- 直线与圆的位置关系
- 共1189题
若实数x,y满足(x-2)2+y2=3.求:
(1)的最大值和最小值;
(2)y-x的最小值;
(3)(x-4)2+(y-3)2的最大值和最小值.
正确答案
(1)原方程表示以(2,0)为圆心,为半径的圆,
的几何意义是圆上一点与原点连线的斜率,
所以设=k,即y=kx
当直线y=kx与圆相切时,斜率k取最大值或最小值,此时,∴k=±
,
∴的最大值为
,最小值为-
;
(2)y-x可看作是直线y=x+b在y轴上的截距,当直线y=x+b与圆相切时,纵截距b取得最大值或最小值,
此时=
,解得b=-2±
,
所以y-x的最小值为-2-;
(3)(x-4)2+(y-3)2是圆上点与点(4,3)的距离的平方,
∵圆心为A(2,0),B(4,3),连接AB交圆于C,延长BA交圆于D,
|AB|==
,则|BC|=
-
,|BD|=
+
,
∴(x-4)2+(y-3)2的最大值为(+
)2和最小值(
-
)2.
已知圆C经过点A(-2,0),B(0,2),且圆心C在直线y=x上,又直线l:y=kx+1与圆C相交于P、Q两点.
(1)求圆C的方程;
(2)若.
=-2,求实数k的值.
正确答案
(I)设圆C(a,a)半径r.因为圆经过A(-2,0),B(0,2)
所以:|AC|=|BC|=r,解得a=0,r=2,
所以C的方程x2+y2=4.
(II)方法一:
因为,•
=2×2cos<
,
>=-2,
所以,COS∠POQ=-,∠POQ=120°,
所以圆心到直l:kx-y+1=0的距离d=1,d=,所以 k=0.
方法二:P(x1,y1),Q(x2,y2),因,代入消元(1+k2)x2+2kx-3=0.
由题意得△=4k2-4(1+k2)(-3)>0且x1+x2=和x1•x2=
因为•
=x1•x2+y1•y2=-2,
又y1•y2=(kx1+1)(kx2+1)=k2x1x2+k(x1+x2)+1,
所以x1•x2+y1•y2=+
+
+1=-2,
化简得:-5k2-3+3(k2+1)=0,
所以:k2=0即k=0.
选修4-4:坐标系与参数方程在极坐标系中,已知圆C:ρ=4cosθ被直线l:ρsin(θ-)=a截得的弦长为2
,求实数a的值.
正确答案
∵圆C:ρ=4cosθ,∴ρ2=4ρcosθ,∴x2+y2=4x,
即圆C的直角坐标方程为(x-2)2+y2=4,∴圆心C(2,0),半径r=2.
∵直线l:ρsin(θ-)=a,展开得ρ(
sinθ-
cosθ)=a,∴
y-x=2a,
即 直线l的直角坐标方程为x-y+2a=0.
所以圆心C到直线l的距离d==|1+a|.
因为圆C被直线l截得的弦长为2,所以r2-d2=(
)2.
即4-(1+a)2=3,化为a2+2a=0,
解得a=0,或a=-2.
故实数a的值为0,或-2.
选修4-4:坐标系与参数方程
在直角坐标系xOy中,直线l经过点P(-1,0),其倾斜角为α,以原点O为极点,以x轴非负半轴为极轴,与直角坐标系xOy取相同的长度单位,建立极坐标系.设曲线C的极坐标方程为ρ2-6ρcosθ+5=0.
(1)若直线l与曲线C有公共点,求α的取值范围;
(2)设M(x,y)为曲线C上任意一点,求x+y的取值范围.
正确答案
(1)将曲线ρ2-6ρcosθ+5=0化成直角坐标方程,得圆C:x2+y2-6x+5=0
直线l的参数方程为(t为参数)
将其代入圆C方程,得(-1+tcosα)2+(tsinα)2-6tsinα+5=0
整理,得t2-8tcosα+12=0
∵直线l与圆C有公共点,
∴△≥0,即64cos2α-48≥0,可得cosα≤-或cosα≥
∵α为直线的倾斜角,得α∈[0,π)
∴α的取值范围为[0,]∪[
,π)
(2)由圆C:x2+y2-6x+5=0化成参数方程,得(θ为参数)
∵M(x,y)为曲线C上任意一点,
∴x+y=3+2cosθ+2sinθ=3+2sin(θ+
)
∵sin(θ+)∈[-1,1]
∴2sin(θ+
)∈[-2
,2
],可得x+y的取值范围是[3-2
,3+2
].
已知圆C:x2+y2+ax-2y-15=0过点A(1,-2).
(1)求a的值;
(2)若直线x+y+m=0与圆C相切,求m的值.
正确答案
(1)把点A(1,-2)代入圆的方程得到:1+22+a-2×(-2)-15=0,解得a=6.
(2)由(1)可得圆C的方程:x2+y2+6x-2y-15=0,化为(x+3)2+(y-1)2=25.
∴圆心(-3,1)到直线x+y+m=0的距离d==
.
∵直线x+y+m=0与圆C相切,∴d=r.
∴=5.
∴m=2±5.
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