内容正文:
人教A版(2019)选择性必修第一册 第二章《直线和圆的方程》单元检测卷
考试范围: 2.1 直线的倾斜角与斜率;2.2 直线的方程;2.3 直线的交点坐标与距离公式;2.4 圆的方程;2.5 直线与圆、圆与圆的位置关系
考试时间: 120分钟 满分: 150分
1. 单项选择题(本大题共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.直线 的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2.已知直线 与 平行,则实数 的值为( )
A. B. C. 或 D.
3.圆 的圆心坐标和半径分别为( )
A. , B. , C. , D. ,
4.已知点 ,,则线段 的垂直平分线方程为( )
A. B. C. D.
5.圆 与圆 的位置关系是( )
A. 外离 B. 外切 C. 相交 D. 内切
6.已知圆 上到直线 的距离为 的点有且仅有 个,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.已知实数 满足 ,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
8. 已知圆 ,直线 。若直线 上存在点 ,过点 作圆 的两条切线,切点分别为 ,使得四边形 为正方形( 为坐标原点),则实数 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
1. 多项选择题(本大题共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 与圆 ,点 ,则下列说法正确的是( )
A. 若点 在圆 上,则直线 与圆 相切
B. 若点 在圆 内,则直线 与圆 相离
C. 若点 在圆 外,则直线 与圆 相离
D. 若点 在直线 上,则直线 与圆 相切
10.已知圆 ,直线 ,则下列说法正确的是( )
A. 直线 恒过定点
B. 直线 与圆 可能相切
C. 直线 被圆 截得的弦长最小值为
D. 若直线 被圆 截得的弦长为整数,则这样的弦共有 条
11.已知圆 ,点 是直线 上的动点,过点 作圆 的切线 ,切点分别为 ,则下列说法正确的是( )
A. 四边形 面积的最小值为
B. 弦 的最小值为
C. 直线 恒过定点
D. 使得 的点 有且仅有 个
1. 填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12.过点且在两坐标轴上截距相等的直线方程为
13.已知圆,直线。若圆上恰有个点到直线的距离等于,则。
14.已知圆和圆,点为圆上的动点,点为圆上的动点,点满足,则的取值范围是。
四、解答题(本大题共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) 已知直线过点,且分别满足下列条件,求直线的方程:
(1)直线与直线平行;
(2)直线与直线垂直;
(3)直线 在两坐标轴上的截距相等且截距不为零。
16.(15分) 已知圆经过点,,且圆心在直线上。
(1)求圆 的标准方程;
(2)若直线与圆交于两点,且,求实数的值。
17.(15分) 在平面直角坐标系中,已知圆和圆。
(1)判断圆 与圆 的位置关系;
(2)求两圆的公共弦所在直线的方程及公共弦长;
(3)求过两圆交点且面积最小的圆的方程。
18.(17分) 已知圆,直线。
(1)求证:直线 恒过定点,并求出该定点坐标;
(2)判断直线 与圆 的位置关系,并说明理由;
(3)当直线 被圆 截得的弦长最短时,求直线 的方程及最短弦长。
19.(17分) 已知圆 ,点 是直线 上的动点,过点 作圆 的两条切线,切点分别为 。
(1)求四边形 面积的最小值;(4分)
(2)证明:直线 恒过定点,并求出该定点坐标;(6分)
(3)求线段 的中点 的轨迹方程。(7分)
参考答案与详细解析
一、单项选择题
1.【答案】D
解析: 直线方程化为斜截式:,斜率,则倾斜角。
2.【答案】B
解析: 两直线平行,需满足,即,解得或。
当时,,,两直线重合,舍去。
当时,,,即,两直线平行。。
3.【答案】A
解析: 配方得,圆心,半径。
4.【答案】D
解析: 中点,,故垂直平分线斜率,方程为,即。
5.【答案】B
解析: 圆心,;圆心,。圆心距。,故两圆外切。
6.【答案】B
解析: 直线,圆心到直线的距离。圆上到直线距离为的点有且仅有个,需满足且,即,解得。
7.【答案】C
圆化为标准式圆心,半径3,令。圆心到直线的距离,解得,最大值为
8.【答案】B
解析: 四边形 为正方形,则 。直线 上存在点 使 ,即直线 与圆 有公共点。圆心到直线 的距离 ,即 ,,。
二、多项选择题
9.【答案】ABD
解析: 圆心到直线距离 。
A. 点 在圆上,,,相切,正确。
B. 点 在圆内,,,相离,正确。
C. 点 在圆外,,,直线与圆相交,错误。
D. 点 在直线上,,,相切,正确。
10.【答案】AC
解析: 直线整理为 ,令 ,解得 。故直线恒过定点 ,A正确。
圆心 ,。,点 在圆内,直线必与圆相交,不可能相切,B错误。
弦长最小值对应 时,此时 为弦心距,弦长 ,C正确。
弦长范围为 ,整数弦长为 ,共 条,D错误。
11.【答案】ABC
解析: 圆心 ,。
四边形 面积 。 最小值为 到直线 的距离 ,,A正确。
弦 最短时 最小,,B正确。
设,则为圆与以为直径的圆的公共弦。经计算可得过定点,C正确。
时,,。 到直线 的距离 ,直线 上与 距离为 的点有 个,D错误。
三、填空题
12.【答案】 或
解析: 截距相等且不为零时,设 ,代入 :,,方程为 。截距为零时,设 ,代入 :,,方程为 。
13.【答案】 或 。
解析: 圆 化为 ,圆心 ,半径 。直线 到圆心距离 。圆上到直线距离为 的点恰有 个的条件是 或 。取 时:,,。
14.【答案】
解析: 表示 为 中点。设 ,,则 。:圆 半径 ,圆 圆心 半径 。 到原点距离范围为 。 的范围为 的修正。答案:。
四、解答题
15.(13分)
解:
(1)设 ,代入 :,。故 。……(4分)
(2)设 (与 垂直,斜率积为 ),代入 :,。故 。……(4分)
(3)截距相等且不为零,设 ,即 。代入 :。故 。……(5分)
16.(15分)
解:
(1)设圆心 。:。
,,。
圆心 ,。
圆 的标准方程为 。……(7分)
(2)圆心到直线距离 。
,,,,,。……(8分)
17.(15分)
解:
(1),圆心 ,。
,圆心 ,。
,,两圆相交。……(4分)
(2)两圆方程相减:,得 ,即 。
公共弦所在直线方程为 。……(5分)
到该直线距离 。
公共弦长 。……(3分)
(3)面积最小的圆是以公共弦为直径的圆。弦中点 为 到直线 的垂足。 到直线距离向量计算:。
半径 。圆方程为 。……(3分)
18.(17分)
解:
(1)直线整理为 。
令 ,解得 。
故直线恒过定点 。……(5分)
(2)圆 化为 ,圆心 ,。
,点 在圆内,故直线 与圆 必相交。……(5分)
(3)弦长最短时,。,故 。
直线 :,即 。
最短弦长 。……(7分)
19.(17分)
解:
(1) 圆 的圆心为 ,半径 。
设 ,则 。因为 在直线 上,所以 的最小值即为原点 到直线 的距离:
四边形 的面积
又因为 是圆 的切线,所以 ,在 中,
于是
当且仅当 ,即 取最小值 时,四边形 的面积取得最小值 。
(2) 设 。因为 在圆 外,过 作圆 的两条切线,切点弦 的方程为
整理得
令 解得 。
所以直线 恒过定点 。
(3) 由(2)知直线 过定点 。因为 是切点弦,所以 。又 ,所以 。
因此点 在以 为直径的圆上。
,,以 为直径的圆的方程为
即
又因为 是切点弦 的中点, 在圆 内部(不包括圆周),即 。
而圆 可化为
其圆心为 ,半径 。该圆上任意点到原点的最大距离为
所以该圆完全在圆 内部。因此点 的轨迹方程为
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