- 圆与方程
- 共4684题
下列四个命题:
①圆(x+2)2+(y+1)2=4与直线x-2y=0相交,所得弦长为2;
②直线y=kx与圆(x-cosθ)2+(y-sinθ)2=1恒有公共点;
③若棱长为3的正方体的顶点都在同一球面上,则该球的表面积为108π;
④若棱长为的正四面体的顶点都在同一球面上,则该球的体积为
;
其中,正确命题的序号为( )(写出所有正确命题的序号)。
正确答案
②④
若直线ax+by-2=0(a>0,b>0)平分圆x2+y2-2x-2y=0,则:
(1)a,b满足的条件是______;
(2)+
的最小值是______.
正确答案
(1)圆心坐标(1,1),直线平分圆,则有圆心在直线ax+by-2=0上,即a+b=2.
(2)因为(a>0,b>0),
所以+
=(
+
)•
=
+
+
≥
+2=
(当且仅当b=2a时取等号)
故答案为:(1)a+b=2 (2)
若直线ax+2by﹣2=0(a,b>0)始终平分圆x2+y2﹣4x﹣2y﹣8=0的周长,则的最小值为( )
正确答案
已知过点M(a,0)(a>0)的动直线l交抛物线y2=4x于A,B两点,点N与点M关于y轴对称。
(1)当a=1时,求证:∠ANM=∠BNM;
(2)对于给定的正数a,是否存在直线l':x=m,使得l'被以AM为直径的圆所截得的弦长为定值?如果存在,求出直线l'的方程;如果不存在,试说明理由。
正确答案
解:(1)设l:x-1=ny,A(x1,y1),B(x2,y2)
得y2-4ny-4=0,
y1+y2=4n,y1y2=-4
,
∴∠ANM=∠BNM。
(2)设点A(x,y),则以AM为直径的圆的圆心为,
假设满足条件的直线l存在,直线l'被圆O'截得的弦为EF,
则
=x2-2ax+a2+4x-4m2+4m(x+a)-x2-2ax-a2=(4m-4a+4)x+4ma-4m2弦长|EF|为定值,则4m-4a+4=0,即m=a-1,
此时|EF|2=4m(a-m)=4(a-1),
所以当a>1时,存在直线l:x=a-1,截得的弦长为
当0<a≤1时,不存在满足条件的直线l'。
如图:平面直角坐标系中为一动点,A(-1,0),B(2,0),且
。
(1)求动点P的轨迹E的方程;
(2)过E上任意一点向
作两条切线PF、PR,且PF、PR交y轴于M、N,求MN长度的取值范围。
正确答案
解:(1)设,则
,
,
∵,
∴,
∴。
(2)设PE的斜率为,PR的斜率为
,
则PE:,
PR:,
令,
,
,
∴,
由PF和圆相切,得,
由PR和圆相切,得,
故为
的两解,
故有,
∴,
,
∴,
又∵,
∴,
即,
设,则
,
故,
∴,
,
∴,
∴MN长度的取值范围是(,4)。
已知直线l过点P(-1,2),且倾斜角为,圆方程为ρ=2cos(θ+
)。
(1)求直线l的参数方程;
(2)设直线l与圆交与M、N两点,求的值。
正确答案
解:(1)为参数);
(2)。
已知直线l经过点P(1,1),倾斜角α=。
(1)写出直线l的参数方程;
(2)设l与圆x2+y2=4相交与两点A、B,求点P到A、B两点的距离之积。
正确答案
解:(1)直线的参数方程为
即。
(2)把直线代入
得
∴
则点P到A,B两点的距离之积为2。
直线3x﹣4y﹣1=0被曲线(
为参数)所截得的弦长为( ).
正确答案
2
已知直线l经过点P(1,1),倾斜角α=。
(1)写出直线l的参数方程;
(2)设l与圆(θ是参数)相交于两点A,B,求点P到A,B两点的距离之积。
正确答案
解:(1)直线l的参数方程是(t是参数)。
(2)因为点A,B都在直线l上,所以可设点A,B对应的参数分别为t1和t2
则点A,B的坐标分别为
将直线l的参数方程代入圆的方程
整理得到 ①
因为和
是方程①的解,从而
所以。
选做题
已知直线l经过点P(1,1),倾斜角,
(1)写出直线l的参数方程;
(2)设l与圆x2+y2=4相交与两点A,B,求点P到A,B两点的距离之积.
正确答案
解:(1)直线的参数方程为,即
.
(2)把直线代入x2+y2=4,
得,t1t2=﹣2,
则点P到A,B两点的距离之积为2.
将直线y=-5x+15绕着它与x轴的交点按逆时针方向旋转θ角后,恰好与圆x2+y2+4x+2y-8=0相切,求旋转角θ的最小值.
正确答案
令直线y=-5x+15中y=0,解得:x=3,
∴直线与x轴的交点为P(3,0),
把已知圆化为标准方程得:(x+2)2+(y+1)2=13,
∴圆心C(-2,-1),半径为r=,…(4分)
显然切线存在斜率,
∴设切线方程为y=k(x-3),即kx-y-3k=0,
由圆心到切线的距离等于半径可知:=
,
整理得:(5k-1)2=13(1+k2),即(3k+2)(2k-3)=0,
解得:k=-或k=
,
由题设逆时针旋转可知应取k=-,…(8分)
∴由到角公式知tanθ==1,
则故旋转角θ的最小值为.…(12分)
已知点P(2,0)及圆C:。
(Ⅰ)若直线过点P且与圆心C的距离为1,求直线
的方程;
(Ⅱ)设过P的直线与圆C交于M、N两点,当|MN|=4时,求以MN为直径的圆的方程;
(Ⅲ)设直线与圆C交于A,B两点,是否存在实数,使得过点P(2,0)的直线垂直平分弦AB?若存在,求出实数的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)设直线的斜率为k(k存在),则方程为y-0=k(x-2),
又圆C的圆心为(3,-2),半径r=3,
由,解得
,
所以直线方程为,即
;
当的斜率不存在时,
的方程为x=2,经验证x=2也满足条件。
(Ⅱ)由于,而弦心距
,
所以,
所以P为MN的中点,
故以MN为直径的圆Q的方程为。
(Ⅲ)把直线即
,
代入圆C的方程,
消去y,整理得,
由于直线交圆C于A,B两点,
故,即
,解得
,
则实数的取值范围是,
设符合条件的实数存在,
由于垂直平分弦AB,故圆心C(3,-2)必在
上,
所以的斜率
,而
,所以
。
由于,
故不存在实数,使得过点P(2,0)的直线垂直平分弦AB。
已知圆C:x2+y2-2x+4y-4=0,问是否存在斜率为1的直线l,使得l被圆C截得的弦AB为直径的圆经过原点,若存在,写出直线l的方程;若不存在,说明理由。(若存在写出直线的一般式)
正确答案
解:假设存在直线,设其方程为:
,
由
得, ①
设A(),B(
),
则,
∴
,
又∵OA⊥OB,
∴,
∴,
解得b=1或b=-4,
把b=1和b=-4分别代入①式,验证判别式均大于0,故存在b=1或b=-4,
∴存在满足条件的直线方程是:或
。
已知m∈R,直线l:mx-(m2+1)y= 4m和圆C:x2+y2-8x+4y+16=0。
(1)求直线l斜率的取值范围;
(2)直线l能否将圆C分割成弧长的比值为的两段圆弧?为什么?
正确答案
解:(1)直线l的方程可化为
直线l的斜率,
因为
所以,
当且仅当|m|=1时等号成立,
所以,斜率k的取值范围是。
(2)不能,
由(1)知l的方程为y=k(x-4),其中
圆C的圆心为C(4,-2),半径r=2
圆心C到直线l的距离
由,得
,
即
从而,若l与圆C相交,则圆C截直线l所得的弦所对的圆心角小于
所以l不能将圆C分割成弧长的比值为的两段弧。
已知点P(2,0)及圆C:x2+y2-6x+4y+4=0。
(1)若直线l过点P且与圆心C的距离为1,求直线l的方程;
(2)设过点P的直线l1与圆C交于M、N两点,当|MN|=4时,求以线段MN为直径的圆Q的方程;
(3)设直线ax-y+1=0与圆C交于A,B两点,是否存在实数,使得过点P(2,0)的直线l2垂直平分弦AB?若存在,求出实数的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(1)设直线的斜率为k(k存在),
则方程为,即
,
又圆C的圆心为(3,-2),半径r=3,
由, 解得
,
所以,直线的方程为,即
,
当的斜率不存在时,
的方程为x=2,经验证x=2也满足条件。
(2)由于,而弦心距
,
所以,
所以P恰为MN的中点,
故以MN为直径的圆Q的方程为。
(3)把直线,代入圆C的方程,
消去y,整理得,
由于直线交圆C于A,B两点,
故,
即,解得:
,
则实数的取值范围是。
设符合条件的实数存在,由于垂直平分弦AB,故圆心C(3,-2)必在
上,
所以的斜率
,而
,所以
,
由于,
故不存在实数,使得过点P(2,0)的直线垂直平分弦AB。
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