- 直线与方程
- 共7398题
(本小题8分)已知圆C过点M(0,-2)、N(3,1),且圆心C在直线x+2y+1=0上.
(1)求圆C的方程;
(2)设直线ax-y+1=0与圆C交于A,B两点,是否存在实数a,使得过点P(2,0)的直线l垂直平分弦AB?若存在,求出实数a的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)圆C的方程为:x2+y2-6x+4y+4=0;
(2)不存在实数,使得过点
的直线l垂直平分弦
.
此题考查了利用待定系数法求圆的一般式方程,垂直平分线的性质及方程与函数的综合.此题第二问利用的方法是反证法,此方法的步骤为:先否定结论,然后利用正确的推理得出与已知,定理及公理矛盾,得到假设错误,故原结论成立
(1)设出圆的一般式方程,表示出圆心坐标,把圆心坐标代入到直线x+2y+1=0中得到一个关于D,E及F的方程,然后把M与N的坐标代入所设的圆的方程,得到两个关于E,F及D的方程,三个方程联立即可求出D,E及F的值,确定出圆C的方程;
(2)利用反证法,先假设满足题意得点存在,根据线段垂直平分线的性质得到圆心C必然在直线l上,由点C与点P的坐标求出直线PC的斜率,根据两直线垂直时斜率的乘积为-1,求出直线AB的斜率,进而求出实数a的值,然后由已知直线ax-y+1=0,变形得到y=ax+1,代入(1)中求出的圆C的方程,消去y得到关于x的一元二次方程,根据直线与圆有两个交点,得到根的判别式大于0,即可求出a的取值范围,发现求出的a的值不在此范围中,故假设错误,则不存在实数a,使得过点P(2,0)的直线l垂直平分弦AB.
解:(1)设圆C的方程为:x2+y2+Dx+Ey+F=0
则有 …………………2分
解得
∴圆C的方程为:x2+y2-6x+4y+4=0 …………4分
(2)设符合条件的实数存在,
由于l垂直平分弦,故圆心
必在l上.
所以l的斜率,
而, 所以
. …………5分
把直线ax-y+1="0" 即y="ax" +1.代入圆的方程,
消去,整理得
.
由于直线交圆
于
两点,
故,
即,解得
.
则实数的取值范围是
.…………………7分
由于,
故不存在实数,使得过点
的直线l垂直平分弦
.………8分
已知圆以原点为圆心,且与圆
外切.
(1)求圆的方程;
(2)求直线与圆
相交所截得的弦长.
正确答案
(1);(2)
.
第一问中,因为两圆相外切,则说明半径和为两圆心的距离。设圆方程为
,圆
,
所以圆方程为
第二问中,先求圆心到直线的距离,到直线
的距离为
,然后利用勾股定理得到弦长
.
解:(1)设圆方程为
.圆
,
,所以圆
方程为
.……………………7分
(2)到直线
的距离为
,……………………………………10分
故弦长.…………………………………………14分
(本题14分)已知与圆C:相切的直线
交x轴、y轴于A、B两点,O为原点,|OA|=3,|OB|=b(b>2).
(1) 求b的值;
(2) 求△ABC的外接圆方程。
正确答案
18.(14分)解: (1)直线AB的方程为,即bx+3y-3b=0……………1分
圆心(1,1)到直线AB的距离d=r=1 …………………………2分
d=…………………………………………………4分
化简得b=4…………………………………………………6分
(2) 设外接圆方程为…………7分
代入3点坐标
则有 ……………10分
………13分
所以外接圆方程为…………14分
略
(本小题14分)已知圆C的圆心在直线上,且与直线
相切,被直线
截得的弦长为
,求圆C的方程.
正确答案
解:设圆C的圆心为,半径为R,则有:
,解得
,
即所求的圆的方程为:.
略
若直线与曲线
有两个不同的交点,则实数k的取值范围是______________.
正确答案
略
已知圆的方程x2 + y2 = 2,直线y = x + b,当b范围为 圆与直线没有公共点..
正确答案
b>2或b<–2
略
光线从A(1,0)出发经y轴反射后到达圆所走过的最短路程为 .
正确答案
4
试题分析:假设光线从出发到达
轴一点
后反射到圆上一点
,由于
关于
轴对称点为
,根据反射原理,
,所以
,其中
为圆心,半径
,所以
.
已知A(0,-4),B(3,2),抛物线y=x2上的点到直线AB的最短距离为______.
正确答案
∵kAB==2
∴直线AB的方程为:y=2x-4,即2x-y-4=0
又∵y=x2,则y'=2x,
当y'=2时,x=1,此时y=1
故抛物线y=x2上(1,1)点到直线AB的距离最小距离d为:
d==
故答案为:
以直角坐标系的原点为极点,x轴的非负半轴为极轴,并在两种坐标系中取相同的长度单位.已知直线l的极坐标方程为ρ(cosθ+sinθ)=2,曲线C的参数方程为
(φ为参数),则曲线C上的点到直线l的最短距离为______.
正确答案
∵直线l的极坐标方程为ρ(cosθ+sinθ)=2,
∵x=pcosθ,y=psinθ,
∴x+y=2,
∵曲线C的参数方程为(φ为参数),
∴+y2=1,
可以设直线y=-x+k与椭圆+y2=1相切,
∴5x2-8kx+4k2-4=0,
△=0,∴64k2-20(4k2-4)=0,
∴k=±
∴直线y=-x±与直线x+y=2
,的距离即是最短距离,
∴d=±
,
∴曲线C上的点到直线l的最短距离为.
故答案为.
如果方程表示一个圆,
(1)求的取值范围;
(2)当m=0时的圆与直线相交,求直线
的倾斜角的取值范围.
正确答案
(1)(2)
本试题主要是考查了圆的一般式方程的运用,以及直线与圆的位置关系的运用。‘
(1)根据已知条件可知,将方程配方得
方程表示圆
>0
解得<1或,
>4
(2)当=0时,圆的方程为
直线与圆相交
≤2
解得≤ k≤
,那么利用直线与圆相交得到倾斜角的范围。
解:(1)将方程配方得
方程表示圆
>0
解得<1或,
>4
的取值范围为
…………………6分
(2)当=0时,圆的方程为
直线与圆相交
≤2
解得≤ k≤
……………………10分
设直线的倾斜角为
则
又
直线
的倾斜角的取值范围为
…………………………13分
(12分).已知圆C:
直线
(1)证明:不论取何实数,直线
与圆C恒相交;
(2)求直线被圆C所截得的弦长最小时直线
的方程;
正确答案
(1)可证明直线L过圆C内的定点(3,1)
(2)2X-Y-5=0
本题考查学生会求两直线的交点坐标,会利用点到圆心的距离与半径的大小比较来判断点与圆的位置关系,灵活运用圆的垂径定理解决实际问题,掌握两直线垂直时斜率的关系,会根据斜率与一点坐标写出直线的方程,是一道综合题.
(1)要证直线l无论m取何实数与圆C恒相交,即要证直线l横过过圆C内一点,方法是把直线l的方程改写成m(2x+y-7)+x+y-4=0可知,直线l一定经过直线2x+y-7=0和x+y-4=0的交点,联立两条直线的方程即可求出交点A的坐标,然后利用两点间的距离公式求出AC之间的距离d,判断d小于半径5,得证;
(2)根据圆的对称性可得过点A最长的弦是直径,最短的弦是过A垂直于直径的弦,所以连接AC,过A作AC的垂线,此时的直线与圆C相交于B、D,弦BD为最短的弦,接下来求BD的长,根据垂径定理可得A是BD的中点,利用(1)圆心C到BD的距离其实就是|AC|的长和圆的半径|BC|的长,根据勾股定理可求出12
|BD|的长,求得|BD|的长即为最短弦的长;根据点A和点C的坐标求出直线AC的斜率,然后根据两直线垂直时斜率乘积为-1求出直线BD的斜率,又直线BD过A(3,1),根据斜率与A点坐标即可写出直线l的方程.
已知直线x-2ay-3=0为圆x2+y2-2x+2y-3=0的一条对称轴,则实数a= .
正确答案
1
由题意可知此直线过圆心(1,-1),所以.
已知点A(1,-1),B(5,1),直线经过点A,且斜率为
,
(1)求直线的方程。(2)求以B为圆心,并且与直线
相切的圆的标准方程。
正确答案
(1)3x+4y+1=0(2)
本试题主要是考查了圆的方程的求解以及直线与圆的位置关系的综合运用。利用两点坐标求解斜率得到直线的方程,以及圆心到直线的距离等于圆的半径得到与圆的方程。
解:由直线方程点程:
直线过A点:
即 整理得:3x+4y+1=0
(2)由题意,与圆B相切,则圆心B与直线
的距离相切
则:
,
以B为圆心的圆的标准方程:。
(本小题满分15分)
已知圆,
为抛物线
上的动点.
(Ⅰ) 若,求过点
的圆的切线方程;
(Ⅱ) 若,求过点
的圆的两切线与
轴围成的三角形面积
的最小值.
正确答案
(Ⅰ)切线方程为或
.
(Ⅱ)两切线与轴围成的三角形面积
的最小值为32.
本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用,求解切线方程以及三角形面积的求解的综合运用。
(1)因为.当点
时,设切线方程为
,即
,利用导数的几何意义得到k的值,得到结论。
(2)设切线,即
,
切线与轴交点为
,圆心到切线的距离为
.
表示得到三角形的面积的公式,然后结合函数求解得到最值。
解:(Ⅰ).
当点时,设切线方程为
,即
.
圆心到切线的距离为,即
.
所以,得
或
.
所以切线方程为或
.………………………………………………6分
(Ⅱ)设切线,即
,
切线与轴交点为
,圆心到切线的距离为
.
即,
化简得
设两切线斜率分别为,则
,
,当且仅当
时取等号.
所以两切线与轴围成的三角形面积
的最小值为32.………………………………15分
已知圆C:(x-1)2+(y-2)2=25,直线l:(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0(m∈R).
(1)证明:直线l与圆相交;
(2)求直线l被圆截得的弦长最小时的直线l的方程.
正确答案
2x-y-5=0.
(1)按直线系;(2)由线线垂直,先求斜率,再用点斜式.
解:(1)证明:直线l的方程可化为(x+y-4)+m(2x+y-7)=0.
∴ 直线l恒过定点A(3,1). (5分)
∵(3-1)2+(1-2)2=5<25,
∴点A是圆C内部一定点,从而直线l与圆始终有两个公共点,
即直线与圆
相交. (8分)
(2)圆心为C(1,2),要使截得的弦长最短,当且仅当l⊥AC.
而C(1,2),A(3,1),所以
进而, 直线l的方程为y-1=2(x-3),即2x-y-5=0. (12分)
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