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    4.2.1直线与圆的位置关系-2020-2021学年高一数学尖子生同步培优题典(人教A版必修2)

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    专题4.2.1  直线与圆的位置关系

    姓名:__________________     班级:______________   得分:_________________

    注意事项:

    本试卷满分100分,考试时间45分钟,试题共20题答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置

    一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.

    1.(2020·青海平安一中)过原点且倾斜角为的直线被圆所截得的弦长为  

    A B C D

    【答案】A

    【解析】直线的倾斜角为,则其斜率则过原点且斜率为的直线方程为

    由圆可得:圆心坐标为,半径为2则圆心到直线的距离为:故所截得的弦长为

    2.(2020·四川外国语大学附属外国语学校)上到直线的距离等于的点的个数为(   

    A1 B2 C3 D4

    【答案】C

    【解析】由题意,圆心坐标为,半径为,∴圆心到直线的距离为

    如图所示:

    ∴圆上到直线的距离等于的点共有3个:.

    3C的半径为5,圆心在x轴的负半轴上,且被直线截得的弦长为6,则圆C的方程为(   

    A B

    C D

    【答案】B

    【解析】设圆心为(),圆C的半径为5,弦长为6圆心到直线的距离为.又圆心到直线的距离为,解得.

    C的方程为,即.

    4.(2020·四川外国语大学附属外国语学校高一期末)已知定点在单位圆内部,则直线与圆的位置关系是(   

    A相交 B相切 C相离 D无法确定

    【答案】C

    【解析】在圆的内部因为圆心为,半径为所以圆心到直线的距离直线与圆相离

    5已知圆截直线所得弦的长度为4,则实数 

    A-2 B-4 C-6 D-8

    【答案】B

    【解析】圆心设圆心到直线的距离为

    6.(2020·江苏省苏州第十中学校高一期中)已知直线是圆的对称轴.过点作圆的一条切线,切点为,则   

    A2 B C6 D

    【答案】C

    【解析】直线l过圆心,所以,所以切线长,选C.

    7一条光线从点射出,经轴反射后与圆相切,则反射光线所在直线的斜率为(   

    A B

    C D

    【答案】D

    【解析】A(﹣2,﹣3)关于y轴的对称点为A′(2,﹣3),故可设反射光线所在直线的方程为:y+3kx2),化为kxy2k30.∵反射光线与圆(x+32+y221相切,∴圆心(﹣32)到直线的距离d1,化为24k2+50k+240,∴k,或k

    8.(2020·江苏省响水中学高一月考)在平面直角坐标系中,圆的方程为.若直线上存在一点,使过所作的圆的两条切线相互垂直,则实数的取可以是(    )

    A2 B3 C4 D5

    【答案】A

    【解析】所作的圆的两条切线相互垂直,所以,圆点,两切点构成正方形 在直线上,圆心距

    计算得到

    9.(2020·浙江杭州高期末)若圆与直线相切,则   

    A B C D

    【答案】D

    【解析】由可得:,故圆心为,半径为

    又因为直线与圆相切,所以圆心到直线的距离等于半径,即,解得

    10已知圆的标准方程是,直线,若直线被圆所截得的弦长为,则直线与直线的关系为(   

    A平行 B垂直 C平行或相交 D相交

    【答案】C

    【解析】由题知直线被圆所截得的弦长为,解得

    所以直线的方程为,所以直线要么平行,要么相交

    11.(2020·开鲁县第一中学高一期末)已知Pxy)是直线kx+y+3=0k>0)上一动点,PAPB 是圆C+2y=0的两条切线,.AB是切点,若四边形PACB的最小面积是,则k的值为(   

    A B C D

    【答案】A

    【解析】的圆心,半径是,由圆的性质知:,四边形的最小面积是的最小值是切线长).所以|PC|的最小值为所以

    12已知圆,点为直线上一动点,过点向圆作切线为切点,则直线经过定点(   

    A B C D

    【答案】D

    【解析】因为是直线的任一点,所以设,因为圆的两条切线,切点分别为,所以,则点在以为直径的圆上,即是圆和圆的公共弦,则圆心的坐标是,且半径的平方是,所以圆的方程是,①,②,②①得,

    即公共弦所在的直线方程是:,即,由,所以直线恒过定点

    二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分.不需写出解答过程,请把答案直接填写在横线上)

    13.(2020·浙江宁波高一期末)过点的直线与圆相交于两点,且圆上一点到直线的距离的最大值为,则直线的方程是_____________

    【答案】

    【解析】的圆心为坐标原点,半径长为,由题意可知,圆心到直线的距离满足.①当直线的斜率不存在时,则直线的方程为,此时圆心在直线上,不合乎题意;②当直线的斜率存在时,可设直线的方程为,即,由点到直线的距离公式可得,解得.综上所述,直线的方程为.

    14已知圆,当圆的面积最小时,直线被圆截得的弦长为__________

    【答案】

    【解析】,故当当圆的面积最小时,,此时圆方程为,圆心为半径为,圆心到直线的距离为,直线被圆截得的弦长为.

    15.(2020·嘉祥县第一中学)已知直线与圆交于两点,直线垂直平分弦,则的值为____________,弦的长为____________.

    【答案】     

    【解析】由题意可知,直线与直线垂直,,可得,由于方程表示的曲线为圆,则,解得,且圆的圆心坐标为,圆心在直线上,所以,,解得,所以,圆的方程为,即,圆心坐标为,半径长为

    圆心到直线的距离为,因此,.

    16.(2020·邢台市第八中学)同时满足条件:①与轴相切,②圆心在直线上,③直线被截得的弦长为的圆的方程                       

    【答案】x12+(y329或(x12+(y329.

    【解析】设所求的圆的方程是(xa2+(yb2r2则圆心到直线的距离为

    2r2=(ab214  由于所求的圆与x轴相切,所以r2b2  ②,又因为所求圆心在直线3xy0上,则3ab0  联立①②③,解得a1b3r29a=-1b=-3r29.故所求的圆的方程是(x12+(y329或(x12+(y329.

    三、解答题(本大题共4小题,每题9分,共36分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)

    17.(2020·河北省盐山中学高一期末)已知圆,过点作直线交圆两点.

    1)当经过圆心时,求直线的方程;

    2)当直线的倾斜角为时,求弦的长;

    3)求直线被圆截得的弦长时,求以线段为直径的圆的方程.

    【答案】(1);(2) ;(3).

    【解析】)圆的方程可化为,圆心为,半径为

    当直线过圆心时,∴直线的方程为,即

    )因为直线的倾斜角为且过,所以直线的方程为,即

    圆心到直线的距离∴弦

    )由于,而弦心距

    的中点.故以线段为直径的圆圆心是,半径为

    故以线段为直径的圆的方程为

    18.(2020·莆田第二十五中学高一月考)已知圆心在直线:上的圆经过点,且过点的直线与圆相交于不同的两点.

    1)求圆的标准方程;

    2)若,求直线的方程.

    【答案】12

    【解析】1易求得的中点为,且的中垂线方程为

    ,得圆心的坐标为半径

    故圆的标准方程为:

    2)当时,则圆心到直线的距离为

    若直线的斜率存在,设直线,即

    圆心到直线的距离,解得直线的方程为

    若直线的斜率不存在,则直线,符合题意,

    综上所述:所求直线的方程为:

    19.(2020·苏州市苏州高新区第一中学高一期中)已知圆的圆心轴上,半径为1,直线被圆所截的弦长为,且圆心在直线的下方.

    1)求圆的方程;

    2)设,若圆的内切圆,求的面积的最大值和最小值.

    【答案】(1)(2)最大值为,最小值为

    【解析】1)设圆心,由已知得圆心到直线的距离为

    ,又∵圆心在直线的下方,∴

    故圆的方程为

    2)由题意设的斜率为的斜率为,则直线的方程为,直线的方程为由方程组,得点的横坐标为

    由于圆相切,所以同理,

    的面积的最大值为,最小值为

    20.(2020·广东高一期末)在平面直角坐标系中,直线x+y+30与圆C相切,圆心C的坐标为(1,1).

    1)求圆C的方程;

    2)设直线ykx+2与圆C没有公共点,求k的取值范围;

    3)设直线yx+m与圆C交于MN两点,且OMON,求m的值.

    【答案】1;(2;(3.

    【解析】1)∵直线与圆C相切,且圆心C的坐标为

    ∴圆C的半径,则圆C的方程为

    2)∵直线ykx+2与圆C没有公共点,∴点到直线的距离

    解得,∴k的取值范围为

    3)联立,得,由

    解得,设,则

    ,∴,即

    ,∴

    解得,符合题意,∴

     

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