内容正文:
单元练习一(数学学科)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分)
1. 若某直线的斜率,则该直线的倾斜角的取值范围是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】试题分析:因为直线的斜率,故当时,倾斜角;当时,,倾斜角,故选C
考点:直线的斜率与倾斜角的关系
2. 若方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】将方程配方,整理得,
要使方程表示圆需满足,解得,因此实数的取值范围为.
3. 直线:,:,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】先根据两直线一般式平行的充要条件求出时的所有取值,再判断“”与“”的充分、必要性关系.
【详解】,,两直线平行,得,整理得,解得或;
当时,,,由,得两直线平行,符合要求;
当时,,即,由,得两直线平行,符合要求;
因此等价于或;
当时,可推出,充分性成立;
当时,可取,不一定为,必要性不成立;
故“”是“”的充分不必要条件.
4. 如图所示,已知,,从点射出的光线经直线反射后再射到直线上,最后经直线反射后又回到点,则光线所经过的路程是( )
A. B. 6 C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意,直线的方程为,设关于直线的对称点为,
则,解得,即,又关于轴的对称点为,
所以光线所经过的路程为.
5. 如图是某主题公园的部分景观平面示意图,圆形池塘以为圆心,以为半径,为公园入口,道路为东西方向,道路经过点且向正北方向延伸,,,现计划从处起修一条新路与道路相连,且新路在池塘的外围,假设路宽忽略不计,则新路的最小长度为(单位:m)( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意可知新路和圆相切时距离最短,建系求得过点的直线方程,可得和的交点,即可得解.
【详解】
以为原点建立如图直角坐标系,可得点坐标为,
如若要新路的长度最短,则新路和圆线切,
设过点的直线方程为,
根据圆心到直线的距离等于半径可得:,
根据图可得,所以,
所以,所以和的交点为,所以,
根据勾股定理可得:.
故选:A.
6. 已知函数(且)的图象恒过定点,且点在直线(,)上,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由函数(且)的图象恒过定点可知函数恒过定点,代入直线可得,由于,,再利用均值不等式求出的最小值.
【详解】因为函数(且)的图象恒过定点,所以函数恒过定点,因为点在直线上,所以,
因为,,
所以,,
当且仅当即时取等号.
7. 已知圆,直线上存在点,过点作圆的切线,切点分别为,使得,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】首先得到圆的圆心坐标与半径,依题意可得,即可得到动点的轨迹方程,再由直线与圆有交点,圆心到直线的距离不大于半径得到不等式,解得即可.
【详解】圆,则圆心为,半径,
因为,在中,,
所以,所以点的轨迹方程为,即圆心为,半径,
又直线上存在点,
所以直线与有交点,所以,解得,
即实数的取值范围是.
故选:D.
8. 若圆()上到直线的距离为的点有且仅有个,则半径的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】求圆心到直线的距离,结合题意分析可知,运算求解即可.
【详解】圆的圆心为,半径,
圆心到直线的距离,
若圆上到直线的距离为的点有且仅有个,
则,即,解得,
所以半径的取值范围是.
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.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. 设直线过坐标原点,它的倾斜角为,如果将绕坐标原点按逆时针方向旋转,得到直线,那么的倾斜角可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】
【分析】分类讨论,结合倾斜角概念可解.
【详解】根据题意,画出图形,如图所示.
通过图象可知,
当时,的倾斜角为;
当时,的倾斜角为.
故选:AB
10. 下列说法中正确的是( )
A. “”是直线与直线垂直的充分不必要条件
B. “”是直线与直线平行的既不充分也不必要条件
C. 若一条直线沿x轴向左平移1个单位长度,再沿y轴向下平移3个单位长度后,回到原来的位置,则该直线的斜率为
D. 经过点,且在两坐标轴上的截距相等的直线方程是
【答案】AB
【解析】
【分析】根据两直线垂直的充要条件,求出的值即可判断选项A;根据两直线平行的充要条件且,求出的值即可判断选项B;先讨论直线斜率是否存在,再根据平移的性质,列出等量关系即可求出斜率,从而判断选项C;由直线过原点即可知直线在两坐标轴上的截距相等,即可判断选项D.
【详解】对于A,直线即与直线垂直的充要条件为,即,
所以是的充分不必要条件,选项A正确;
对于B,直线即与直线平行的充要条件为,
解得,所以,
因此“”是直线与直线平行的既不充分也不必要条件,选项B正确;
对于C,当斜率不存在时,设直线方程为,显然该直线沿x轴向左平移1个单位长度,再沿y轴向下平移3个单位长度后,
回不到原来的位置,所以斜率存在,设直线方程为,则沿x轴向左平移1个单位长度为,
再沿y轴向下平移3个单位长度得,由题可知,所以,选项C错误;
对于D,当直线过原点时,直线方程为,显然该直线在两坐标轴上的截距相等,选项D错误.
11. 已知直线l:和曲线O:,点A是直线l上的一个动点,点D是曲线O上的一个动点,过点A作曲线O的两条切线,切点分别为B,C,则下列说法正确的是( )
A. 的最小值为2
B. 曲线O上存在2个点到直线l的距离等于
C. 若曲线O上总存在点D,使得,则A的横坐标的取值范围是
D. 直线过定点
【答案】ACD
【解析】
【分析】A选项利用切线长公式,转化为求原点到直线上动点距离的最小值;B选项先求圆心到直线距离,结合圆半径,判断圆上到直线距离等于定值的点的个数;C选项利用最大角模型,结合三角函数建立不等式,求解点A横坐标范围;D选项利用切点弦方程(两圆公共弦),将含参直线整理为过定点形式,求出直线所过定点.
【详解】选项A:由切线长公式得,
因点A是直线l上的一个动点,则当时,最小,即最小值为,
此时,的最小值为,A正确;
选项B:因到直线的距离为,圆半径为2,圆上点到的最小距离为,
则圆上仅有1个点(过作的垂线与圆靠近的交点)到直线的距离等于,B错误;
选项C:设,要存在使,则切线与的夹角,
又是锐角,在中,,得,
即,解得,即横坐标取值范围是,C正确;
选项D:因,则切点弦的方程为,即,
令,解得,即直线过定点,D正确.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知的一条内角平分线CD的方程为,两个顶点为,,则顶点C的坐标______.
【答案】
【解析】
【分析】先求出点关于直线的对称点的坐标,再根据点在直线上,利用两点式求得的方程,再把的方程和的方程联立方程组,求得第三个顶点的坐标
【详解】由题意可知:关于直线的对称点在直线上,
设对称点为,
则由,解得,
所以直线BC的斜率为,
所以直线(即)的方程为,即:.
解方程组,求得点的坐标为.
故答案为:.
13. 直线与曲线有两个不同的交点,则实数b的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】首先判断曲线表示的曲线,再利用数形结合表示直线与曲线有两个交点时,参数的取值范围.
【详解】由可得,整理可得,其中,
所以曲线表示圆的下半圆,
如图所示.当直线与曲线相切时,
由图可知,,且有,解得.
当直线过点时,则有.
由图可知,当时,直线与曲线有两个不同的交点.
故答案为:
14. 在平面直角坐标系xOy中,已知圆O:,圆:,动点P在直线l:上(),过P分别作圆O,圆的切线,切点分别为A,B,若满足的点P有且只有一个,则实数b的值为_________.
【答案】
【解析】
【分析】根据切线长可得,分析可知点的轨迹是以为圆心,半径的圆,进而可知圆与直线l相切,结合点到直线的距离公式运算求解.
【详解】圆O:的圆心为,半径;
圆:的圆心为,半径;
因为,则,则,
即,可得,
设,则,整理可得,
可知点的轨迹是以为圆心,半径的圆,
又因为点P在直线l:上(),且点P有且只有一个,
则圆与直线l相切,则,解得或(舍去),
所以实数b的值为.
四、解答题(本题共5小题,共77分)
15. 已知平行四边形的两条边所在直线的方程分别是:,:,且它的对角线的交点是.
(1)求顶点,的坐标;
(2)求这个平行四边形另外两条边所在直线的方程;
(3)求平行四边形的面积.
【答案】(1)
,
(2)
和
(3)
【解析】
【分析】(1)先联立两条已知边的方程求顶点,再由对角线中点性质求;
(2)利用对边平行得到另两边斜率,代入点坐标求直线方程;
(3)计算一组对边的长度及对应平行线间的距离,二者相乘得平行四边形面积.
【小问1详解】
联立与所在直线的方程得 ,两式相加得,解得,代入得,即,
因为是平行四边形对角线的中点,设,
由中点坐标公式得, ,解得,即.
【小问2详解】
平行四边形对边互相平行,故,,
直线的斜率,故,又过点,
由点斜式得的方程为 ,整理为一般式得,
直线的斜率,故,又过点,
由点斜式得的方程为 , 整理为一般式得.
【小问3详解】
联立与的方程得 ,解得,即,
由两点间距离公式得 ,
与为一组平行对边,的方程为,的方程为,
由两平行线间距离公式,得对应高为 ,
故平行四边形的面积 .
16. (1)已知两直线:,:.求过两直线的交点,且垂直于直线的直线方程;
(2)已知直线l的方程为.直线l交坐标轴正半轴于A,B两点,当的面积最小时,求直线l方程的一般式和的周长.
【答案】(1);(2)直线的一般式为,的周长为
【解析】
【分析】(1)先联立方程求出交点坐标,再根据直线垂直设出直线方程,代入点的坐标即可求出直线方程;(2)由已知方程易判断直线过定点,根据题意设截距式方程,利用基本不等式即可求出面积的最小值,从而求出直线方程,再利用勾股定理求出斜边即可求出三角形周长.
【详解】(1)由题可知,联立方程得,解得,则直线与的交点坐标为,
又直线与垂直,设直线方程为,代入点得,
则,所以过两直线的交点,且垂直于直线的直线方程为;
(2)由可得,
令,解得,所以直线l过定点,
设直线的截距式为,又经过定点,则,所以,
因为,两边同时平方,化简整理得,当且仅当,即时取等号,
此时取最小值24,所以,则直线l方程为,即,
设,,则斜边,所以的周长为.
17. 已知圆的圆心在轴的正半轴上,半径为2.且被直线截得的弦长为.
(1)圆的方程;
(2)设是直线上动点,过点作圆的切线,切点为,证明:经过,,三点的圆必过定点,并求所有定点坐标.
【答案】(1);
(2)∵是直线上一点.设
∵为圆的切线,∴,即过、、三点的圆是以为直径的圆
设圆上任一点,则
∵,
∴
即
故解得或
因此经过、、三点的圆必过定点和.
【解析】
【分析】(1)由已知结合垂径定理列式求得值,则圆的方程可求;
(2)由已知设出点坐标,再由已知可知过,,三点的圆是以为直径的圆,设圆上任意一点,则,整理可得圆系方程,联立即可求得经过,,三点的圆所过定点的坐标.
【详解】(1)设圆心,则圆心到直线的距离
由题意可得,即,解得或(舍)
所以圆的方程为
(2)略
【点睛】本题考查利用弦长求圆的方程,考查直线与圆位置关系的应用,考查圆系过定的问题,同时考查了计算能力,是中档题.
18. 已知的圆心为,点在圆外,以为直径作, 与相交于、两点.
(1)试确定直线,与的位置关系;
(2)若,试问点在什么曲线上运动?
(3)若,,求直线的方程.
【答案】(1)与圆相切,与圆相切
(2)在以为圆心半径为5的圆上
(3)
【解析】
【分析】(1)由圆的几何性质及切线判定定理,即可证明;
(2)利用勾股定理求出,即可得到的轨迹;
(3)先求出两圆的公共弦,把,代入即可.
【小问1详解】
是圆的直径,,
又是圆的半径,
根据圆的切线判定定理,可得与圆相切,
同理也相切;
【小问2详解】
在中,,
,
,,
,
由此可得在以为圆心半径为5的圆上;
【小问3详解】
,,则圆的直径式,
与两圆联立得到公共弦所在直线方程,
,代入,可得直线的方程:.
19. 已知点E是圆C:上的动点,点,M是线段EF的中点,P(m,0)()是x轴上的一个动点.
(1)求点M的轨迹方程;
(2)当点M的轨迹上存在点Q,使,求实数m的取值范围;
(3)当时,过P作直线PA,PB与点M的轨迹分别交于异于点P的A,B两点,且.求证:直线AB恒过定点.(其中,分别为直线PA与直线PB的斜率).
【答案】(1)
(2)
(3)
证明:时,P(1,0),
∵,设,则,
则直线PA:,PB:,
联立,得,
则,得,.
∴.同理可得.
则.
∴直线AB的方程为.
方法一:当时,直线方程为,当时,直线方程为.
联立,解得,.∴直线AB恒过定点.
方法二:直线AB方程即为,即,
∴直线AB恒过定点.
【解析】
【分析】(1)利用相关点法求解,即找到点E与点M的关系,再带回圆C中;
(2)将角度问题转化成直线的斜率问题,进而转化成直线与圆位置关系的问题,利用点到直线距离求解;
(3)联立直线PA与圆,因为直线与圆一侧交点是已知的,所以可以用斜率表达另外一个交点,再通过,得到直线PB的交点,利用两点式化简,得到定点.
【小问1详解】
设M(x,y),,则①,
又因为M是EF的中点,所以,则,
代入①式整理得,
即点M的轨迹方程为圆O:.
【小问2详解】
由(1)知点M的轨迹方程为圆O:,
由题意,圆O上存在点Q,使,
等价于直线或与圆O有交点,
由对称性可知点O到直线与距离相等,
∴点O到直线的距离小于等于半径1,即,解得,
又,故实数m的取值范围是.
【小问3详解】
略
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单元练习一(数学学科)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分)
1. 若某直线的斜率,则该直线的倾斜角的取值范围是
A. B.
C. D.
2. 若方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3. 直线:,:,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
4. 如图所示,已知,,从点射出的光线经直线反射后再射到直线上,最后经直线反射后又回到点,则光线所经过的路程是( )
A. B. 6 C. D.
5. 如图是某主题公园的部分景观平面示意图,圆形池塘以为圆心,以为半径,为公园入口,道路为东西方向,道路经过点且向正北方向延伸,,,现计划从处起修一条新路与道路相连,且新路在池塘的外围,假设路宽忽略不计,则新路的最小长度为(单位:m)( )
A. B. C. D.
6. 已知函数(且)的图象恒过定点,且点在直线(,)上,则的最小值为( )
A. B. C. D.
7. 已知圆,直线上存在点,过点作圆的切线,切点分别为,使得,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8. 若圆()上到直线的距离为的点有且仅有个,则半径的取值范围是( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.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. 设直线过坐标原点,它的倾斜角为,如果将绕坐标原点按逆时针方向旋转,得到直线,那么的倾斜角可能为( )
A. B.
C. D.
10. 下列说法中正确的是( )
A. “”是直线与直线垂直的充分不必要条件
B. “”是直线与直线平行的既不充分也不必要条件
C. 若一条直线沿x轴向左平移1个单位长度,再沿y轴向下平移3个单位长度后,回到原来的位置,则该直线的斜率为
D. 经过点,且在两坐标轴上的截距相等的直线方程是
11. 已知直线l:和曲线O:,点A是直线l上的一个动点,点D是曲线O上的一个动点,过点A作曲线O的两条切线,切点分别为B,C,则下列说法正确的是( )
A. 的最小值为2
B. 曲线O上存在2个点到直线l的距离等于
C. 若曲线O上总存在点D,使得,则A的横坐标的取值范围是
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. 已知的一条内角平分线CD的方程为,两个顶点为,,则顶点C的坐标______.
13. 直线与曲线有两个不同的交点,则实数b的取值范围是______.
14. 在平面直角坐标系xOy中,已知圆O:,圆:,动点P在直线l:上(),过P分别作圆O,圆的切线,切点分别为A,B,若满足的点P有且只有一个,则实数b的值为_________.
四、解答题(本题共5小题,共77分)
15. 已知平行四边形的两条边所在直线的方程分别是:,:,且它的对角线的交点是.
(1)求顶点,的坐标;
(2)求这个平行四边形另外两条边所在直线的方程;
(3)求平行四边形的面积.
16. (1)已知两直线:,:.求过两直线的交点,且垂直于直线的直线方程;
(2)已知直线l的方程为.直线l交坐标轴正半轴于A,B两点,当的面积最小时,求直线l方程的一般式和的周长.
17. 已知圆的圆心在轴的正半轴上,半径为2.且被直线截得的弦长为.
(1)圆的方程;
(2)设是直线上动点,过点作圆的切线,切点为,证明:经过,,三点的圆必过定点,并求所有定点坐标.
18. 已知的圆心为,点在圆外,以为直径作, 与相交于、两点.
(1)试确定直线,与的位置关系;
(2)若,试问点在什么曲线上运动?
(3)若,,求直线的方程.
19. 已知点E是圆C:上的动点,点,M是线段EF的中点,P(m,0)()是x轴上的一个动点.
(1)求点M的轨迹方程;
(2)当点M的轨迹上存在点Q,使,求实数m的取值范围;
(3)当时,过P作直线PA,PB与点M的轨迹分别交于异于点P的A,B两点,且.求证:直线AB恒过定点.(其中,分别为直线PA与直线PB的斜率).
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