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题型:简答题
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简答题

已知圆E经过点A(2,-3)、B(-2,-5),且圆心在直线x-2y-3=0上.

(1)求圆E的方程;

(2)若直线x+y+m=0与圆E交于P、Q两点,且 EP⊥EQ,求m的值.

正确答案

(1)∵圆心E在直线x-2y-3=0,可设圆心E(2b+3,b ).

由|EA|=|EB|可得 =

平方化简可得 5b2+10b+10=5b2+30b+30,

解得 b=-2,故点E(-1,-2).

由两点间距离公式得r2 =|EA|2=10,

所以,圆的方程为(x+1)2+(y+2)2=10.

(2)由题意可得△EPQ为等腰直角三角形,EP=EQ=r=

设圆心到直线PQ的距离为d,可得 d=

再由点E(-1,-2),PQ的方程为x+y+m=0,故有 =

解得m=3±

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题型:简答题
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简答题

(13分)已知圆C的方程为x2+(y﹣4)2=4,点O是坐标原点.直线l:y=kx与圆C交于M,N两点.

(Ⅰ)求k的取值范围;

(Ⅱ)设Q(m,n)是线段MN上的点,且.请将n表示为m的函数.

正确答案

(Ⅰ)(﹣∞,﹣)∪(,+∞)(Ⅱ)n=(m∈(﹣,0)∪(0,))

(Ⅰ)将y=kx代入x2+(y﹣4)2=4中,得:(1+k2)x2﹣8kx+12=0(*),

根据题意得:△=(﹣8k)2﹣4(1+k2)×12>0,即k2>3,

则k的取值范围为(﹣∞,﹣)∪(,+∞);

(Ⅱ)由M、N、Q在直线l上,可设M、N坐标分别为(x1,kx1),(x2,kx2),

∴|OM|2=(1+k2)x12,|ON|2=(1+k2)x22,|OQ|2=m2+n2=(1+k2)m2

代入=+得:=+

=+=

由(*)得到x1+x2=,x1x2=

代入得:=,即m2=

∵点Q在直线y=kx上,∴n=km,即k=,代入m2=,化简得5n2﹣3m2=36,

由m2=及k2>3,得到0<m2<3,即m∈(﹣,0)∪(0,),

根据题意得点Q在圆内,即n>0,

∴n==

则n与m的函数关系式为n=(m∈(﹣,0)∪(0,)).

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简答题

求经过点,且与圆相切于点的圆的方程,并判断两圆是外切还是内切?

正确答案

解:⑴圆的方程可整理为

直线  ①

直线,可得,而设的中点为

所以可以得到的中垂线的方程为:  ②

的圆心过直线的中垂线,所以由①②联立得到

即圆的圆心为

所以所求圆的方程为

⑵因为所求圆在圆外,所以两圆外切

或者,

两圆的半径和为:

所以两圆外切

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题型:简答题
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简答题

定长为3的线段AB的两端点在抛物线y2=x上移动,记线段AB的中点为M,求点M到y轴的最短距离,并求此时点M的坐标.

正确答案

设A(x1,y1),B(x2,y2),AB长度为3,

那么x1=y12,x2=y22,(1)

32=(x2-x12+(y2-y12=(y22-y122+(y2-y12=(y2-y12[(y2+y12+1](2)

线段AB的中点M(x,y)到y轴的距离为x==(+)=[(y1-y2)2+((y1+y2)2+1)-1]≥[2-1]

由(2)得x≥(2×3-1)=,并且当(y1-y22=(y1+y22+1=3(3)

时x取得最小值x0=

下证x能达到最小值,根据题意不妨设y1>y2,由(3)得

由此解得y1,y2,由(1)解得x1,x2,所以x可取得最小值

相应的M点纵坐标y0=

∴M点坐标为()或(,-)

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简答题

在直角坐标系xoy中,直线l的参数方程是(t为参数),在极坐标系(与直角坐标系xoy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,圆C的极坐标方程是ρ=2cosθ

(I)求圆C的直角坐标方程;

(II)求圆心C到直线l的距离.

正确答案

(I)由圆ρ=2cosθ得ρ2=2ρcosθ,

∵x=ρcosθ,y=ρsinθ,∴ρ2=x2+y2

所以圆ρ=2cosθ的直角坐标方程为x2+y2=2x,

(II)圆的方程配方得(x-1)2+y2=1.

由直线l的参数方程为:(t为参数),将t=x代入第二个方程得:

直线l的直角坐标方程2x-y+1=0.

故圆心C(1,0)到直线的距离为d==

答:(I)圆C的直角坐标方程是x2+y2-2x=0;

(II)圆心C到直线l的距离d=

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简答题

已知直线l1和l2在x轴上的截距相等,且它们的倾斜角互补,又直线l1过点P(-3,3).如果点Q(2,2)到l2的距离为1,求l2的方程.

正确答案

由题意可设直线l2的方程为y=k(x-a),则直线l1的方程为y=-k(x-a).

∵点Q(2,2)到l2的距离为1,

=1.(1)

又因为直线l1过点P(-3,3),则3=-k(-3-a).(2)

由(2)得ka=3-3k,代入(1),得=1,∴12k2-25k+12=0.

解k=

则k=时,代入(2)得k=-,此时直线l2:4x-3y+3=0;

k=时,a=1,此时直线l2:3x-4y-3=0.

所以直线l2的方程为:4x-3y+3=0,或3x-4y-3=0.

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题型:简答题
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简答题

已知△ABC中,∠A的平分线所在的直线的方程为2x+y-1=0,顶点B(),C(-1,1),

求:(1)顶点A的坐标;

(2)△ABC的面积.

正确答案

(1)设C点关于直线2x+y-1=0的对称点为D(x,y),

则有

解得,所以点D的坐标是(),

所以直线AB的方程是7x+y-6=0,

再与方程2x+y-1=0联立解得点A的坐标为(1,-1);

(2)求得|AB|=,由点到直线的距离公式求得C点到AB的距离等于

所以△ABC的面积等于

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题型:简答题
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简答题

已知圆C:x2+y2-4x-6y+9=0.

(I)若点Q(x,y)在圆C上,求x+y的最大值与最小值;

(II)已知过点P(3,2)的直线l与圆C相交于A、B两点,若P为线段AB中点,求直线l的方程.

正确答案

圆C:(x-2)2+(y-3)2=4,∴圆心C(2,3),半径r=2,

(I)设 x+y=d,则由圆心到直线x+y=d 的距离等于半径得  =2⇒d=5±2

∴x+y最大值为5+2,最小值5-2

(II)依题意知点P在圆C内,若P为线段AB中点时,则CP⊥AB,∵kCP=-1,∴kAB=1,

由点斜式得到直线l的方程:y-2=x-3,即  x-y-1=0.

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题型:简答题
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简答题

已知点M到双曲线-=1的左、右焦点的距离之比为2:3.

(1)求点M的轨迹方程;

(2)若点M的轨迹上有且仅有三个点到直线y=x+m的距离为4,求实数m的值.

正确答案

(1)双曲线-=1的左、右焦点为F1(-5,0),F2(5,0).…(1分)

设点M(x,y),则=,即=.     …(3分)

化简得点M的轨迹方程为x2+y2+26x+25=0.        …(7分)

(2)点M的轨迹方程即为(x+13)2+y2=144,它表示以(-13,0)为圆心,12为半径的圆.       …(9分)

因为圆上有且仅有三点到直线y=x+m的距离为4,

所以圆心到直线y=x+m的距离为8,即=8.  …(12分)

解得 m=13±8.                                 …(14分)

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题型:填空题
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填空题

正确答案

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题型:简答题
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简答题

(选做题)在A、B、C、D四小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.请在答卷纸指定区域内作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.

(B)(选修4-2:矩阵与变换)

二阶矩阵M有特征值λ=8,其对应的一个特征向量e=,并且矩阵M对应的变换将点(-1,2)变换成点(-2,4),求矩阵M2

(C)(选修4-4:坐标系与参数方程)

已知极坐标系的极点在直角坐标系的原点,极轴与x轴的正半轴重合,曲线C的极坐标方程为ρ2cos2θ+3ρ2sin2θ=3,直线l的参数方程为(t为参数,t∈R).试在曲线C上一点M,使它到直线l的距离最大.

正确答案

(B)设M=,则由 =,得

即a+b=8,c+d=8.

=,得=

从而-a+2b=-2,-c+2d=4.

由a+b=8,-a+2b=-2,c+d=8,-c+2d=4解得a=6,b=2,c=4,d=4

∴M=,M2==

(C)由曲线C的极坐标方程为ρ2cos2θ+3ρ2sin2θ=3,

可得C的普通方程是x2+3y2=3,

+y2=1.

由直线l的参数方程为(t为参数,t∈R)消去参数td得

直线l的普通方程是x+y-=0.

设点M的坐标是(cosθ,sinθ),则点M到直线l的距离是

d==

当sin(θ+)=-1时,

即θ+=2kπ+,k∈Z,解得θ=2kπ+,k∈Zd取得最大值,

此时cosθ=-,sinθ=-

综上,点M的坐标是(-,-)时,M到直线l的距离最大.

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题型:简答题
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简答题

已知半径为5的圆的圆心在轴上,圆心的横坐标是整数,且与直线相切.

求:(1)求圆的方程;

(2)设直线与圆相交于两点,求实数的取值范围;

(3)在(2)的条件下,是否存在实数,使得过点的直线垂直平分弦

若存在,求出实数的值;若不存在,请说明理由.

正确答案

(1)(2)

(3)

试题分析:(1)设圆心为),利用直线与圆相切的位置关系,根据点到直线的距离公式列方程解得的值,从而确定圆的方程;

(2)直线与圆交于不同的两点,利用圆心到直线的距离小于圆的半径列不等式从而解出实数的取值范围;

(3)根据圆的几何性质,垂直平分弦的直线必过圆心,从而由两点确定直线的斜率,进一步由两直线垂直的条件确定实数的值.

试题解析:(1)设圆心为).

由于圆与直线相切,且半径为,所以,

.因为为整数,故

故所求的圆的方程是

(2)直线.代入圆的方程,消去整理,得

.由于直线交圆于两点,

,即,解得 ,或

所以实数的取值范围是

(3)设符合条件的实数存在,由(2)得,则直线的斜率为

的方程为,即

由于垂直平分弦,故圆心必在上.

所以,解得.由于

所以存在实数,使得过点的直线垂直平分弦.

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简答题

在平面直角坐标系xOy中,曲线y=x2-2x-3与坐标轴的交点都在圆C上.

(1)求圆C的方程;

(2)若直线x+y+a=0与圆C交于A,B两点,且AB=2,求实数a的值.

正确答案

(1)x2+y2-2x+2y-3=0(2)

试题分析:(1)曲线y=x2-2x-3与坐标轴的交点有三个交点,本题就是求过三个点的圆的方程,因此设圆方程的一般式x2+y2+Dx+Ey+F=0,若从图形看,则圆的方程又可设成x2+y2-2x+Ey-3=0,再利用过点求出(2)先将圆的一般式化为标准式:,明确圆心和半径,涉及圆的弦长问题,利用由半径、半弦长、圆心到弦所在直线距离构成的直角三角形,列等量关系:

试题解析:(1)曲线与y轴的交点是(0,-3).令y=0,得x2-2x-3=0,解得x=-1或x=3.

即曲线与x轴的交点是(-1,0),(3,0).                    2分

设所求圆C的方程是x2+y2+Dx+Ey+F=0,

,解得D=-2,E=2,F=-3.

所以圆C的方程是x2+y2-2x+2y-3=0.                  5分

(2)圆C的方程可化为

所以圆心C(1,-1),半径.                           7分

圆心C到直线x+y+a=0的距离,由于

所以,解得.                    10分

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简答题

如图,已知是椭圆的右焦点;圆轴交于两点,其中是椭圆的左焦点.

(1)求椭圆的离心率;

(2)设圆轴的正半轴的交点为,点是点关于轴的对称点,试判断直线与圆的位置关系;

(3)设直线与圆交于另一点,若的面积为,求椭圆的标准方程.

正确答案

(1);(2)相切;(3).

试题分析:(1)将点代入圆的方程,得出的等量关系,进而求出椭圆的离心率;(2)先求出点的坐标,进而求出直线的斜率,通过直线的斜率与直线的斜率的乘积为,得到,进而得到直线与圆的位置关系;(3)通过的中位线得到的面积,从而求出的值,进而求出的值,从而确定椭圆的标准方程.

试题解析:(1)过椭圆的左焦点,把代入圆的方程,得

故椭圆的离心率

(2)在方程中令,可知点为椭圆的上顶点,

由(1)知,,故,故

在圆的方程中令可得点坐标为,则点

于是可得直线的斜率,而直线的斜率

直线与圆相切;

(3)的中线,

,从而得椭圆的标准方程为.

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简答题

已知直线l:X-y+1=0,⊙O:x2+y2=2上的任意一点P到直线l的距离为d.当d取得最大时对应P的坐标(m,n),设g(x)=mx+-2lnx.

(1)求证:当x≥1,g(x)≥0恒成立;

(2)讨论关于x的方程:mx+-g(x)=2x3-4ex2+tx根的个数.

正确答案

(1)由题意得P(1,-1),

∴m=1,n=-1∴g(x)=mx+-2lnx=x--2lnx

∴g′(x)=1+-==≥0,

∴g(x)在[1,+∞)是单调增函数,

∴g(x)≥g(1)=1-1-2ln1=0对于x∈[1,+∞)恒成立.

(2)方程mx+-g(x)=2x3-4ex2+tx;

∴2lnx=2x3-4ex2+tx

∵x>0,∴方程为=2x2-4ex+t

令L(x)=,H(x)=2x2-4ex+t,

∵L′(x)=2,当x∈(0,e)时,L′(x)≥0,

∴L′(x)在(0,e]上为增函数;x∈[e,+∞)时,L′(x)≤0,

∴L′(x)在[0,e)上为减函数,

当x=e时,L(x)max=L(e)=

H(x)=2x2-4ex+t=2(x-e)2+t-2e2

∴可以分析①当t-2e2,即t>2e2+时,方程无解.

②当t-2e2=,即t=2e2+时,方程有一个根.

③当t-2e2,即t<2e2+时,方程有两个根.

下一知识点 : 圆与方程
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