- 直线与方程
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(坐标系与参数方程选做题)已知圆C的极坐标方程ρ=2cosθ,则圆C上点到直线l:ρcosθ-2ρsinθ+7=0的最短距离为______.
正确答案
由ρ=2cosθ⇒ρ2=2ρcosθ⇒x2+y2-2x=0⇒(x-1)2+y2=1,
ρcosθ-2ρsinθ+7=0⇒x-2y+7=0,
∴圆心到直线距离为:
d==
.
则圆C上点到直线l:ρcosθ-2ρsinθ+7=0的最短距离为 -1
故答案为:-1.
在平面直角坐标系中,已知点A ( , 0 ),点B在直线l:x=-
上运动,过点B与l垂直的直线和AB的中垂线相交于点M.
(Ⅰ)求动点M的轨迹E的方程;
(Ⅱ)设点P是轨迹E上的动点,点R,N在y轴上,圆C:(x-1)2+y2=1内切于△PRN,求△PRN的面积的最小值.
正确答案
(Ⅰ)设点M的坐标为(x,y),由题设知,|MB|=|MA|.
所以动点M的轨迹E是以A ( , 0 )为焦点,
l:x=-为准线的抛物线,其方程为y2=2x;
(Ⅱ)设P(x0,y0),R(0,b),N(0,c),且b>c,
故直线PR的方程为(y0-b)x-x0y+x0b=0.
由题设知,圆心(1,0)到直线PR的距离为1,
即=1.
注意到x0>2,化简上式,得(x0-2)b2+2y0b-x0=0,
同理可得(x0-2)c2+2y0c-x0=0.
由上可知,b,c为方程(x0-2)x2+2y0x-x0=0的两根,
根据求根公式,可得b-c==
.
故△PRN的面积为
S=( b-c )x0=
=( x0-2 )+
+4≥2
+4=8,
等号当且仅当x0=4时成立.此时点P的坐标为( 4 , 2 )或( 4 , -2
).
综上所述,当点P的坐标为( 4 , 2 )或( 4 , -2
)时,△PRN的面积取最小值8.
已知t∈R,圆C:x2+y2-2tx-2t2y+4t-4=0.
(1)若圆C的圆心在直线x-y+2=0上,求圆C的方程;
(2)圆C是否过定点?如果过定点,求出定点的坐标;如果不过定点,说明理由.
正确答案
(1)x2+y2+2x-2y-8=0或x2+y2-4x-8y+4=0(2)过定点(2,0).
(1)配方得(x-t)2+(y-t2)2=t4+t2-4t+4,其圆心C(t,t2).依题意t-t2+2=0t=-1或2.
即x2+y2+2x-2y-8=0或x2+y2-4x-8y+4=0为所求方程.
(2)整理圆C的方程为(x2+y2-4)+(-2x+4)t+(-2y)·t2=0,令
故圆C过定点(2,0).
圆与直线
的交点的个数是_______
正确答案
2
试题分析:直线过定点
,把点
代入圆的方程
得
,所以点
在圆的内部,所以直线过圆内一点,所以直线与圆有2个交点.
(本小题满分13分)已知圆经过
、
两点,且圆心在直线
上.
(Ⅰ)求圆的方程;
(Ⅱ)若直线经过点
且与圆
相切,求直线
的方程.
正确答案
(Ⅰ). (Ⅱ)
。
本试题主要是考查了直线与圆的位置关系的运用。
(1)设圆C的方程为(x-a)2+(y-b)2=r2,r>0,,依题意得:
,解出待定系数,可得圆 C的方程.(2)当直线l的斜率存在时,可设直线l的方程,由圆心到直线的距离等于半径解出k值,从而得到直线l的方程.
解:(Ⅰ)方法1:设所求圆的方程为.依题意,可得………2分
,……………………4分
解得
∴所求圆的方程为.…………………7分
方法2:由已知,AB的中垂线方程为:. …………………2分
由得
.所求圆的圆心为C(2,4).…………………………2分
.
∴所求圆的方程为.……………………7分
(Ⅱ)直线CB的斜率为2,所以所求切线的斜率为.………………10分
所求切线方程为:,即
………………13分
若直线y=kx+1被圆C:x2+y2-2x-3=0截得的弦最短,则k=________.
正确答案
1
直线y=kx+1恒过定点A(0,1),要使截得的弦最短,需圆心(1,0)和A点的连线与直线y=kx+1垂直,所以k·=-1,即k=1.
已知方程+
-
=0有两个不等实根
和
,那么过点
的直线与圆
的位置关系是
正确答案
相切
试题分析:要判断直线与圆的位置关系,一般是求出圆心到直线的距离,看这个距离是大于半径,等于半径还是小于半径,即直线与圆相离,相切,相交.可求出过两点的直线方程为
,圆心到直线
的距离为
,而
,因此
,化简后得
,故直线与圆相切.
已知定点,
,直线
(
为常数).
(1)若点、
到直线
的距离相等,求实数
的值;
(2)对于上任意一点
,
恒为锐角,求实数
的取值范围.
正确答案
(1) 的值为1或
.(2)
或k>1.
试题分析:(1)根据点M,N到直线l的距离相等,可得l∥MN或l过MN的中点.
按l∥MN、l过MN的中点讨论得到的值为1或
.
本题难度不大,但易于出现漏解现象.
(2)根据∠MPN恒为锐角,得知l与以MN为直径的圆相离,即圆心到直线l的距离大于半径,从而建立的不等式而得解.
试题解析:(1)∵点M,N到直线l的距离相等,
∴l∥MN或l过MN的中点.
∵M(0,2),N(-2,0),
∴,MN的中点坐标为C(-1,1).
又∵直线过点D(2,2),
当l∥MN时,=kMN=1,
当l过MN的中点时,,
综上可知:的值为1或
.
(2)∵对于l上任意一点P,∠MPN恒为锐角,
∴l与以MN为直径的圆相离,即圆心到直线l的距离大于半径,
解得:或k>1.
已知圆,直线
的方程为
,若圆
上恰有三个点到直线
的距离为1,则实数
.
正确答案
试题分析:利用数形结合法,研究直线与圆
的位置关系,因为,圆
上恰有三个点到直线
的距离为1,所以确定(0,0)到直线
的距离为1,
.故答案为
.
已知圆C的方程为,点A
,直线
:
(1)求与圆C相切,且与直线垂直的直线方程;
(2)O为坐标原点,在直线OA上是否存在异于A点的B点,使得为常数,若存在,求出点B,不存在说明理由.
正确答案
(1):
;(2)存在点B
对于圆上任意一点P都有
为常数
(1)因为所求直线与l垂直,所以可设l:,然后再根据直线l与圆C相切,圆心C到直线l的距离等于等于圆的半径3,可建立关于b的方程,求出b的值.
(2)假设存在这样的点B,使得
为常数
,则
即 再根据
,
可转化为对任意
恒成立问题来解决即可.
解:(1):
(2)假设存在这样的点B,使得
为常数
,则
即 ……①,又
……②
由①②可得对任意
恒成立
所以解得
或
(舍去)
所以存在点B对于圆上任意一点P都有
为常数
在平面直角坐标系中,已知圆
经过点
和点
,且圆心
在直线
上,过点
且斜率为
的直线与圆
相交于不同的两点
.
求圆的方程, 同时求出
的取值范围.
正确答案
(1);(2)
根据圆的几何性质可确定圆心弦AB的垂直平分线与直线x-y-3=0的交点,然后再求出半径.再利用直线与圆相交的充要条件是圆心到直线的距离小于半径,建立关于k的不等式,解出k的取值范围.
方法一:AB的中垂线方程为………… 2分
联立方程解得圆心坐标
…… 5分
…………………………………… 6分
故圆的方程为………………………… 8分
方法2:设圆的方程为
, ………… 2分
依题意得:
…… 5分,得
………… 7分
故圆的方程为………………………………………… 8分
方法一 由直线与圆相交,得圆心C到直线的距离小于半径
∴…………………………………… 14分
方法二:联立方程组
由………………………… 14分
(本题14分)已知圆和点
(1)若过点有且只有一条直线与圆
相切,求实数
的值,并求出切线方程;
(2)若,过点
作圆的两条弦
,且
互相垂直,求
的最大值。
正确答案
(1)或即
。(2)
本试题主要是考查了直线与圆的位置关系的运用。
(1)因为圆和点
,若过点
有且只有一条直线与圆
相切,则联立方程组只有一个实数解得到切线方程。
(2)若,过点
作圆的两条弦
,且
互相垂直,设
到直线
的距离分别为
,则
于是
,
,所以
则
,则利用不等式得到结论。
解:(1)由条件知点在圆
上,所以
,则
。当
时,点
为
,
,
此时切线方程为
,即
。当
时,点
为
,
,
此时切线方程为
,即
。所以所求的切线方程为
或即
。-------------6分
(2)设到直线
的距离分别为
,则
于是
,
,所以
则
,因为
,所以
,当且仅当
时取等号,所以
,所以
,所以
,即
的最大值为--------------------14分
已知圆:
:
(Ⅰ)直线经过点
,其斜率为
,
与圆
交点分别为
,
,若
,求
的值;
(Ⅱ)点是圆
上除去与
轴交点中的任意一点,过点
作
轴的垂线段
,
为垂足,当点
在圆
上运动时,求线段
中点
的轨迹方程.
正确答案
解:(Ⅰ)-----------------------------------------5分
(Ⅱ)------------------------------------5分
略
已知圆上任一点
(1)求的取值范围
(2)若恒成立,求实数C的最小值,
正确答案
(1) (2)
略
(14分) 已知圆方程为:
.
(1)直线过点
,且与圆
交于
、
两点,若
,求直线
的方程;
(2)过圆上一动点
作平行于
轴的直线
,设
与
轴的交点为
,若向量
(
为原点),求动点
的轨迹方程,并说明此轨迹是什么曲线.
正确答案
解:(1)①当直线垂直于
轴时,则此时直线方程为
,
与圆的两个交点坐
标为和
,其距离为
满足题意 …1分
②若直线不垂直于
轴,设其方程为
,即
设圆心到此直线的距离为,则
,得
……3分
∴,
,
故所求直线方程为
综上所述,所求直线为或
…………7分
(2)设点的坐标为
(
),
点坐标为
则点坐标是
…………9分
∵,
∴ 即
,
…………11分
又∵,∴
∴点的轨迹方程是
, …13分
轨迹是一个焦点在轴上的椭圆,除去长轴端点。 ……14分
略
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