内容正文:
2.4 圆的标准方程
题型一 圆的一般方程与标准方程的相互转化
1.圆的半径为( )
A. B. C. D.
2.已知表示圆,则下列结论正确的是( )
A.圆心坐标为 B.当时,半径
C.圆心到直线的距离为 D.当时,圆面积为
3.圆的圆心坐标为_________.
4.已知过点的动直线l与圆相交于不同的两点A,B.
(1)求圆的圆心坐标;
(2)求线段的中点M的轨迹C的方程.
题型二 二元二次方程表示的曲线与圆的关系
5.若方程表示一个圆,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.下列命题正确的是( )
A.直线在轴和轴上的截距相等,则直线的斜率为
B.直线过定点
C.若,是方程的两个实根,则点在圆外
D.若方程表示圆,则正数的取值范围是
7.若方程为圆的方程,则的值为______.
8.已知方程:()表示的图形是圆.
(1)求t的取值范围;
(2)求圆心的轨迹方程;
(3)求其中面积最大的圆的方程.
题型三 求圆的一般方程
9.以,为直径的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
10.已知的三个顶点的坐标分别为,,,则下列中说法正确的有( )
A.边上的高所在直线的方程
B.的外接圆的方程为
C.的面积为12
D.直线在轴上的截距为7
11.,,.三角形的外接圆方程为_______.
12.已知等腰直角的三个顶点为,,,且.
(1)求点C的坐标;
(2)若点D是中点,求的外接圆方程.
题型四 圆过定点问题
13.圆恒过的定点为( )
A. B.
C. D.
14.已知二次函数交轴于两点(不重合),交轴于点.圆过三点.下列说法正确的是( )
A.圆心在直线上 B.的取值范围是
C.圆半径的最小值为 D.存在定点,使得圆恒过点
15.对任意实数,动圆恒过两个定点,请写出一个定点坐标______.
16.已知函数的图象与轴交于、两点,与轴交于点.
(1)求经过、、三点的圆的方程;
(2)圆是否经过某定点(其坐标与无关)?请说明理由.
题型五 由圆的一般方程确定圆心和半径
17.已知圆的方程为,则圆心坐标为( )
A. B. C. D.
18.已知表示圆,则下列结论正确的是( )
A.圆心坐标为
B.当时,半径
C.圆心到直线的距离为
D.当时,圆面积为
19.已知圆的圆心坐标为,则的半径为______.
20.若圆过点,,.
(1)求圆的一般方程;
(2)求圆关于直线对称的圆的标准方程.
题型六 轨迹问题——圆
21.已知,,点P满足,点Q在圆上运动,点M在直线上运动,则的最小值为( )
A. B. C. D.
22.在平面直角坐标系中,已知点,,动点C满足,则( )
A.C的轨迹方程为 B.的面积最大值为3
C.的最大值为 D.B到直线AC的距离最大值为
23.已知直角三角形的斜边为,且,,则直角顶点的轨迹方程为________.
24.已知圆P经过点和,且圆心在直线:上.
(1)求圆的标准方程;
(2)若线段的端点D的坐标是,端点C在圆P上运动,求的中点的轨迹方程,并指出它的轨迹是什么图形.
题型七 判断点与圆的位置关系
25.已知圆的方程为,则下列点中在圆内的是( )
A. B. C. D.
26.在平面直角坐标系中,已知过点的直线与两坐标轴的正半轴分别交于,两点,则( )
A.当时,直线的方程为
B.当为的中点时,直线的斜率为
C.当面积最小时,其外接圆的方程为
D.点在的外接圆内
27.若为圆:上任意一点,点,则的取值范围为______.
28.已知圆,圆心在直线上,且圆心在第二象限,半径长为.
(1)求圆C的一般方程;
(2)判断和圆的位置关系.
题型八 点与圆的位置关系求参数
29.若点在圆:的内部,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
30.若点在圆:的外部,则实数可能的值为( )
A. B. C. D.
31.已知点为圆外一点,则的取值范围为______.
32.已知点是直线与直线的交点.
(1)求过点且与直线平行的直线的方程;
(2)求过点且在两坐标轴上截距相等的直线的方程;
(3)若点在圆的外部,求实数的取值范围.
题型九 圆的对称性的应用
33.若直线是圆的一条对称轴,则( )
A. B. C.1 D.-1
34.已知曲线,则( )
A.曲线M是轴对称图形
B.若点为曲线M上的点,则的最大值为
C.若圆C在曲线M的内部(含边界),则圆C面积的最大值为
D.曲线M围成的图形的面积为
35.若圆:上存在不同两点、关于直线对称,则实数________.
36.已知直线,圆.
(1)求与垂直的的直径所在直线的一般式方程;
(2)若圆与关于直线对称,求的标准方程.
题型十 定点到圆上点的最值(范围)
37.点在以为直径的单位圆上运动,则的最大值为( )
A. B. C. D.
38.已知点和圆,则下列说法正确的有( )
A.圆心,半径为
B.点在圆外
C.圆关于直线对称
D.设点是圆上任意一点,则的最大值为8
39.已知圆的圆心为(0,0),半径为3,圆的圆心为(0,0),半径为6,定点,A、B分别在圆和圆上,满足,则线段AB的取值范围是__________.
40.古希腊著名数学家阿波罗尼斯(约公元前262年至前190年)与欧几里得、阿基米德齐名,著有《圆锥曲线论》八卷.他发现平面内到两个定点的距离之比为定值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.已知在平面直角坐标系中,.点满足,设点的轨迹为曲线,
(1)求曲线的方程;
(2)若点,求的最小值和最大值.
(3)求曲线上的点到直线的最小距离.
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2.4 圆的标准方程
题型一 圆的一般方程与标准方程的相互转化
1.圆的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将圆的方程通过配方法由一般形式化为标准形式即可.
【详解】原方程为,分组配方得,
整理为圆的标准方程,
对比圆的标准方程 (为半径),可得半径 .
2.已知表示圆,则下列结论正确的是( )
A.圆心坐标为 B.当时,半径
C.圆心到直线的距离为 D.当时,圆面积为
【答案】BCD
【分析】化简圆的方程为,结合选项,分别求得圆心坐标和半径,以及圆心到直线的距离和圆的面积,即可得到答案.
【详解】对于A,由圆的方程,可化为,得圆心为,A不正确;
对于B,当时,得圆的方程,则圆的半径为,B正确;
对于C,由圆心为,得圆心到直线的距离为,C正确;
对于D,当时,得圆的方程为,则圆的半径为,圆的面积为,D正确.
故选:BCD.
3.圆的圆心坐标为_________.
【答案】
【详解】将方程转化为圆的标准方程得:,所以圆心坐标为.
4.已知过点的动直线l与圆相交于不同的两点A,B.
(1)求圆的圆心坐标;
(2)求线段的中点M的轨迹C的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,将圆的一般式化为标准式,即可得到结果;
(2)根据题意,由列出方程,化简即可得到结果.
【详解】(1)圆的方程可变形为,
故的圆心坐标为,半径为2.
(2)设,因为点M是的中点,,
,
故,
由此可得,
故轨迹方程为,轨迹是以圆心为,半径为的圆.
题型二 二元二次方程表示的曲线与圆的关系
5.若方程表示一个圆,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据圆的一般方程的要求列不等式求解即可.
【详解】方程表示一个圆,则,解得.
故选:D.
6.下列命题正确的是( )
A.直线在轴和轴上的截距相等,则直线的斜率为
B.直线过定点
C.若,是方程的两个实根,则点在圆外
D.若方程表示圆,则正数的取值范围是
【答案】BD
【分析】对于A,验证直线满足条件,但斜率不为,即可判断,对于B,将直线方程化为,求直线与直线的交点,由此确定直线所过的定点,判断B,对于C,由根与系数关系可得,,结合关系证明,由此判断C,对于D,结合圆的方程的特征列不等式求正数的范围,判断D.
【详解】对于A,直线在轴上的截距为,在轴上的截距为,
所以直线在轴和轴上的截距相等,但直线的斜率为,A错误,
对于B,方程可化为,
由可得,
所以直线过定点,B正确,
对于C,由,是方程的两个实根,可得,,
所以,
所以点在圆内,C错误,
对于D,方程表示圆,则,所以,又,
所以正数的取值范围是,D正确,
故选:BD
7.若方程为圆的方程,则的值为______.
【答案】1
【分析】根据圆的方程的形式,得,再代入验证求解.
【详解】若方程表示圆,则,即,
当时,方程,即,为圆的方程,成立,
当时,方程,即,不是圆的方程,故舍去,
所以
8.已知方程:()表示的图形是圆.
(1)求t的取值范围;
(2)求圆心的轨迹方程;
(3)求其中面积最大的圆的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)将圆的一般方程进行配方整理成圆的标准方程,由可得t的取值范围;
(2)设圆心坐标为,则,进行坐标替换即可得所满足的等式关系,即可得圆心的轨迹方程;
(3)根据,结合二次函数的性质即可得的最大值,从而得符合的圆的方程.
【详解】(1)原方程可整理为.
则,解得.
(2)设圆心坐标为,则,由得.
消去t可得,此即为圆心的轨迹方程,
(3)求圆面积最大即求圆半径最大,即半径的平方最大,
则,.
所以当时,的最大值为,此时圆的方程为.
题型三 求圆的一般方程
9.以,为直径的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】设圆上任意一点为,由题可得,据此可得圆方程.
【详解】设圆上任意一点为,因为圆直径,当不同于两点时,有,
当点与两点中任意一点重合时,可得或为,则.
综上对圆上任意一点,.从而,
即
10.已知的三个顶点的坐标分别为,,,则下列中说法正确的有( )
A.边上的高所在直线的方程
B.的外接圆的方程为
C.的面积为12
D.直线在轴上的截距为7
【答案】AB
【分析】由直线的点斜式方程求得边上所在的直线可判断A;设的外接圆的方程为,求出可判断B;求出直线的方程,利用点到直线的距离求出的高,再求出,利用三角形面积公式计算可判断C;求出直线的方程令,求出在轴上的截距可判断D.
【详解】对于A,因为边的斜率为,所以边上的高的斜率为,又经过,由直线的点斜式方程可得,即,故正确;
对于B,设的外接圆的方程为,
所以,解得,所以的外接圆的方程为,故正确;
对于C,直线的方程为,即为,到直线的距离为,,所以的面积为,故错误;
对于D,直线的方程为,即,令,所以在轴上的截距为,故错误.
故选:AB.
11.,,.三角形的外接圆方程为_______.
【答案】
【分析】设出三角形外接圆的一般式方程,利用待定系数法列式求解.
【详解】设的外接圆方程为,
依题意得,解得,
故所求圆的方程为.
故答案为:
12.已知等腰直角的三个顶点为,,,且.
(1)求点C的坐标;
(2)若点D是中点,求的外接圆方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据三角形形状以及垂直关系的向量表示,联立方程组可得,再由可得点的坐标为;
(2)求出,设出圆的一般方程,利用待定系数法计算可得其外接圆方程.
【详解】(1)由题意知
易知
因为,所以,即①,
又所以,即②,
将①式代入②式得,
又,所以,得,
点的坐标为.
(2)由题意知,
设的外接圆方程为,
代入点得,解得,
即,
即的外接圆方程为.
题型四 圆过定点问题
13.圆恒过的定点为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】将方程进行变形整理,解方程组即可求得结果.
【详解】圆的方程化为,
由得或,
故圆恒过定点.
故选:D.
14.已知二次函数交轴于两点(不重合),交轴于点.圆过三点.下列说法正确的是( )
A.圆心在直线上 B.的取值范围是
C.圆半径的最小值为 D.存在定点,使得圆恒过点
【答案】AD
【分析】由圆心在中垂线上可知A正确;根据可求得范围,知B错误;
求得坐标后,代入圆的方程可表示出,结合范围可求得,知C错误;
将圆的方程整理为,由此可求得定点,知D正确.
【详解】对于A,对称轴为,过两点的圆的圆心必在中垂线,即上,A正确;
对于B,与轴交于两点,,解得:,
即且,B错误;
对于C,设在左侧,由得:,则,
设圆:,又,
,解得:,
且,,C错误;
对于D,由C可知,圆:,
即,,
令,解得:或,圆恒过定点或,D正确.
故选:AD.
15.对任意实数,动圆恒过两个定点,请写出一个定点坐标______.
【答案】或
【分析】我们可以将动圆方程整理为关于的方程,然后根据对任意方程恒成立的条件来求解定点.
【详解】将原方程整理为:
因为对于任意,该方程恒成立,所以的系数和常数项都必须为,即:
由第一个方程,代入第二个方程得:
将代入,得.
所以,定点坐标为或.
故答案为:或
16.已知函数的图象与轴交于、两点,与轴交于点.
(1)求经过、、三点的圆的方程;
(2)圆是否经过某定点(其坐标与无关)?请说明理由.
【答案】(1)或
(2)是,理由:
由(1)知圆的方程为或,
令,解得或,
故圆过定点和.
【分析】(1)设圆的方程为,在该圆的方程中,令,可知方程与方程是同一个方程,可得出、的值,然后令,得到方程,此方程有一个根为,可求出的值,即可得出圆的方程;
(2)在圆的方程中,令,可求出圆所过定点的坐标.
【详解】(1)由题意知,解得或,
设所求圆的方程为,
由题意知函数的图象与两坐标轴的三个交点即为圆与坐标轴的交点.
在圆的方程中,令,得,这与是同一个方程,故,.
令,得,此方程有一个根为,代入此方程得,解得,
综上可知,圆的方程为或
(2)略
题型五 由圆的一般方程确定圆心和半径
17.已知圆的方程为,则圆心坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将圆的方程配成标准式,即可确定圆心坐标.
【详解】圆,即,
所以圆心为.
故选:C.
18.已知表示圆,则下列结论正确的是( )
A.圆心坐标为
B.当时,半径
C.圆心到直线的距离为
D.当时,圆面积为
【答案】BC
【分析】写出圆的标准方程确定圆心和半径,再结合各项的描述判断正误.
【详解】将方程配方化为,
所以圆心为,半径为,故A错误;
当时,半径为,B正确;
圆心到直线的距离为,C正确;
当时,半径为3,圆面积为,D错误.
故选:BC
19.已知圆的圆心坐标为,则的半径为______.
【答案】
【分析】根据圆的一般方程配方得到圆的标准方程,求出圆心坐标的表达式 ,求出、,进而计算出半径即可.
【详解】由,有,
因为圆心坐标公式为,所以,,
所以的半径为.
故答案为:
20.若圆过点,,.
(1)求圆的一般方程;
(2)求圆关于直线对称的圆的标准方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)代入三点坐标利用待定系数法求圆的一般方式.
(2)要求圆关于直线的对称圆,只需求出圆心关于直线的对称点,再根据对称前后的圆半径相等即可求解.
【详解】(1)设圆的一般方程为,则
,解得,
∴圆的一般方程为.
(2)
由(1)得圆的圆心为,半径,圆半径为.
设,则,且的中点在直线上,
∴,解得,
∴圆的标准方程为.
题型六 轨迹问题——圆
21.已知,,点P满足,点Q在圆上运动,点M在直线上运动,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先求点的轨迹方程,已知,设利用两点间距离公式列出等式,得到点的轨迹是一个圆,然后用将军饮马模型,把折线距离转化为直线距离,最后化简计算.
【详解】设,由得,,
整理得,所以点P在以为圆心,半径为2的圆上.
点Q在圆上运动,该圆的圆心为,半径为1,如图,
有图可知,当,时,才有可能取得最小值,
设圆与圆关于直线对称,则,
连接,则,
当C,M,三点共线时,取得最小值.
设,则,解得,即,
所以,则的最小值为.
故选:C
22.在平面直角坐标系中,已知点,,动点C满足,则( )
A.C的轨迹方程为 B.的面积最大值为3
C.的最大值为 D.B到直线AC的距离最大值为
【答案】ABD
【分析】对于A,由题意求出点的轨迹方程;对于B,由,可由点的轨迹方程得当的最大值,从而求得的面积的最大值;对于CD,当共线时,,点到直线的距离为0,当不共线时,由余弦定理结合基本不等式,求得的取值范围,从而求得的最大值,同时根据点到直线的距离为,可求得点到直线的距离的最大值.
【详解】对于A,设,由,得,
整理得,故A正确;
对于B,因为点的轨迹方程为,即,
所以点的轨迹是以为圆心,2为半径的圆,
因为的面积为,所以当取最大值2时,
的面积取得最大值,最大值为,故B正确;
对于C,当共线时,;当不共线时,
,
当且仅当,即时,等号成立,
因为,所以,结合共线情形,所以,
综上的最大值为,故C错误;
对于D,当共线时,点到直线的距离为0;
当不共线时,点到直线的距离,
由选项C知,此时,所以,
所以点到直线的距离,结合共线情况可知,
综上点到直线的距离的最大值为,故D正确.
23.已知直角三角形的斜边为,且,,则直角顶点的轨迹方程为________.
【答案】(且)
【详解】法一:设顶点,因为,且,,三点不共线,所以且.
又因为,,且,
所以,化简得.
因此,直角顶点的轨迹方程为(且).
法二:设的中点为,由中点坐标公式得.
由直角三角形的性质知,.
由圆的定义知,动点的轨迹是以为圆心,2为半径的圆(由于,,三点不共线,所以应除去与轴的交点),
直角顶点的轨迹方程为(且).
24.已知圆P经过点和,且圆心在直线:上.
(1)求圆的标准方程;
(2)若线段的端点D的坐标是,端点C在圆P上运动,求的中点的轨迹方程,并指出它的轨迹是什么图形.
【答案】(1)
(2),的轨迹是以为圆心,1为半径的圆.
【分析】(1)设圆心的坐标为,通过半径列出等式求解即可;
(2)设线段中点,由中点坐标公式求得坐标,代入(1)所得方程即可.
【详解】(1)设圆心的坐标为,
则有,
整理求得,故圆心为,
半径r满足,
则圆P的方程为.
(2)设线段中点,,
由可知,,
∵点C在圆上运动,∴,
∴的轨迹方程为.
∴的轨迹是以为圆心,1为半径的圆.
题型七 判断点与圆的位置关系
25.已知圆的方程为,则下列点中在圆内的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据点与圆位置关系的坐标判断方法,逐项验证即可得结论.
【详解】由于,故点在圆上;
又,故点在圆外;
因为,故点在圆内;
又,故点在圆外;
综上,在圆内的是.
故选:C.
26.在平面直角坐标系中,已知过点的直线与两坐标轴的正半轴分别交于,两点,则( )
A.当时,直线的方程为
B.当为的中点时,直线的斜率为
C.当面积最小时,其外接圆的方程为
D.点在的外接圆内
【答案】ABD
【分析】由两直线垂直斜率关系和点斜式可得A;结合中点坐标和斜率公式可得B;设出截距式方程,代入点,由基本不等式确定直线方程,再得到外接圆方程可得C;将点代入外接圆方程可得D.
【详解】对于A,,,,
直线的方程为,即,A正确;
对于B,设,因为的中点,所以,
可得,,B正确;
对于C,依题意设,
过,,,,
,当且仅当,时等号成立.
外接圆方程为,即,所以C错误;
对于D,的外接圆方程为,
整理得(*),
将点代入(*)左边,得
又因为,所以
,当且仅当,时等号成立,
点在的外接圆内,D正确.
故选:ABD.
27.若为圆:上任意一点,点,则的取值范围为______.
【答案】
【分析】判断点与圆的位置关系,利用圆的性质即可得解.
【详解】圆:化为标准方程,得,
因为,
所以点在圆的内部,且,
所以的取值范围为.
故答案为:
28.已知圆,圆心在直线上,且圆心在第二象限,半径长为.
(1)求圆C的一般方程;
(2)判断和圆的位置关系.
【答案】(1);
(2)点在圆C上.
【分析】(1)结合已知条件,建立方程组,求解即可;
(2)将点代入圆C的一般方程为,即可判断.
【详解】(1)由题意可得:因为圆,所以圆心,
因为圆心在直线上,半径长为,且圆心在第二象限.
所以,解得:,
故圆C的一般方程为:.
(2)将点代入圆C的一般方程为,
得:,故点在圆C上.
题型八 点与圆的位置关系求参数
29.若点在圆:的内部,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据点在圆内,得出不等关系,解不等式即可求得结果.
【详解】由在圆内,得,
即,可化为;
解得,即.
故选:A
30.若点在圆:的外部,则实数可能的值为( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】根据给定条件,利用点与圆的位置关系列出不等式求解即得.
【详解】由点在圆:的外部,得,
解得或,则实数可能的值为,,.
故选:ABD
31.已知点为圆外一点,则的取值范围为______.
【答案】
【分析】由点与圆位置关系的表示结合圆的定义列方程组即可求解.
【详解】由题可得,
所以的取值范围为.
故答案为:
32.已知点是直线与直线的交点.
(1)求过点且与直线平行的直线的方程;
(2)求过点且在两坐标轴上截距相等的直线的方程;
(3)若点在圆的外部,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】(1)联立,求得交点P的坐标,设与直线平行的直线为,代入P点坐标,求出m值,即可得答案.
(2)当截距为0时,设直线方程为,代入点P坐标,求出k值,可得直线方程,当截距不为0时,设直线方程为,点P坐标,求出a值,可得直线方程,综合即可得答案.
(3)根据点P在圆外部,代入圆的方程,可求出t的范围,根据方程表示圆,可得t的范围,综合即可得答案.
【详解】(1)联立方程组,解得,所以交点P的坐标为
设与直线平行的直线为,
代入点的坐标得:,解得,
所以过点且与直线平行的直线的方程为.
(2)若直线在两坐标轴上截距为0,即直线经过原点时,设直线方程为,
代入得,解得,
所以直线方程为,即;
若直线的截距不为0时,设直线方程为,
将点代入,得,此时直线方程为,
所以过点P且在两坐标轴上截距相等的直线方程为或.
(3)因为点在圆C的外部,
所以,解得
又方程表示圆,
所以,解得
故实数的取值范围为:.
题型九 圆的对称性的应用
33.若直线是圆的一条对称轴,则( )
A. B. C.1 D.-1
【答案】A
【分析】根据直线过圆心可求参数的值.
【详解】圆的标准方程为:,故圆心为,
因为直线是圆的对称轴,故圆心在直线上,
故即,
故选:A.
34.已知曲线,则( )
A.曲线M是轴对称图形
B.若点为曲线M上的点,则的最大值为
C.若圆C在曲线M的内部(含边界),则圆C面积的最大值为
D.曲线M围成的图形的面积为
【答案】AB
【分析】对于A,在曲线上取点,写出关于轴对称的点,代入方程,可得答案;对于B,由题作图,结合三角形的三边关系结合圆的性质,可得答案;对于C,结合题意,将曲线的中心对称为圆心,利用数形结合,可得答案;对于D,根据曲线在第一象限进行分割,利用面积之间的对比,可得答案.
【详解】对于A,任意取曲线上的一点,即
其关于轴的对称点,则,显然方程成立,
所以曲线关于轴对称,故A正确;
对于B,当时,曲线方程为,
则其圆心,半径为,
与x轴正半轴交点,与y轴正半轴交点.
,当共线时,等号成立,故B正确;
对于C,由题意作图如下:
当点与点重合时,以为半径的圆为符合题意的最大面积,此时面积为,故C错误;
对于D,由题意作图如下:
曲线所围成的图形在第一象限分为、与扇形,
易知,
扇形的面积小于圆的一半,
由曲线,则曲线关于轴成轴对称,
曲线围成的图形的面积小于,故D错误.
故选:AB.
35.若圆:上存在不同两点、关于直线对称,则实数________.
【答案】
【分析】圆上两点关于直线对称时该直线必过圆心,代入圆心坐标即可求解参数.
【详解】圆的圆心.
因为圆:上存在不同两点、关于直线对称,
所以圆心在直线上,故,解得.
36.已知直线,圆.
(1)求与垂直的的直径所在直线的一般式方程;
(2)若圆与关于直线对称,求的标准方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出圆的标准方程,由,设的方程,从而可求解.
(2)设的圆心,由与关于直线对称得,从而可求解.
【详解】(1)将的方程转化为,可知的圆心为,半径为4.
因为,所以可设的一般式方程为,
将代入,解得,
故的一般式方程为.
(2)设的圆心为,由与关于直线对称,
可得,解得
所以的标准方程为.
题型十 定点到圆上点的最值(范围)
37.点在以为直径的单位圆上运动,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意可得,然后令,则,再换元后利用二次函数的性质可求得答案.
【详解】如图,设P到的距离分别为,
因为点P是以为直径的单位圆上的动点,所以,
因为P到的距离分别为x,y,所以,
令(),
所以,
令,
则,所以,
所以,
因为,所以当时,
可得取得最大值.
38.已知点和圆,则下列说法正确的有( )
A.圆心,半径为
B.点在圆外
C.圆关于直线对称
D.设点是圆上任意一点,则的最大值为8
【答案】ABD
【分析】由圆的方程写出圆心和半径,判断A选项;求并与圆半径比较大小,即可知道点与圆的位置关系,判断B选项;验证圆心是否在直线上,即可判断C选项;由与圆的半径,求出的范围,判断D选项.
【详解】圆心,半径为,A选项正确;
点在圆外,B选项正确;
∵圆心不在直线上,
∴圆关于直线不对称,C选项错误;
,圆半径,
,即,D选项正确.
故选:ABD.
39.已知圆的圆心为(0,0),半径为3,圆的圆心为(0,0),半径为6,定点,A、B分别在圆和圆上,满足,则线段AB的取值范围是__________.
【答案】
【详解】
设为的中点,连接、.
因为,所以
由在圆上,在圆上,
两边平方得
整理得
代入,,,得
即
设,,则
所以
整理得
即点的轨迹是以为圆心,为半径的圆.
点到圆心的距离为,则
因为,所以,
所以的范围为
40.古希腊著名数学家阿波罗尼斯(约公元前262年至前190年)与欧几里得、阿基米德齐名,著有《圆锥曲线论》八卷.他发现平面内到两个定点的距离之比为定值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.已知在平面直角坐标系中,.点满足,设点的轨迹为曲线,
(1)求曲线的方程;
(2)若点,求的最小值和最大值.
(3)求曲线上的点到直线的最小距离.
【答案】(1)
(2)最小值为,最大值为
(3)
【分析】(1)根据条件列出方程求出曲线的轨迹方程即可;
(2)求出点与圆心的距离,即可求出最值;
(3)根据圆心到直线的距离求最值即可.
【详解】(1)设,
则,
化简得,,
即.
(2)由知,圆心为,半径,
因为,
所以点在圆外,
,
所以.
(3)因为圆心到直线的距离为,
所以曲线上的点到直线的最小距离为.
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