- 直线与方程
- 共7398题
在极坐标系中,设圆p=3上的点到直线p(cosθ+sinθ)=2的距离为d,求d的最大值.
正确答案
将极坐标方程p=3转化为普通方程:x2+y2=9
p(cosθ+sinθ)=2可化为x+
y=2
在x2+y2=9上任取一点A(3cosa,3sina),则点A到直线的距离为
d==
,它的最大值为4.
已知直线:y="k" (x+2
)与圆O:
相交于A、B两点,O是坐标原点,
ABO的面积为S.
(1)试将S表示成的函数S(k),并求出它的定义域;
(2)求S的最大值,并求取得最大值时k的值.
正确答案
(1)
(2) 即,
.
(1)先求出三角形的高,即原点O到直线的距离,然后再利用圆的弦长公式求出三角形的底的长度,进而确定
(2)求最值要换元.令,这样转化成二次函数最值解决即可.
解:如图,(1)直线方程为:
,且
.——————2分
原点O到的距离为
——————3分
弦长——————4分
△ABO面积————————6分
△
——————————8分
(2) 令则——————10分
.————12分
当t=
时,
时,
————————14分
另解:△ABO面积S=
,此时
即,所以
.
设直线y=2x+b与抛物线y2=4x相交于A,B两点,且|AB|=3
(1)求b值;
(2)设P(x0,0)是x轴上一点,当△PAB面积等于9时,求P点坐标.
正确答案
(1)由,消去y得4x2+4(b-1)x+b2=0.
△=[4(b-1)]2-4×4×b2>0,得b<.
x1+x2=1-b,x1•x2=.
|AB|==
=3
.
∴解得:b=-4,满足b<,∴b=-4;
(2)P到直线2x-y-4=0的距离为d,d=.
由S△PAB=×3
×
=9,解得:x=5或x=-1,
∴P点坐标为(-1,0)或(5,0).
选修4-4:坐标系与参数方程
在直角坐标平面内,以坐标原点O为极点,沿x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.曲线C的极坐标方程是ρ=4cosθ,直线l的参数方程是(t为参数),M、N分别为曲线C、直线l上的动点,求|MN|的最小值.
正确答案
∵ρ=4cosθ,
∴ρ2=4ρcosθ,
∴程x2+y2=4x,即x2+y2-4x=0,
∴曲线C是以M(2,0)为圆心,2为半径的圆…2分
化线l的参数方程 (t为参数)为普通方程:x-
y+3=0,…4分
∵圆心M(2,0)到直线l的距离公式求得d==
,…6分
∴|MN|的最小值为-2=
…7分
已知圆C1的圆心在直线l1:x-y=0上,且圆C1与直线x=1-2相切于点A(1-2
,1),直线l2:x+y-8=0.
(1)求圆C1的方程;
(2)判断直线l2与圆C1的位置关系;
(3)已知半径为2的动圆C2经过点(1,1),当圆C2与直线l2相交时,求直线l2被圆C2截得弦长的最大值.
正确答案
(1)∵圆C1与直线x=1-2相切于点A(1-2
,1),
∴圆心C1在直线y=1上,…(1分)
又圆心C1在直线x-y=0上,
∴圆心C1为直线y=1和直线x-y=0的交点,即点(1,1).…(2分)
∵圆C1与直线x=1-2相切,
∴圆C1的半径等于点(1,1)到直线x=1-2的距离,
即圆C1的半径为|1-(1-2)|=2
∴圆C1的方程为(x-1)2+(y-1)2=8…(5分)
(2)∵圆心C1到直线l2的距离为d==3
>2
…(7分)
∴直线l2与圆C1相离.…(8分)
(3)由已知,可设圆C2的方程为(x-a)2+(y-b)2=8,
∵圆C2经过点(1,1),
∴(1-a)2+(1-b)2=8,即(a-1)2+(b-1)2=8,
∴圆C2的圆心C2(a,b)在圆C1上.…(10分)
设直线l2:x+y-8=0与圆C2的交点分别为M,N,MN的中点为P,
由圆的性质可得:|MN|2=4(8-|C2P|2),
所以求直线l2被圆C2截得弦长MN的最大值即求C2P的最小值.…(12分)
又因为C1到直线l2的距离为d=3,
所以C2P的最小值为d-|C1C2|=3-2
=
,
所以(|MN|2)max=4[8-(
2
)2]=24,
即MNmax=2,
故直线l2被圆C2截得弦长的最大值为2.…(14分)
已知圆C以(3,-1)为圆心,5为半径,过点S(0,4)作直线l与圆C交于不同两点A,B.
(Ⅰ)若AB=8,求直线l的方程;
(Ⅱ)当直线l的斜率为-2时,过直线l上一点P,作圆C的切线PT(T为切点)使PS=PT,求点P的坐标;
(Ⅲ)设AB的中点为N,试在平面上找一点M,使MN的长为定值.
正确答案
(Ⅰ)圆心C坐标(3,-1),半径r=5,
由条件可知:圆心C到直线l的距离为3.(3分)
当斜率不存在时,x=0符合条件; (4分)
当直线l斜率存在时,设其为k,
则=3⇒k=-
,
则直线l的方程为8x+15y-60=0.
综上,直线l方程是8x+15y-60=0或x=0;(6分)
(Ⅱ)知直线l方程为y=-2x+4,设点P(a,4-2a),
则由PC2-r2=PS2得:a2+4a2=(a-3)2+(5-2a)2-25,
⇒a=,
所求点P为(,
);(10分)
(Ⅲ)根据直角三角形斜边上的中线等于斜边一半有:
定点M的坐标为 (,
).(16分)
已知圆的方程为
,直线
的方程为
,点
在直线
上,过
点作圆
的切线
,切点为
.
(1)若,试求点
的坐标;
(2)若点的坐标为
,过
作直线与圆
交于
两点,当
时,求直线
的方程;
正确答案
(1)或
(2)
或
试题分析:(1)根据题意可知,因为
则
,因为
,则可得
,设出点
的坐标根据点
在直线
上且
,可求得点
的坐标。(2)当直线直线
的斜率不存在时,直线与圆无交点,舍。设出直线
的点斜式方程,画图分析可知
,可求得圆心
到直线
的距离,即可求得直线
的斜率。
试题解析:解: (1)设,由题可知
,所以
,
解之得:,
故所求点的坐标为
或
. 6分
(2)设直线的方程为:
,易知
存在,
由题知圆心到直线
的距离为
,所以
,
解得,或
,
故所求直线的方程为:
或
. 13分
若直线3x+4y+m=0与圆(θ为参数)没有公共点,
则实数m的取值范围是_____________。
正确答案
,设圆心到直线的距离为
,则
或
在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为:(t为参数),若以O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,则曲线C的极坐标方程ρ=
cos(θ+
),求直线l被曲线C所截的弦长.
正确答案
将方程(t为参数),化为普通方程3x+4y+1=0,
将方程ρ=cos(θ+
)化为普通方程x2+y2-x+y=0,
此方程表示圆心为(,-
),半径为
的圆.
则圆心到直线的距离d=弦长=2
=2
=
.
故答案为.
已知圆.
(1)若圆的切线在
轴和
轴上的截距相等,且截距不为零,求此切线的方程;
(2)从圆外一点
向该圆引一条切线,切点为
,
为坐标原点,且有
,求使
的长取得最小值的点
的坐标.
正确答案
(1)或
;(2)
.
试题分析:(1)根据题意可设切线方程为(
),然后利用圆心到切线的距离等于半径即可求出
的值,进而求出切线方程;
(2)通过为切线,可知
,可以得到点
的轨迹方程,然后将求
的最小值问题转化为求
的最小值,利用点到直线的距离易得.
试题解析:(1)切线在两坐标轴上的截距相等且截距不为零,
∴设切线方程为(
),
又圆C:
,
∴圆心C到切线的距离等于圆的半径
,
∴,解得
或
,
故所求切线的方程为:或
.
(2)设,
切线
与半径
垂直,
∴,
∴,整理得
,
故动点在直线
上,
由已知的最小值就是
的最小值,
而的最小值为
到直线
的距离
,
∴解得
∴所求点坐标为.
已知点(a,2)(a>0)到直线l:x-y+3=0的距离为1,则a=______.
正确答案
点(a,2)(a>0)到直线l:x-y+3=0的距离d==1,
化简得:|a+1|=,解得a=
-1或a=-
-1,
又a>0,所以a=--1不合题意,舍去,
则a=-1.
故答案为:-1
在平面直角坐标系xOy中,曲线y=x2-6x+1与坐标轴的交点都在圆C上.
(1)求圆C的方程;
(2)若圆C与直线x-y+a=0交于A,B两点,且OA⊥OB,求a的值.
正确答案
(1)(x-3)2+(y-1)2=9.(2)a=-1.
(1)曲线y=x2-6x+1与坐标轴的交点为(0,1),(3±2,0).故可设圆心坐标为(3,t),
则有32+(t-1)2=2+t2.
解得t=1,则圆的半径为=3.
所以圆的方程为(x-3)2+(y-1)2=9.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),其坐标满足方程组,
消去y得到方程2x2+(2a-8)x+a2-2a+1=0,
由已知可得判别式Δ=56-16a-4a2>0,
由根与系数的关系可得x1+x2=4-a,x1x2=,①
由OA⊥OB可得x1x2+y1y2=0.又y1=x1+a,y2=x2+a.所以2x1x2+a(x1+x2)+a2=0.
由①②可得a=-1,满足Δ>0,故a=-1.
点P(x,y)满足:x2+y2-4x-2y+4≤0,则点P到直线x+y-1=0的最短距离是______.
正确答案
x2+y2-4x-2y+4=0的圆心(2,1),半径为1,圆心到直线的距离为:=
,
点P到直线x+y-1=0的最短距离是-1;
故答案为:-1.
已知动点M到定直线l:x=-的距离比到定点(
,0)的距离多1,
(I)求动点M的轨迹C的方程;
(II)设A(a,0)(a∈R),求曲线C上点P到点A距离的最小值d(a)
正确答案
(1)设动点M的坐标为(x,y),
由已知条件可知,点M与定点(,0)的距离等于它到直线x=-
的距离.
根据抛物线的定义,点M的轨迹是以定点(,0)为焦点的抛物线.
因为=
,所以p=1.即点M的轨迹方程为y2=2x;
(2)设抛物线上的点P(,y),y∈R.则
|PA|2=(-a)2+(y-0)2,整理得:
|PA|2=+(1-a)y2+a2.
令y2=t≥0,有:|PA|2=+(1-a)t+a2,(t≥0)
关于t的二次函数的对称轴为:t0=2(a-1).对对称轴位置作分类讨论如下:
①2(a-1)≤0时,a≤1,即t=1时,|PA|min2=a2,d(a)=|a|;
②2(a-1)>0时,a>1,即t=2(a-1)时,|PA|min2=2a-1,d(a)=.
所以d(a)=.
正方形ABCD的中心为(3,0),AB所在直线的方程为x-2y+2=0,则正方形ABCD的外接圆的方程为______.
正确答案
由题意,正方形ABCD的外接圆的圆心为(3,0),
∵(3,0)到直线AB的距离为=
∴圆的半径为•
=
∴正方形ABCD的外接圆的方程为(x-3)2+y2=10
故答案为:(x-3)2+y2=10.
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