- 直线与方程
- 共7398题
选修4-1:几何证明选讲
如图,圆O的直径AB=10,弦DE⊥AB于点H,AH=2。
(1)求DE的长;
(2)延长ED到P,过P作圆O的切线,切点为C,若PC=2,求PD的长。
正确答案
(1)DE=8(2)PD=2
(1)AB为圆O的直径,AB⊥DE,DH=HE,
DH2=AHBH=2(10-2)
=16,
DH=4,DE=8
(2) PC切圆O于点C,PC2=PD·PE,
=PD·(PD+8), PD=2。
(本小题满分10分)
如图,△ABC内接于⊙O,AB=AC,直线MN切⊙O于点C,弦BD∥MN,AC与BD相交于点E.
(Ⅰ)求证:△ABE≌△ACD;
(Ⅱ)若AB=6,BC=4,求AE.
正确答案
22.(本小题满分10分)选修4-1:几何证明选讲
解:(Ⅰ)在ΔABE和ΔACD中,
∵ ∠ABE=∠ACD………………2分
又,∠BAE=∠EDC
∵BD//MN
∴∠EDC=∠DCN
∵直线是圆的切线,
∴∠DCN=∠CAD
∴∠BAE=∠CAD
∴ΔΔ
(角、边、角)……………………………5分
(Ⅱ)
∵∠EBC=∠BCM ∠BCM=∠BDC
∴∠EBC=∠BDC=∠BAC BC=CD=4
又 ∠BEC=∠BAC+∠ABE=∠EBC+∠ABE=∠ABC=∠ACB
∴ BC="BE=4 " ……………………………8分
设AE=,易证 ΔABE∽ΔDEC
∴
又
∴……………………………10分
过圆x2+y2=16内一点P的最短弦长为2,且到直线3x+4y-20=0的距离为1,则点P的坐标是______.
正确答案
由圆x2+y2=16,得到圆心坐标为(0,0),半径r=4,
又圆内过P最短弦长为2,
∴|OP|==3,
设P(a,b),则有a2+b2=9①,
又点P到直线3x+4y-20=0的距离为1,
∴=1②,
联立①②解得:,
则点P的坐标为(,
).
故答案为:(,
)
(坐标系与参数方程选做题) 已知直线的极坐标方程为ρsin(θ+)=
,则点A(2,
)到这条直线的距离为______.
正确答案
直线ρsin(θ+)=
,可化为x+y-1=0,
点A(2,)可化为A(
,-
),
根据点到直线的距离公式d==
,
故答案为.
(本小题满分12分)
求过直线和圆
的交点,且满足下列条件之一的圆的方程. (1)过原点; (2)有最小面积.
正确答案
(1); (2)
本试题主要是考查了直线与圆的位置关系的综合运用。
(1)因为过原点(0,0),同时联立方程组的二到交点的坐标,结合一般是方程得到结论。
(2)面积最小,即为半径最小,那么交点弦长即为直径,因此可知圆的半径和圆心坐标,求解得到。
(本题12分)已知圆的方程为求圆的过P点的切线方程。
正确答案
过P点的切线的方程为和x=2.
(1)若切线的斜率存在,可设切线的方程为
即
则圆心到切线的距离
解得
故切线的方程为
(2)若切线的斜率不存在,切线方程为x="2" ,此时直线也与圆相切。
综上所述,过P点的切线的方程为和x=2.
已知圆的极坐标方程为ρ=2cosθ,则该圆的圆心到直线ρsinθ+2ρcosθ=1的距离是______.
正确答案
由ρ=2cosθ,化为直角坐标方程为x2+y2-2x=0,其圆心是A(1,0),
由ρsinθ+2ρcosθ=1得:
化为直角坐标方程为2x+y-1=0,
由点到直线的距离公式,得d==
.
故答案为.
如图所示,⊙O内切△ABC的边于D、E、F,AB=AC,连接AD交⊙O于点H,直线HF交BC的延长线于点G.求证:
(1)圆心O在直线AD上;
(2)点C是线段GD的中点.
正确答案
(1)见解析 (2)见解析
证明:(1)∵AB=AC,AF=AE,∴CF=BE.
又∵CF=CD,BD=BE,
∴CD=BD.
∴AD是∠CAB的平分线.
∴内切圆圆心O在直线AD上.
(2)连接DF,由(1)知,DH是⊙O的直径,
∴∠DFH=90°,
∴∠FDH+∠FHD=90°.
由题易知∠G+∠FHD=90°,
∴∠FDH=∠G.
∵⊙O与AC相切于点F,
∴∠AFH=∠GFC=∠FDH,
∴∠GFC=∠G.∴CG=CF=CD,
∴点C是线段GD的中点.
在平面直角坐标系xOy中,已知圆:
和圆
:
(1)若直线l过点A(4,0),且被圆C1截得的弦长为2,求直线l的方程;
(2)设P为平面上的点,满足:存在过点P的无穷多对互相垂直的直线和
,它们分别与圆
和圆
相交,且直线
被圆
截得的弦长与直线
被圆
截得的弦长相等,试求所有满足条件的点P的坐标.
正确答案
(1) 直线的方程为
或
;(2) 点
或点
.
试题分析:在解决与圆相关的弦长问题时,一般有三种方法:一是直接求出直线与圆的交点坐标,再利用两点间的距离公式得出;二是不求交点坐标,用一元二次方程根与系数的关系得出,即设直线的斜率为k,直线与圆联立消去y后得到一个关于x的一元二次方程再利用弦长公式求解,三是利用圆中半弦长、弦心距及半径构成的直角三角形来求.对于圆中的弦长问题,一般利用第三种方法比较简捷.本题所用方法就是第三种方法.
(1)直线过点
,故可以设出直线
的点斜式方程,又由直线被圆
截得的弦长为
,根据半弦长、半径、弦心距满足勾股定理,求出弦心距,即圆心到直线的距离,得到一个关于直线斜率
的方程,解方程求出
值,可求直线
的方程.
(2)与(1)相同,设出过点的直线
与
的点斜式方程,由于两直线斜率为1,且直线
被圆
截得的弦长与直线
被圆
截得的弦长相等,得到一个关于直线斜率
的方程,解方程求出
值,代入即得直线
与
的方程.
试题解析:(1)由于直线与圆
不相交,所以直线
的斜率存在,设直线
的方程为
,圆
的圆心
到直线
的距离为
,
因为直线被圆
截得的弦长为
,
,
即或
,
所以直线的方程为
或
(5分)
(2)设点满足条件,不妨设直线
的方程为
,
则直线的方程为
,因为
和
的半径相等,及直线
被圆
截得的弦长与直线
被圆
截得的弦长相等,所以圆
的圆心到直线
的距离和圆
的圆心到直线
的距离相等,
即 (8分)
整理得:即
,因为
的取值有无穷多个,
所以 (12分)
解得
这样点只可能是点
或点
.
经检验点和
满足题目条件. (14分)
已知圆C与圆相外切,并且与直线
相切于点
,求圆C的
正确答案
设圆C的圆心为,根据圆心距等于两圆半径和以及CQ与直线
垂直,得到
,从而可解得a,b的值,进而得到半径r的值,写出圆的标准方程.
设圆C的圆心为,
则
所以圆C的方程为。
已知点P(a,b)在直线3x-4y-14=0上,则的最小值为______.
正确答案
根据的几何意义:表示点(1,1)与点(a,b)的距离
∵点P(a,b)在直线3x-4y-14=0上
∴的最小值为点(1,1)到直线3x-4y-14=0的距离
∵点(1,1)到直线3x-4y-14=0的距离为d==3
∴的最小值为3
故答案为:3
已知椭圆G:+y2=1.过
轴上的动点
(m,0)作圆x2+y2=1的切线l交椭圆G于A,B两点.
(1)求椭圆G上的点到直线的最大距离;
(2)①当实数时,求A,B两点坐标;
②将|AB|表示为m的函数,并求|AB|的最大值.
正确答案
(1);(2)①当
时点
的坐标分别为
;② 2
试题分析:(1)设出与直线平行的直线
,并与椭圆方程联立消去
(或
)得关于
的一元二次方程,令判别式为0解得
的值(应为2个值)。此时直线
与椭圆相切,分析可知
取负值时两直线距离最大,此距离即为椭圆上的点到直线
的最大距离。(2)①当
时,切线
的方程为
,代入椭圆方程可得
坐标。②分析可知
,由①可知当
时
。当
时,切线斜率存在设切线方程为
,根据切线与圆相切即圆心到直线的距离等于半径可得
与
间的关系式。再将切线方程与椭圆方程联立消去
(或
)得关于
的一元二次方程,可知判别式应大于0且可得根与系数的关系,根据弦长公式可得
,根据
与
间的关系式可消去一个量,可用基本不等式求最值。
(1)设直线,带入椭圆方程
得,
得
,(4分)
由图形得直线与直线
的距离为椭圆G上的点到直线
的最大距离为
(6分)
(2)①由题意知,.
当时,切线
的方程为
,点
的坐标分别为
,此时
.(8分)
当时,同理可得
.(9分)
②当|m|>1时,设切线的方程为
.
由得
.(10分)
设两点的坐标分别为
,则
.
又由与圆
相切,得
,即
.(11分)
所以.(12分)
由于当时,
,所以
,
.
因为,(13分)
且当时,
,所以
的最大值为2.
已知圆和直线
(1) 求证:不论取什么值,直线和圆总相交;
(2) 求取何值时,圆被直线截得的弦最短,并求最短弦的长.
正确答案
(1)见解析 (2) 当时,圆被直线截得最短的弦长为4
(1)由直线l的方程可得从而可确定直线l恒过定点(4,3),
再证明定点(4,3)在圆内部即可.
(2)由弦长公式可知当定点P(4,3)为弦的中点时,圆心到直线l的距离最大,弦长最短,所以此时直线l与CP垂直.
解:(1)证明:由直线的方程可得,
,则直线
恒通过点
,把
代入圆C的方程,得
,所以点
在圆的内部,
又因为直线恒过点
, 所以直线
与圆C总相交.
(2)设圆心到直线的距离为
,则
又设弦长为,则
,即
.
∴当时,
所以圆被直线截得最短的弦长为4.
原点到直线y=x-4的距离等于______.
正确答案
原点到直线y=x-4的距离:d==2
故答案为:2
已知,圆C:,直线
:
.
(1) 当a为何值时,直线与圆C相切;
(2) 当直线与圆C相交于A、B两点,且
时,求直线
的方程.
正确答案
(1) (2) 直线
的方程是
和
(1)根据圆心到直线的距离等于半径建立关于a的方程,求出a值.
(2)根据,借助弦长公式可求得圆心到直线的距离,从而利用点到直线的距离公式建立关于a的方程,求出a值.
解:将圆C的方程配方得标准方程为
,则此圆的圆心为(0 , 4),半径为2. ……………………………2分
(1) 若直线与圆C相切,则有
. …………………………4分
解得. ……………………6分
(2) 解法一:过圆心C作CD⊥AB, ………7分
则根据题意和圆的性质,得
…………………10分
解得.……………12分
(解法二:联立方程并消去
,得
.
设此方程的两根分别为、
,则用
即可求出a.)
∴直线的方程是
和
.…………………………14分
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