摘要:
**基本信息**
聚焦直线与圆的方程,通过倾斜角、圆的方程等基础概念,对称点最值、阿氏圆等能力题,培养数学抽象、逻辑推理与建模素养,适配单元复习能力提升需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|8题|倾斜角(1)、两圆距离最值(5)|基础概念与空间形式结合,如第5题用圆心距与半径求最值,体现数学眼光|
|多选题|3题|阿氏圆性质(10)|融合数学文化与逻辑推理,如第10题探究轨迹及平分线性质,培养理性精神|
|填空题|3题|矩形动态最值(14)|坐标法解决几何问题,如第14题建系设点用不等式求最值,发展数学思维|
|解答题|5题|两圆位置关系(16)|综合应用与问题解决,如第16题求圆方程并求公共弦长,提升数学语言表达能力|
内容正文:
人教A版选择性必修第一册第二章直线与圆的方程单元检测
(能力提升卷02)
一、单选题
1.在平面直角坐标系内,已知直线的斜率为,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2.经过,两点的直线的一个方向向量为,则实数t的值为( )
A. B.2 C. D.6
3.直线,直线,则直线与间的距离为( )
A. B. C. D.
4.若方程表示圆,且圆心位于第四象限,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.已知点是圆上一点,点是圆上一点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
6.“”是“直线与直线平行”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
7.直线,点,,若与线段AB相交,则的范围为( )
A. B. C. D.
8.若第一象限内的点关于直线的对称点在直线上,则的最小值为( )
A.1 B.4 C.10 D.16
二、多选题
9.下列说法正确的是( )
A.直线:,:的距离为
B.直线过点,且在轴、轴上截距相等,则直线的方程为
C.“直线与垂直”是“”的必要不充分条件
D.直线与互相平行,则的值是或
10.古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:“平面内到两个定点的距离之比为定值的点的轨迹是圆”. 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.在平面直角坐标系中,,点P满足.设点P的轨迹为C,下列结论正确的是( )
A.C的方程为
B.在x轴上存在异于的两定点,使得
C.当三点不共线时,射线是的平分线
D.在C上存在点M,使得
11.已知直线,,则( )
A.当时,直线的一个方向向量为
B.若与相互平行,则或
C.若,则
D.若不经过第二象限,则
三、填空题
12.直线与直线的夹角的大小为________.
13.若直线l经过点,且点,到直线l的距离相等,则直线l的方程为______.
14.如图,已知矩形ABCD的边,.点P,Q分别在边BC,CD上,且,则的最小值为______.
四、解答题
15.求满足下列条件的的值.
(1)直线与直线平行;
(2)直线与直线垂直;
(3)已知两点,直线与线段有交点.
16.在平面直角坐标系中,圆C经过点和点,且圆心C在直线上.
(1)求圆的标准方程;
(2)已知圆的方程为,请问圆与圆会相交吗?若相交求出两圆的公共弦长;若不相交,请说明理由.
17.已知直线.
(1)求直线所过定点;
(2)若直线不经过第四象限,求实数的取值范围;
(3)若直线与两坐标轴的正半轴围成的三角形面积最小,求的方程.
18.在平面直角坐标系中,已知的顶点;
(1)若边上的高所在的直线方程为,求边所在的直线方程;
(2)若边上的中线所在直线方程为的平分线所在的直线方程为,求边所在的直线方程;
19.已知的圆心在y轴上,且经过点和
(1)求的标准方程;
(2)过点的直线l与交于A,B两点.若,求直线l的方程.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《人教A版选择性必修第一册第二章单元检测能力提升卷》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
D
C
B
C
C
A
AC
BC
题号
11
答案
CD
1.D
【分析】根据直线斜率与倾斜角的关系可得答案.
【详解】在平面直角坐标系内,已知直线的斜率为,则直线的倾斜角为.
故选:D.
2.C
【分析】根据直线的方向向量与斜率的关系可求出t的值.
【详解】由题意,,则.
故选:C
3.D
【详解】直线,直线平行,
则直线与间的距离为.
4.C
【分析】将方程化成,再利用条件列不等式求解即可.
【详解】因为方程可变形为,
由题知,解得,实数的取值范围是.
故选:C
5.B
【分析】利用圆的最值问题和正弦定理即可求解.
【详解】圆的圆心,半径,
圆的圆心, 半径,
在三角形中,,
根据正弦定理可得,,即,
所以,
因为,,
所以,
因为,所以是锐角,
所以的最大值为.
故选:B.
6.C
【分析】由两直线平行得出的值,再结合充分条件和必要条件的定义判断即可.
【详解】当直线与直线平行时,,且,解得
当时,直线为,直线为,两直线平行.
因此“”是“直线与直线平行”的充要条件.
故选:C.
7.C
【分析】根据直线确定定点,求出定点与已知点所成直线的斜率,数形结合得到关于的不等式,解之即可得解.
【详解】由题设,则,可得,
所以直线过定点,则,,
由图可知直线的斜率的取值范围为:或,又,
所以或,即或,
又时直线的方程为,仍与线段相交,
所以的取值范围为.
故选:C
8.A
【分析】设对称点的坐标,由对称的定义建立等量关系,将求得的对称点坐标代入解析式,求得关系,由基本不等式求得最小值.
【详解】设点是点关于直线的对称点,
则两点的中点在对称直线上且两点的直线与对称直线垂直,
则,解得
点在直线上,∴,即,
∴,当且仅当,即时,取等号.
故选:A.
9.AC
【分析】对于A利用两平行线的距离公式即可判断A,对于B分直线不过原点和过原点讨论即可判断,
对于C利用两直线垂直求出即可判断,对于D利用两直线平行求出即可判断.
【详解】对于A:直线:,:的距离为,故A正确;
对于B:当直线不过原点时设直线的方程为,又直线过点,所以,解得,
即,当直线过原点时,设方程为,又直线过点,所以,
所以,故B错误;
对于C:直线与垂直时,
所以或,
所以“直线与垂直”是“”的必要不充分条件,故C正确;
对于D:直线与互相平行,所以,故D错误,
故选:AC.
10.BC
【分析】设点,根据求出的轨迹方程可判断A;假设在x轴上存在异于的两定点使得,设,根据、点P的轨迹方程求出可判断B;由利用余弦定理可判断C;设,由、点M在C上解得无实数解可判断D.
【详解】设点,则,化简整理得,
即,故A错误;
假设在x轴上存在异于的两定点,
使得.设,则,
化简整理得,
由点P的轨迹方程为得,
解得或,因为点异于点,所以,
所以假设成立,故B正确;
由于,
只需证明,
即证,
化简整理得,又,
则
,则,故C正确;
设,由得,
整理得①,
又点M在C上,故满足②,联立①②,解得无实数解,故D错误.
故选:BC.
11.CD
【分析】代入,根据方向向量定义即可判断A,根据直线平行和垂直与斜率的关系即可判断B,C,将直线方程化简可得,结合一次函数的性质即可判断D.
【详解】对A,当时,,斜率为,则其一个方向向量为,
,A错误;
对B,若与相互平行,则,解得或,
当时,与重合,B错误;
对C,若,则,解得,故C正确;
对D,若不经过第二象限,,即,
则,解得,D正确.
故选:CD
12./
【分析】分别求得两直线的倾斜角,进而可求得两直线的夹角.
【详解】直线的斜率不存在,故倾斜角为,
直线的斜率为,故倾斜角为,
所以直线与直线的夹角的大小为.
故答案为:.
13.或
【分析】讨论直线的斜率是否存在,结合点到直线的距离公式列方程求解即可.
【详解】当直线l的斜率不存在时,方程为,显然点,到直线l的距离相等,符合题意;
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为,即,
根据题意,得,即,可得,解得,
∴直线l的方程为.
综上,直线l的方程为或.
故答案为:或.
14.
【分析】以A为坐标原点,建立平面直角坐标系,设,表示出,用基本不等式求最小值.
【详解】
以A为坐标原点,AB所在直线为x轴,AD所在直线为y轴建立平面直角坐标系,
则,,.
设,则,,.
因为
.
当且仅当,即时,“=”成立,所以的最小值为.
故答案为:
【点睛】方法点睛:数量积的计算方法:(1)定义法;(2)坐标法;(3)基底法;(4)极化恒等式;(5)数量积的几何意义(投影).
15.(1)或
(2)
(3)或
【分析】(1)由平行性质计算即可得;
(2)由垂直性质计算即可得;
(3)求出直线所过定点后,分别计算、,结合直线斜率计算即可得.
【详解】(1)由题意可得,解得或,
当时,直线,符合;
当时,直线,符合;
故或;
(2)由题意可得,解得;
(3)直线过定点,
又,,
则或,解得或,
故的范围为或.
16.(1)
(2)相交,
【分析】(1)利用圆的几何性质-弦的中垂线经过圆心,结合题设条件求得圆心和半径,即得圆的方程;
(2)先利用两圆的位置关系判断即得圆C与圆相交,根据两圆的方程求出过两交点的直线方程.再由圆的弦长公式,计算即得弦长.
【详解】(1)因,则线段的中点的坐标为,
且直线的斜率,
于是线段的垂直平分线所在直线方程为 ,
则由,解得,
∴圆心,半径,
∴圆的方程为;
(2)由圆得:
∴ 圆心,半径,
∵ 圆的圆心坐标为,半径,
由,,
因 ,故圆与圆相交 ;
设圆与圆的两个交点分别为点,如图,
由左右分别相减,整理得,
∴直线的方程为,
∴ 圆心到直线的距离 ,
∴,
综上:圆与圆相交,两圆的公共弦长为.
17.(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由方程变形可得,列方程组,解方程即可;
(2)数形结合,结合直线图象可得出关于实数的不等式,解之即可;
(3)求得直线与坐标轴的交点,可得面积,进而利用二次函数的性质可得最值.
【详解】(1)由,即,
则,解得,所以直线过定点.
(2)因为直线不过第四象限,结合图形可知,直线的斜率存在,所以,
此时,直线的方程可化为,记点,则,
由图可得,解得,因此,实数的取值范围是.
(3)已知直线,且由题意知,
令,得,得,
令,得,得,
则,
所以当时,取最小值,
此时直线的方程为,即.
18.(1)
(2)
【分析】(1)利用垂直关系得到直线的斜率,再利用点斜式求解即可;
(2)设点坐标,利用已知信息求得点坐标,再求点关于直线的对称点,由两点式可求直线方程.
【详解】(1)因,且,则,
因,
则直线的方程为,即.
(2)设点,则线段的中点为,
将其代入所在直线方程中,得,
将点代入所在的直线方程中,得,
解得,即,
设点关于直线对称得点,
则,得,即,
因三点共线,则,
直线所在的直线方程为,即.
19.(1);
(2)或
【分析】(1)设:,结合题意建立关于b、r的方程组,解之即可得到本题的答案;
(2)根据直线l的斜率是否存在进行讨论,利用点到直线的距离公式与圆的弦长公式加以计算,可得直线l的方程.
【详解】(1)设:,
根据题意,得,解得,
所以的标准方程为;
(2)①当过点的直线l与x轴垂直时,直线l的方程为,
此时直线l与相交于、,可得,符合题意;
②当过点的直线l与x轴不垂直时,
设l:,即,
由直线l被截得的弦长,
可知点到直线l的距离d满足,解得,
所以,解得,
所以直线l的方程为,即,
综上所述,直线l的方程是或 .
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