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课时作业55
圆的方程
(总分:100分)
目基础巩固
8.(6分)(多选)圆C:(x-2)2+y2=1,点P(m,n)
为圆C上的动点,则下列结论正确的是()
1.6分)若a∈人2,-10,,1则方程x2+y2+
A二的数大监为写
m
ax+2ay+2a2十a一1=0表示的圆的个数为
B.m2+n2的最大值为3
C.m2十n2的最大值为9
A.1
B.2
C.3
D.4
D.”无最大值
2.(5分)点(-1,-1)在圆(x+a)2+(y-a)2=4
m
的内部,则a的取值范围是
()
9.(5分)点A(-2,2)为圆C:(x-2)2+(y-a)2
A.-1<a<1
B.0<a1
16上一点,点B在圆C上运动,点M满足AM=
C.a<-1或a>1D.a=±1
号店,则点M的统迹方程为
3.(5分)已知O(0,0),A(3,0),动点P(x,y)满足
PA=2,则动点P的轨迹方程为
得分
(
)
IPO
10.(5分)(2024·江西九江二模)欧拉于1765年在他
A.(x-1)2+y2=4
的著作《三角形的几何学》中首次提出定理:三角
B.x2+(y+1)2=4
形的重心、垂心和外心共线.这条线称为三角形
C.(x+1)2+y2=4
的欧拉线.已知A(0,2),B(4,2),C(a,一1),且
D.(x+1)2+(y+1)2=4
△ABC为圆x2+y2+Ex+Fy=0的内接三角
4.(5分)已知圆M过点O(0,0),A(2,0),B(2,-2),
形,则△ABC的欧拉线方程为
则圆M的标准方程是
()
得分
A.(x-1)2+(y+1)2=2
11.(16分)已知圆C的圆心为直线x+y一2=0与
B.(x-1)2+(y-1)2=2
直线3x一y一6=0的交点,且圆C的半径为√5.
C.(x+1)2+(y+1)2=2
得分
D.(x+1)2+(y-1)2=2
5.(5分)已知点A,B在直线1:x-2y-2=0上运
(1)求圆C的标准方程;
(2)若点P为圆C上任意一点,M(8,0),点Q满
动,且|AB|=2√5,点C在圆(x+1)2+y2=5上,
足PM=2QM,求点Q的轨迹方程.
则△ABC的面积的最大值为
(
A.8
B.5
C.2
D.1
6.(5分)在平面直角坐标系中,四点坐标分别为
A(2,0),B(3,2-√5),C(1,2+√3),D(4,a),若
它们都在同一个圆周上,则a的值为
()
A.0
B.1
C.2
D.√3
7.(6分)(多选)已知方程x2+y2-4x+8y+2a=
0,则下列说法正确的是
()
A.当a=10时,表示圆心为(2,一4)的圆
B.当a<10时,表示圆心为(2,一4)的圆
C.当a=0时,表示的圆的半径为2√5
D.当a=8时,表示的圆与y轴相切
(横线下方不可作答)
381☐
第八章平面解析几何
12.(17分)已知圆C的方程为x2+y2-2x+4y-
素养提升
m=0.
得分
(1)若点A(m,一2)在圆C的内部,求m的取值
13.(5分)(2024·陕西商洛三模)已知P(x0y)是
范围;
圆C:x2十y2一2x一2y+1=0上任意一点,则
(2)当m=4时,设P(x,y)为圆C上的一个动
y。+1
的最大值为
点,求(x一4)2+(y一2)2的最小值.
x0-3
B.一2
1
A.-2
C.-4-7
D二4+7
3
3
14.(5分)在△ABC中,若角A,B,C的对边分别为
a,b,c,则△ABC的面积S=
√p(p-a)p-b)(p-c),其中p=a+b+c
该公式称为海伦公式,该公式可推广到平面四边
形:若四边形ABCD内接于圆E,且四边长分别
为a,b,c,d,则四边形ABCD的面积S=
√(p-a)(p-b)(p-c)(p-d),其中p=
a十b十c+d,若面积为123的四边形ABCD
2
内接于圆E,A(-1,0),B(5,0),点C,D在x轴
上方,且|AD=6,|BC|=CD|,则圆E的标
准方程为
(
A.(x-3)2+(y-3)2=63
4
B.(x-2)2+-
3V3263
2
4
C.(x-3)2+(y-√5)=12
D.(x-2)2+(y-W3)=12
/创新训练
15.(5分)(2024·湖南长沙一中月考)已知动点P在
圆M:(x-m+1)2+(y-m)2=1上,动点Q在
曲线y=lnx上.若对任意的m∈R,|PQ|≥n
恒成立,则n的最大值是
得分
红对勾·讲与练
382
高三数学的方程为y-2=子(红-6),中x
7y十8=0,故C错误;AC+
CB=AC+CB=AB=
√+7产=5√2,即“将军饮马”走过
的总路程为5√2,故D错误.故选B.
课时作业55圆的方程
1.B若方程x2十y2十ax十2ay十2a2十
a-1=0表示圆,则a2十(2a)2
4(2a2+a-1)=-3a°-4a十4>
0→(3a-2)(a十2)<0,解得-2<
a<÷又ae←2-10o1
3,
所以a=-1或a=0,即方程x2十
y2十ax+2ay十2a2十a-1=0表示
的圆的个数为2.故选B.
2.A因为点(-1,-1)在圆(x十a)2+
(y-a)2=4的内部,所以(-1十a)2+
(一1一a)2<4,化简得a2<1,解得
-1<a<1.故选A.
3.C由题可知PA=4|PO2,所
以(x-3)+y2=4(x2十y2),化简得
(x十1)2+y2=4.故选C.
4.A由O(0,0),A(2,0)在圆M上,故
圆心在直线x=1上,由A(2,0),
B(2,一2)在圆M上,故圆心在直线
y=-1上,即圆心M(1,-1),半径
r=1十1=√2,故圆M的方程为
(x-1)2十(y+1)=2.故选A.
5.A设圆心到直线的距离为d,C到直
线的距离为d1,又圆心坐标为(一1,
0),则4=一1二2=3,又半径为
5
√5
V5,则当d1最大时,d1=d+√5=
后+厅,北时△ABC面积也最大,
3
8.故选A
6.C设圆的方程为x2十y2十Dx十
Ey十F=0,由题意得
(22+2D+F=0,
32+(2-5)+3D+(2-5)E+F=0,
1+(2+5)+D+(2+3)E+F=0,
D=-4,
解得{E=-4,所以x2十y2-4x
F=4,
4y十4=0,又因为点D(4,a)在圆上,
所以42+a2-4X4-4a+4=0,解
得a=2.故选C.
7.BCD由题意,方程x2十y2-4x十
8y十2a=0可化为(x-2)2十(y十
4)2=20-2a,当a=10时,20-2a=
0,方程不表示圆,所以A错误;当a<
10时,20一2a>0,方程表示圆心为
2对勾·讲与练·高三数学
(2,一4)的圆,所以B正确;当a=0
时,方程表示的圆的半径为2√5,所以
C正确:当a=8时,可得20-2a=4,
方程表示的圆的半径为2,又圆心坐标
为(2,一4),所以圆心到y轴的距离等
于半径,所以圆与y轴相切,所以D正
确.故选BCD.
8.AC如图,圆C:(x-2)2十y2=1的
圆心为C(2,0),半径为r=1,
P.
0
设k=”(m≠0),则km-n=0,因
为点P在圆上,所以26
≤1,解
V1十k2
得-≤k≤,故”的取值范图是
3
3
m
了,3],故A正魔D错误;图为
「31
m十n的几何意义为点P到原点距
离的平方,又点P到原点的距离的取
值范围为[1,3],所以m2十n的取值
范围为[1,9],故m2+n2的最大值为
9,故B错误,C正确.故选AC.
9.x2十(y-2)2=4
解析:因为点A(-2,2)在圆上,所以
(-2-2)十(2-a)”=16,解得a=
2.设点M(xy),B(xoyo),则由
A成=A应.可得(x+2-2》
(x。十2,。-2),解得x。=2x+2,
1
y。=2y-2,又因为点B(x。yo)满足
圆的方程,代入可得(2x十2-2)2十
(2y-2-2)2=16,化简得x2十(y
2)2=4.
10.y=1
解析:依题意
22+2F=0,
解得
42+22+4E+2F=0,
二二片以周的方框方:一
y2-4x-2y=0,即(x-2)2+(y-
1)2=5,故圆心坐标为(2,1),即
△ABC的外心坐标为(2,1),△ABC
的重心坐标为(号,,又点2,…
(专)均在直线y=1上,所以
△ABC的欧拉线方程为y=1.
11.解:(1)由
。用
=2则圆心为(2,0),半径为5,
y=0,
-612-
所以圆C的标准方程为(x一2)2十
y2=5.
(2)设P(xoy),Q(x,y).
由PM=2QM,可得(8-xo,-yo)=
2(8-x,-y),
则。=2红-8·又点P在圆c上,
lyo=2y,
所以(x。-2)2十y6=5,
即(2x-10)2+4y2=5,
化简得(x一5)十y=4
所以点Q的轨迹方程为(x一5)2+
y=4
5
12.解:(1)圆C的方程即(x一1)2+(y+
2)2=5十m,所以m>-5,
再根据点A(m,一2)在圆C的内部,
可得(m-1)2+(-2+2)2<5十m,
解得-1<m<4.
(2)当=4时,圆C的方程即(x一
1)2+(y+2)2=5+4=9,而(x
4)+(y一2)2表示圆C上的点P(x,
y)到点H(4,2)的距离的平方,
由于|HC=√(4-1)2+(2+2)=
5,故(x-4)2+(y-2)2的最小值为
(5-3)2=4.
BD授=≠3,度形
得k。-3)-y。-1=0,则0十日
x0-3
的几何意义为直线k(x一3)一y一
1=0(x≠3)的斜率,圆C:x2+y2
2x-2y十1=0即(x-1)2+(y
1)2=1,所以圆C的圆心为(1,1),半
径为1.因为P(xoyo)是圆C:x2+
y2-2x-2y十1=0上任意一点,所
以圆C与直线k(x一3)一y一1=
0(x≠3)有公共点,即圆心C(1,1)
到直线k(x-3)-y-1=0(x≠3)
的距离不大于圆C的半径,所以
11-3)k-1-1≤1,解得
√k2+1
二4-≤k≤y2.即+1
3
x0-3
的最大值为二4故选D,
3
14.D由题意得|AB=6,设BC|=
1CD=x,则力=6+6+x十工
2
6十x,则四边形ABCD的面积S=
√xX6=6x=125,所以x=
2√3.在△ABD中,由余弦定理得
|BD12=62+62-2X62×c0sA=
72-72cosA,在△BCD中,BD2=
(2W5)2+(2W5)2-2X(25)2cosC=
24一24cosC,又四边形ABCD内接于
圆E,所以C=π一A,所以72一
72c0sA=24十24cosA,解得c0sA=
2又A∈(0,,所以A=号,所以
圆E是正三角形BAD的外接圆,其半
径r=
6
=23,又A(-1,0),
π
2sin 3
B(5,0),其中AB的垂直平分线的方
程为工=一1十5=2,故圆心横坐标
2
为2,设圆心纵坐标为n(n>0),故
(5-2)2十n2=r2=12,解得n=
√3,故等边三角形ABD的外接圆的
圆心为(2,3),故所求圆的方程为
(x-2)2十(y-√5)2=12.故选D.
15.√2-1
解析:由题意可知PQ≥QM
r=QM一1,当且仅当点P在线段
QM上时,等号成立,所以求PQ的
最小值即为求QM的最小值,因为
⊙M的圆心M(m-1,m)在直线y=
x十1上,动点Q到直线y=x十1的
距离即为|QM的最小值,当动点Q
在如图所示位置时动,点Q到直线y=
x十1的距离最小,
y
)=r+1
=x-1
-y=Inx
Q
-4-2024
对y=nx求导,得y=
,由
1,得x=1,则Q(1,0),则|QM=
√2,因此|PQmn=√2-l,故n的最
大值是√2-1.
课时作业56直线与圆、
圆与圆的位置关系
1.D根据题意,直线l:x十n(y一1)=
0恒过定点P(0,1),又由圆C:x2
2x十y2-1=0,即(x十1)2十y2=2,
其圆心为C(-1,0),半径为r=√2,
由PC12=12+12=2=r2,得点P
在圆C上,则直线1与圆C相交或相
切.故选D.
2.C圆(x-1)2十y2=4与直线a.x
y十2=0相交于A,B两点,且
AB=2√3,则圆心(1,0)到直线
a1-y十2=0的距离d=a+2
√a+1
2=r,利用垂径定理得d十(3)2=
4,所以Q十2
=1,解得a=一4
3
√a2+1
故选C.
3.C由x2十y2-4x-4=0,得(x
2)十y2=8,则圆心C(2,0),半径r=
2√2,则|PC=4,PB=√16-8=
2√2,则四边形PACB的面积为
25mc=2×号×2×2E=8,故
选C.
4.D圆C1:x2十y2=1的圆心为C1(0,
0),半径r=1,圆C2:(x-a)十(y
4)2=36(a≥0)的圆心为C2(a,4),
半径R=6,由题意知AB|的最大值
等于12,故两圆外离,则|ABms=
|CC2十R十r=12,所以|CC2|=
√a+4=5.又a≥0,所以a=3.
故选D.
5.A圆C1,C2的圆心和半径分别为
C(1,0),C2(-2,4),r=√1T,R=
4,R-r<C1C2=5<R十r,故两
圆相交,将两个圆的方程作差得6x
8y十14=0,即公共弦所在的直线方
程为3x-4y十7=0,又知C2(-2,
4),R=4,则圆心C2(-2,4)到直线
3x-4y十7=0的距离d=
3×-2)-4×4+7=15=3,
√/32+42
5
所以公共弦长为2√4-3=2√7.
故选A.
6.B圆C的方程化为标准方程即为
(x-2)2十(y十1)2=4,所以圆心
C(2,-1),且半径r=2.而一条直线
被圆C所裁得的弦长为2,所以圆心
C(2,一1)到该直线的距离d=
P(号)=E百=6.记C到
其中一条直线的投影为H,则CH=
d=5,由对称性,得∠HPC=2
X
吾=晋,所以CP=
CH
6
sin∠HPC
5=25.故选B
π
sin 6
7.ACD直线1的方程变形为(2x十y一
7)m十x十y-4=0,令
2x十y-7=0解得=3所以
x十y-4=0,
y=1,
直线l恒过定,点P(3,1),故A正确;圆
C的圆心C(1,2),半径r=5,圆心
C(1,2)到x轴的距离为2,所以x轴被
圆C裁得的弦长为2√5-2=2√2I,
故B错误;当m=一2时,直线l:3x十
y一10=0,此时圆心C(1,2)到直线1
的距离d=3十2二101=0,而
W9+1
r-d=5-
0<4,所以当m=一2
2
时,圆C上恰有2个点到直线!的距离
-613-
等于4,故C正确;当PC⊥1时,弦长最
短,此时,=
1
1
1-2
=2,因
3-1
为直线1过定,点P(3,1),所以l的方程
为y-1=2(x-3),化简为2x-y
5=0,故D正确.故选ACD.
8.BD圆C1的圆y
心C1(1,2),半径
r1=1,圆C2的
圆心C2(3,4),半
径r2=√3,A错
误;CC2=
22>1+5,所
以圆C1和圆C2
相离,B正确;圆
C关于x轴对称的圆为Co:(x一
1)2十(y十2)2=1,C0(1,-2),连接
C。C2交x轴于点P1,连接P1C1,如图
所示,由圆的性质,得PM十PN≥
1PC1-1+IPC2-√3=|PC。+
1PC2-1-5≥|CC2-1-5=
2√10-1-5,当且仅当点P与P重
合,且M,N是线段P1C1,PC2分别
与圆C1和圆C2的交点时取等号,C错
误;设点P(t,0),过点P的圆C1的切
线的切,点为A,连接AC1,则PA=
√TPC1-AC12=
√(t-1)+22-1≥√5,当且仅当
t=1,即P(1,0)时取等号,D正确.故
选BD.
9.4x+3y+1=0
解析:圆C1的圆心为C1(1,0),半径为1,
圆C2的圆心为C,(5,3),半径为6,因为
|C1C21=√(5-1)+(3-0)F=
5=6一1,所以两圆内切,只有一条公切
线,将圆C1,C2的方程化为一般式得C:
x2+y2-2x=0,C2:x2+y2-10x
6y一2=0,两式相减得8x十6y十2=0,
即4x十3y十1=0,所以圆C1,C2的公切
线的方程为4x+3y十1=0.
10.2√3
解析:圆C:x2+y2-2ax-2y+1=
0,即(x-a)2+(y-1)2=a2,圆心
C(a,1),因为圆C关于直线x一y
1=0对称,所以a一1一1=0,解得
a=2,所以圆C:(x-2)2+(y一
1)2=4,圆心C(2,1),半径r=2,则
圆心C(2,1)到x轴的距离d=1,所
以AB=2√r2-d2=2√3.
11.解:(1)由已知得,圆C:(x十1)2+
(y-3)=4,所以圆心坐标为(-1,
3),半径为2.
当直线l的斜率不存在时,直线1的方
程为x=1,此时直线与圆C相切,满
足题意;
参考答案·2。