- 直线、圆的位置关系
- 共2039题
在直角坐标系中,以M(-1,0)为圆心的圆与直线x-y-3=0相切.
(1)求圆M的方程;
(2)已知A(-2,0)、B(2,0),圆内动点P满足|PA|•|PB|=|PO|2,求•
的取值范围.
正确答案
(1)依题意,圆M的半径等于圆心M(-1,0)到直线x-y-3=0的距离,
即r==2.(4分)
∴圆M的方程为(x+1)2+y2=4.(6分)
(2)设P(x,y),由|PA|•|PB|=|PO|2,
得•
=x2+y2,
即x2-y2=2.(9分)
•
=(-2-x,-y)•(2-x,-y)=y2+x2-4=2(y2-1)(11分)
∵点在圆M内,
∴(x+1)2+y2<4,而x2-y2=2
∴<x<
,
⇒0≤y2<1+⇒-1≤y2-1<
,
∴•
的取值范围为[-2,
).(14分)
(文科做)已知圆O:x2+y2=4,,点M(1,a)且a>0.
(I )若过点M有且只有一条直线/与圆O相切,求a的值及直线l的斜率,
(II )若a=,AC、BD是过点M的两条弦.
①当弦AC最短、弦BD最长时,求四边形ABCD的面积;
②若=
+
,求动点P的轨迹方程.
正确答案
(I)由题意,过M有且仅有一条直线l与圆O相切可知,点M(1,a)在圆上
∴1+a2=4
∵a>0∴a=
则此时所做的切线方程为y-=k(x-1)即kx-y+
-k=0
由直线与圆相切可知,圆心(0,0)到直线的距离d==1
∴k=
(II)当a=时,M(1,
)在圆x2+y2=4内
①由于圆内弦最长的即是圆的直径即BD为直径,而AC是过M且与BD垂直的弦
此时DB=4,圆心(0,0)到直线AC的距离d=,
从而可得,AC=2
S=AC•BD=
×2×4=4
②∵||=|
|=2,
=
+
∴以,
为邻边做平行四边形OAPC,则可得OAPC为菱形,
由菱形的性质可知AC,OP互相垂直平分,且M在AC上
由垂直平分线的性质可知,MP=MO=
P是以M(1,)为圆心,以
为半径的圆,其方程为(x-1)2+(y-
2
)2=3
已知O为原点,=(-2+2cosθ, -2+2sinθ)(0≤θ<2π),动点P在直线2x+2y=1上运动,若从动点P向Q点的轨迹引切线,则所引切线长的最小值为______.
正确答案
动点Q满足,消去参数θ得(x+2)2+(y+2)2=4
∴动点Q的轨迹是以C(-2,-2)为圆心,半径为r=2的圆
而动点P在直线2x+2y-1=0上运动,可得C到直线的距离为d==
当点P在直线上运动,它与Q在直线2x+2y-1=0上的射影重合时,P向圆C引的切线长取得最小值
∴切线长的最小值为=
=
故答案为:
(1)求不等式-2x2-5x+3<0的解集
(2)求直线l:3x+y-6=0被圆x2+y2-2y-4=0截得的弦长.
正确答案
(1)-2x2-5x+3<0,
变形为:2x2+5x-3>0,
因式分解得:(2x-1)(x+3)>0,
可化为:或
,
解得:x>或x<-3,
则原不等式的解集为(-∞,-3)∪(,+∞);
(2)把圆的方程化为标准方程得:x2+(y-1)2=5,
∴圆心坐标为(0,1),半径r=,
∴圆心到直线3x+y-6=0的距离d==
,
则直线l被圆截得的弦长=2=
.
直线Ax+By+C=0与圆x2+y2=4相交于两点M,N,若满足C2=A2+B2,O为坐标原点,则•
等于 ______.
正确答案
设M(x1,y1),N(x2,y2)则•
=x1x2+y1y2 由方程Ax+By+c=0与x2+y2=4联立
消去y得(A2+B2)x2+2ACx+(C2-4A2)=0
所以x1x2=
同理,消去x可得:y1y2=
所以x1x2+y1y2=
又C2=A2+B2,得:x1x2+y1y2=-2 即•
=-2
故答案为:-2
已知圆C1的圆心在坐标原点O,且恰好与直线l1:x-y-2=0相切.
(Ⅰ)求圆的标准方程;
(Ⅱ)设点A(x0,y0)为圆上任意一点,AN⊥x轴于N,若动点Q满足=m
+n
,(其中m+n=1,m,n≠0,m为常数),试求动点Q的轨迹方程C2;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的结论下,当m=时,得到曲线C,问是否存在与l1垂直的一条直线l与曲线C交于B、D两点,且∠BOD为钝角,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)设圆的半径为r,圆心到直线l1距离为d,则d==2…(2分)
所以圆C1的方程为x2+y2=4…(3分)
(Ⅱ)设动点Q(x,y),A(x0,y0),AN⊥x轴于N,N(x0,0)
由题意,(x,y)=m(x0,y0)+n(x0,0),所以…(5分)
即:,将A(x,
y)代入x2+y2=4,得
+
=1…(7分)
(Ⅲ)m=时,曲线C方程为
+
=1,假设存在直线l与直线l1:x-y-2
=0垂直,
设直线l的方程为y=-x+b…(8分)
设直线l与椭圆+
=1交点B(x1,y1),D(x2,y2)
联立得:,得7x2-8bx+4b2-12=0…(9分)
因为△=48(7-b2)>0,解得b2<7,且x1+x2=,x1x2=
…(10分)
∴•
=x1x2+y1y2=x1x2+(b-x1)(b-x2)=2x1x2-b(x1+x2)+b2
=-
+b2=
…(12分)
因为∠BOD为钝角,所以<0且b≠0,
解得b2<且b≠0,满足b2<7
∴-<b<
且b≠0,
所以存在直线l满足题意…(14分)
过点A(0,a)作直线交圆M:(x-2)2+y2=1于点B、C,
(理)在BC上取一点P,使P点满足:=λ
,
=λ
,(λ∈R)
(文)在线段BC取一点P,使点B、P、C的横坐标的倒数成等差数列
(1)求点P的轨迹方程;
(2)若(1)的轨迹交圆M于点R、S,求△MRS面积的最大值.
正确答案
(1)(理)令P(x,y),因为=λ
,
=λ
,(λ∈R)
所以xB=λxC,x-xB=λ(xC-x)
∴=
,
∴x=①
设过A所作的直线方程为y=kx+a,(显然k存在)
又由得(1+k2)x2+(2ak-4)x+a2+3=0
∴xB+xC=,xBxC=
代入①,得x=,
∴y=kx+a=
消去k,得所求轨迹为2x-ay-3=0,(在圆M内部)
(文)令P(x,y),因为点B、P、C的横坐标的倒数成等差数列
所以 =
+
⇒x=
(以下同理)
(2)上述轨迹过为定点(,0)的直线在圆M内部分
,由得(a2+4)y2-2ay-3=0
则|y1-y2|==4
∴S△MRS=×
×4
=
=
令t=a2+3,则t≥3,而函数f(t)=t+在t≥3时递增,
∴S△MRS≤=
.
∴S△MRS|max=,此时t=3,a=0,
给出下列命题:
(1)函数y=的最小值是2;
(2)函数y=sinx+的最小值为4;
(3)无论α怎样变化,直线xcosα+ysinα+1=0与圆x2+y2=1总相切.
(4)圆x2+y2+2x+4y-3=0上到直线x+y+1=0的距离为的点有3个.
上述命题中,正确命题的番号是______.
正确答案
(1)y==
+
,
令t=,则t≥2,则 y=t+
y′=1-≥0,所以 y=t+
在[2,+∝)上是增函数,
所以 y=t+在[2,+∝)上的最小值是2+
=
,故错;
(2)根据三角函数的范围得到sinx的范围,函数y=sinx+的值可以取到负值,故错;
(3)由题设知圆心到直线的距离 d==1=r,圆的半径 r=1,
所以直线xcosθ+ysinθ-2=0与圆x2+y2=1的位置关系是相切.正确;
(4)圆x2+y2+2x+4y-3=0的圆心(-1,-2)到直线x+y+1=0的距离为 =
,是半径2
的一半,故圆上有三个点到直线x+y+1=0的距离为
,正确.
故答案为:(3)(4).
若直线ax+2by-2=0(a>0,b>0)始终平分圆x2+y2-4x-2y-8=0的周长,则+
的最小值为______,ab的取值范围是______.
正确答案
x2+y2-4x-2y-8=0可化为:(x-2)2+(y-1)2=13,∴圆的圆心是(2,1)
∵直线平分圆的周长,所以直线恒过圆心(2,1)
把(2,1)代入直线ax+2by-2=0,得a+b=1
∴+
=(
+
)(a+b)=3+
+
∵a>0,b>0,
∴+
=(
+
)(a+b)=3+
+
≥3+2
0≤ab≤(
a+b
2
)2=
故答案为:3+2,(0,
]
若圆C:(x-h)2+(y-1)2=1在不等式x+y+1≥0所表示的平面区域内,则h的最小值为______.
正确答案
由圆的方程(x-h)2+(y-1)2=1,得到圆心C的坐标为(h,1),半径r=1,
当直线x+y+1=0与圆C相切且圆在直线的上方时,圆心C到直线x+y+1=0的距离d==r=1,
解得:h=-2或h=-
-2(不合题意,舍去),
则h的最小值为:-2.
故答案为:-2
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