
8. 若圆上总存在两个点到点的距离为6,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由题意可得圆与圆有两个交点,由两圆的位置关系求解即可.
【详解】由题知圆的标准方程为,
圆与圆有两个交点,
故,
解得.
故选:C.
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. 已知直线过点,且直线与圆相切,则直线的方程可能为( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【分析】通过斜率不存在、存在及直线与圆的位置关系计算即可.
【详解】由条件可知:与相切,
当斜率存在时,设斜率为,得,由直线与圆相切,
又圆心坐标为,
可得:,解得:,
此时切线方程为:,
即直线的方程:或,
故选:AC
10. 下列四个命题中正确的是( )
A. 向量是直线的一个方向向量
B. 直线与直线之间的距离为
C. 若直线与直线相互垂直,则实数的值为或0
D. 直线的倾斜角的取值范围是
【答案】BC
【解析】
【分析】直线方向向量的定义、平行线间距离公式,结合互相垂直两直线的性质、正弦函数的性质逐一判断即可.
【详解】A:直线的方向如果是,它的斜率为,
,所以直线的斜率为,因此选项不正确;
B:,
所以直线与直线之间的距离为,因此选项正确;
C:因为直线与直线相互垂直,
所以有,或,因此选项正确;
D:由直线的方程可知该直线的斜率为,
因为,所以,
设直线的倾斜角为,则有,
解得,或,所以选项不正确,
故选:BC
11. 过直线上任意一点作圆的两条切线,切点分别为,则( )
A. 当为等边三角形时, B. 的最小值为4
C. 的最小值为 D. 直线过定点
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用余弦定理和勾股定理计算可判断A,B,根据三角形等面积法计算得,可计算并判断C,通过设点的坐标为,可得以线段为直径的圆的方程为,与圆方程联立可得交线的方程为,从而可得出定点判断D.
【详解】
对于A,若为等边三角形,则,
又,根据余弦定理,,故A正确;
对于B,由,得,故B错误;
对于C,在中,根据等面积法,可得,
得,故C正确;
对于D,设点的坐标为,
以线段为直径的圆的方程为,整理得,
将代入可得直线的方程为,可知点一定在直线上,故D正确.
故选:ACD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知直线,,若,则_____.
【答案】-1
【解析】
【分析】根据两直线平行的条件进行求解即可.
【详解】因为直线和平行,
所以且,所以解得.
故答案为:-1.
13. 已知,两点到直线的距离相等,则_____.
【答案】或
【解析】
【分析】利用点到直线的距离公式进行求解即可.
【详解】因为,两点到直线的距离相等,
所以有或,
解得或.
故答案为:或
14. 已知点,是圆上位于第三象限内的不同两点,,则的最大值为___________.
【答案】
【解析】
【分析】如图作辅助线,观察可得,利用三角形的边角关系,结合三角恒等变换以及正弦函数的性质可求得最值.
【详解】
如图,作直线,过点分别作直线的垂线,垂足分别为,
过作直线的垂线,垂足为,过作直线的垂线,垂足为,
则点到直线的距离为,点到直线的距离为,点到直线的距离为,
.
设,则.
又,所以,,
则,当时,取得最大值为,
所以,即的最大值为.
故答案为:.
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. 已知直线经过点,分别求出满足下列条件的直线的方程.
(1)与直线垂直;
(2)在轴上的截距为3;
(3)在坐标轴上的截距相等.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【解析】
【分析】(1)根据互相垂直两直线斜率的关系,结合直线点斜式方程进行求解即可;
(2)根据直线的斜截式方程,结合代入法进行求解即可;
(3)根据截距是否为零分类讨论进行求解即可.
【小问1详解】
,因此直线的斜率为,
因此直线的斜率为,
所以直线的方程为;
【小问2详解】
因为直线在轴上的截距为3,
所以设直线的方程为,把代入方程得,
因此直线的方程为;
【小问3详解】
因为直线在坐标轴上的截距相等,
所以设直线在坐标轴上的截距为,
当时,设直线的方程为,把代入方程得,
此时直线的方程为,
当时,设直线的方程为,把代入方程得,
此时直线的方程为,
因此直线的方程为,或.
16. 已知圆经过,,.
(1)求圆的方程;
(2)过点的直线与圆交于,两点,若,求直线的方程.
【答案】(1)
(2),或
【解析】
【分析】(1)利用待定系数法进行求解即可;
(2)根据圆的弦长公式,结合点到直线的距离公式进行求解即可.
【小问1详解】
设圆的一般方程为,其中,
把点,点,点的坐标代入圆的一般方程中,得
,
所以该圆的一般方程为;
【小问2详解】
过点的直线不存在斜率时,方程为,代入中,
得,显然只有一个交点,不符合题意;
当过点的直线存在斜率时,方程设为,
,圆心坐标为,半径为,
因为,且半径为,
所以圆心到直线的距离,
于是由点到直线距离公式,得或,
所以方程为,或.
17. 已知直线的方程为.
(1)求直线过定点的坐标;
(2)当为何值时,点到直线的距离最大?最大距离是多少?
【答案】(1)
(2)时,到直线的距离最大,最大距离是.
【解析】
【分析】(1)化简直线为,联立方程组,即可求解;
(2)根据题意,得到当与直线垂直时,点到直线的距离最大,列出方程,求得的值,得到直线方程,结合点到直线的距离公式,即可求解.
【小问1详解】
直线的方程可化为,
联立方程组,解得,
所以直线过定点的坐标为.
【小问2详解】
当与直线垂直时,点到直线的距离最大,
因为直线的斜率为,直线的斜率为,
所以,解得,即的方程为,
则点到直线的最大距离为,
故当时,到直线的距离最大,最大距离是.
18. 已知圆,圆.
(1)判断圆和圆的位置关系;
(2)求圆心在直线上,且与圆和圆都相外切的圆的方程;
(3)求圆和圆的公切线的方程.
【答案】(1)外离 (2)
(3),或,或,或
【解析】
【分析】(1)根据两圆圆心距、半径和差之间的关系进行判断即可;
(2)根据两圆外切的性质进行求解即可.
(3)根据圆的公切线性质,结合点到直线距离公式进行求解即可.
【小问1详解】
圆的圆心为,半径为,
圆,圆心为,半径为,
因为,
所以圆和圆外离;
【小问2详解】
设圆心在直线上,且与圆和圆都相外切的圆为圆,
因此圆的半径为,
直线的方程为,设圆的坐标为,
由,负值舍去,
圆的方程为
【小问3详解】
当两圆的公切线不存在斜率时,设直线方程为,
所以有,即公切线方程为;
当两圆的公切线存在斜率时,设直线方程为,
所以有,或
当时,有,代入中,
得,,或,
当时,,此时公切线方程为;
当时,,
此时公切线方程为;
当时,有,代入中,,
解得,
此时公切线方程为,
所以公切线方程为,或,或,或.
19. 已知圆的圆心与圆的圆心关于直线对称.
(1)求圆的标准方程;
(2)若直线交圆于,两点,点,证明:当不断变化时,轴始终平分;
(3)设为圆上任意一点,过点作圆的切线,切点为,试探究:平面内是否存在一定点,使得为定值?若存在,请求出定点的坐标,并指出相应的定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)证明:
设,,且,
联立方程组,整理得,
则,且,,
则,
所以当不断变化时,轴始终平分.
(3)存在定点,此时为定值或存在定点,此时为定值.
【解析】
【分析】(1)根据题意,分别求得圆和圆的圆心坐标和半径,结合圆心与圆心关于直线对称,列出方程组,求得的值,即可求解;
(2)联立方程组,得到,结合韦达定理,求得,即可得证;
(3)设,由为圆的切线,得到,得到方程,结合方程的恒成立,列出方程组,求得的值,进而得到答案.
【小问1详解】
由圆,可得圆的圆心为,半径为,
又由圆,可得圆心为,半径为,
因为圆心与圆心关于直线对称,
可得,解得,
所以圆的标准方程为.
【小问2详解】
略;
【小问3详解】
假设存在定点,使得为定值,设,,,
因为点在圆上,所以,则,
因为为圆的切线,所以,
所以,,
所以,
整理得(),
若使()对任意恒成立,则,可得,
代入③整理得,解得或,
所以或,
所以存在定点,此时为定值或存在定点,此时为定值.
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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. 已知点,,则直线的斜率为( )
A. B. C. D. 2
2. 已知方程表示一个圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3. 直线在坐标轴上的截距之和为( )
A. B. C. D.
4. 圆上任意一点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
5. 一条光线从点射出,与轴交于点,经轴反射,则反射光线所在直线的方程为( )
A. B. C. D.
6. 在平面直角坐标系中,过点的直线与轴,轴的正半轴分别交于,两点,则面积的最小值为( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
7. 已知点在圆上,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
8. 若圆上总存在两个点到点的距离为6,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
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. 已知直线过点,且直线与圆相切,则直线的方程可能为( )
A. B. C. D.
10. 下列四个命题中正确的是( )
A. 向量是直线的一个方向向量
B. 直线与直线之间的距离为
C. 若直线与直线相互垂直,则实数的值为或0
D. 直线的倾斜角的取值范围是
11. 过直线上任意一点作圆的两条切线,切点分别为,则( )
A. 当为等边三角形时, B. 的最小值为4
C. 的最小值为 D. 直线过定点
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知直线,,若,则_____.
13. 已知,两点到直线的距离相等,则_____.
14. 已知点,是圆上位于第三象限内的不同两点,,则的最大值为___________.
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. 已知直线经过点,分别求出满足下列条件的直线的方程.
(1)与直线垂直;
(2)在轴上的截距为3;
(3)在坐标轴上的截距相等.
16. 已知圆经过,,.
(1)求圆的方程;
(2)过点的直线与圆交于,两点,若,求直线的方程.
17. 已知直线的方程为.
(1)求直线过定点的坐标;
(2)当为何值时,点到直线的距离最大?最大距离是多少?
18. 已知圆,圆.
(1)判断圆和圆的位置关系;
(2)求圆心在直线上,且与圆和圆都相外切的圆的方程;
(3)求圆和圆的公切线的方程.
19. 已知圆的圆心与圆的圆心关于直线对称.
(1)求圆的标准方程;
(2)若直线交圆于,两点,点,证明:当不断变化时,轴始终平分;
(3)设为圆上任意一点,过点作圆的切线,切点为,试探究:平面内是否存在一定点,使得为定值?若存在,请求出定点的坐标,并指出相应的定值;若不存在,请说明理由.
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