2022高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題六 解析幾何 第一講 直線與圓學(xué)案 理

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1、2022高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題六 解析幾何 第一講 直線與圓學(xué)案 理考點(diǎn)一直線的方程1兩條直線平行與垂直的判定若兩條不重合的直線l1,l2的斜率k1,k2存在,則l1l2k1k2,l1l2k1k21.若給出的直線方程中存在字母系數(shù),則要考慮斜率是否存在2兩個(gè)距離公式(1)兩平行直線l1:AxByC10,l2:AxByC20間的距離d.(2)點(diǎn)(x0,y0)到直線l:AxByC0的距離公式d.對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1(2018東北三校聯(lián)考)過(guò)點(diǎn)(5,2),且在y軸上的截距是在x軸上的截距的2倍的直線方程是()A2xy120B2xy120或2x5y0Cx2y10Dx2y10或2x5y0解析當(dāng)直線過(guò)原點(diǎn)時(shí),由題意

2、可得直線方程為2x5y0;當(dāng)直線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)時(shí),可設(shè)出其截距式為1,再由過(guò)點(diǎn)(5,2)即可解出2xy120,故選B.答案B2直線l過(guò)點(diǎn)(2,2),且點(diǎn)(5,1)到直線l的距離為,則直線l的方程是()A3xy40 B3xy40C3xy40 Dx3y40解析由已知,設(shè)直線l的方程為y2k(x2),即kxy22k0,所以,解得k3,所以直線l的方程為3xy40.故選C.答案C3(2018湖北孝感五校聯(lián)考)已知直線y2x是ABC中C的平分線所在的直線,若點(diǎn)A,B的坐標(biāo)分別是(4,2),(3,1),則點(diǎn)C的坐標(biāo)為()A(2,4) B(2,4)C(2,4) D(2,4)解析設(shè)A(4,2)關(guān)于直線y2x的對(duì)稱(chēng)

3、點(diǎn)為A(x,y),則解得即A(4,2),直線AC即BC所在直線的方程為y1(x3),即3xy100.又知點(diǎn)C在直線y2x上,聯(lián)立解得則C(2,4),故選C.答案C4(2018湖南東部十校聯(lián)考)經(jīng)過(guò)兩條直線2x3y10和x3y40的交點(diǎn),并且垂直于直線3x4y70的直線方程為_(kāi)解析解法一:由方程組解得即交點(diǎn)為,所求直線與直線3x4y70垂直,所求直線的斜率為k.由點(diǎn)斜式得所求直線方程為y,即4x3y90.解法二:由垂直關(guān)系可設(shè)所求直線方程為4x3ym0,由方程組可解得交點(diǎn)為,代入4x3ym0得m9,故所求直線方程為4x3y90.解法三:由題意可設(shè)所求直線的方程為(2x3y1)(x3y4)0,即(

4、2)x(33)y140,又因?yàn)樗笾本€與直線3x4y70垂直,所以3(2)4(33)0所以2,代入式得所求直線方程為4x3y90.答案4x3y90快速審題看到直線方程的求解,想到直線方程的五種形式,想到每種形式的適用條件求直線方程的兩種方法(1)直接法:選用恰當(dāng)?shù)闹本€方程的形式,由題設(shè)條件直接求出方程中系數(shù),寫(xiě)出結(jié)果(2)待定系數(shù)法:先由直線滿足的一個(gè)條件設(shè)出直線方程,使方程中含有待定系數(shù),再由題設(shè)條件構(gòu)建方程,求出待定系數(shù)考點(diǎn)二圓的方程1圓的標(biāo)準(zhǔn)方程當(dāng)圓心為(a,b),半徑為r時(shí),其標(biāo)準(zhǔn)方程為(xa)2(yb)2r2,特別地,當(dāng)圓心在原點(diǎn)時(shí),方程為x2y2r2.2圓的一般方程x2y2DxEy

5、F0,其中D2E24F0,表示以為圓心,為半徑的圓對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1(2018福建漳州模擬)圓(x1)2(y2)21關(guān)于直線yx對(duì)稱(chēng)的圓的方程為()A(x2)2(y1)21B(x1)2(y2)21C(x2)2(y1)21D(x1)2(y2)21解析點(diǎn)P(x,y)關(guān)于直線yx對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)為P(y,x),(1,2)關(guān)于直線yx對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)為(2,1),圓(x1)2(y2)21關(guān)于直線yx對(duì)稱(chēng)的圓的方程為(x2)2(y1)21,故選A.答案A2(2018廣東珠海四校聯(lián)考)已知圓C與直線xy0及xy40都相切,圓心在直線xy0上,則圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為()A(x1)2(y1)22 B(x1)2(y1)22C(x1)2(y

6、1)22 D(x1)2(y1)22解析由題意設(shè)圓心坐標(biāo)為(a,a),則有,即|a|a2|,解得a1.故圓心坐標(biāo)為(1,1),半徑r,所以圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x1)2(y1)22.故選B.答案B3(2018重慶一模)若P(2,1)為圓(x1)2y225的弦AB的中點(diǎn),則直線AB的方程為()Axy10 B2xy30Cxy30 D2xy50解析圓心C的坐標(biāo)為(1,0),所以直線PC的斜率為kPC1,所以直線AB的斜率為1,故直線AB的方程為y1(x2),即xy30,故選C.答案C4原創(chuàng)題在平面直角坐標(biāo)系xOy中,以點(diǎn)(1,0)為圓心且與直線mxy2m10(mR)相切的所有圓中,半徑最大的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為

7、_解析解法一:由題意得:半徑等于,當(dāng)且僅當(dāng)m1時(shí)取等號(hào),所以半徑最大為r,所求圓為(x1)2y22.解法二:直線mxy2m10過(guò)定點(diǎn)(2,1),當(dāng)切點(diǎn)為(2,1)時(shí)圓的半徑最大,此時(shí)半徑r,故所求圓的方程為(x1)2y22.答案(x1)2y22快速審題看到圓的方程,想到圓心與半徑,看到含參數(shù)的直線方程,想到直線是否過(guò)定點(diǎn)求圓的方程的兩種方法(1)幾何法:通過(guò)研究圓的性質(zhì)、直線和圓、圓與圓的位置關(guān)系,從而求得圓的基本量和方程(2)代數(shù)法:用待定系數(shù)法先設(shè)出圓的方程,再由條件求得各系數(shù),從而求得圓的方程,一般采用待定系數(shù)法考點(diǎn)三直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系1判斷直線與圓的位置關(guān)系的方法(1)代數(shù)法:

8、將圓的方程和直線的方程聯(lián)立起來(lái)組成方程組,利用判別式來(lái)討論位置關(guān)系:0相交;0相切;0相離(2)幾何法:把圓心到直線的距離d和半徑r的大小加以比較:dr相離2與圓的切線有關(guān)的結(jié)論(1)過(guò)圓x2y2r2上一點(diǎn)P(x0,y0)的切線方程為x0xy0yr2.(2)過(guò)圓(xa)2(yb)2r2上一點(diǎn)P(x0,y0)的切線方程為(x0a)(xa)(y0b)(yb)r2.(3)過(guò)圓x2y2r2外一點(diǎn)P(x0,y0)作圓的兩條切線,切點(diǎn)為A,B,則過(guò)A、B兩點(diǎn)的直線方程為x0xy0yr2.解析(1)由題意知:圓心坐標(biāo)為(0,0),半徑為2,則AOB的邊長(zhǎng)為2,所以AOB的高為,即圓心到直線xya0的距離為,

9、所以,解得a.(2)當(dāng)直線斜率不存在時(shí),明顯滿足題意,此時(shí)直線l的方程為x1.當(dāng)直線斜率存在時(shí),可設(shè)直線l的方程為y5k(x1),再由圓心到直線的距離等于半徑,得2,解得k,所以直線l的方程為4x3y190.綜上,直線l的方程為x1或4x3y190.(3)直線l的方程為ykx1,圓心C(2,3)到直線l的距離d,由R2d22得1,解得k2或,所求直線l的方程為y2x1或yx1.答案(1)B(2)x1或4x3y190(3)y2x1或yx1探究追問(wèn)1在本例(3)中若把條件“|MN|”,改為12,其中O為坐標(biāo)原點(diǎn),則|MN|_.解析設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),由題意得直線l的方程為ykx1

10、,代入方程(x2)2(y3)21,整理得(1k2)x24(1k)x70,所以x1x2,x1x2,x1x2y1y2(1k2)x1x2k(x1x2)18,由題設(shè)可知812,解得k1,所以直線l的方程為yx1,故圓心C在直線l上,所以|MN|2.答案2探究追問(wèn)2在本例(3)中若圓C的方程不變,且過(guò)點(diǎn)A(0,1)且斜率為k的直線l上至少存在一點(diǎn),使得以該點(diǎn)為圓心,1為半徑的圓與圓C有公共點(diǎn),則k的取值范圍是_解析由題意知直線l的方程為ykx1,要使直線l上至少存在一點(diǎn),使得以該點(diǎn)為圓心,1為半徑的圓與圓C有公共點(diǎn),只需直線l與圓C:(x2)2(y3)24有公共點(diǎn),所以2,即2,解得k0.答案0,)直線

11、(圓)與圓的位置關(guān)系的解題思路(1)討論直線與圓及圓與圓的位置關(guān)系時(shí),要注意數(shù)形結(jié)合,充分利用圓的幾何性質(zhì)尋找解題途徑,減少運(yùn)算量(2)直線與圓相切時(shí)利用“切線與過(guò)切點(diǎn)的半徑垂直,圓心到切線的距離等于半徑”建立切線斜率的等式,求切線方程主要選擇點(diǎn)斜式(3)弦長(zhǎng)用圓的半徑和圓心到直線的距離表示,l2(其中l(wèi)為弦長(zhǎng),r為圓的半徑,d為圓心到直線的距離)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1(2018福建福州一模)已知圓O:x2y24上到直線l:xya的距離等于1的點(diǎn)至少有2個(gè),則a的取值范圍為()A(3,3)B(,3)(3,)C(2,2)D3,3解析由圓的方程可知圓心為O(0,0),半徑為2,因?yàn)閳A上的點(diǎn)到直線l的距離等于1

12、的點(diǎn)至少有2個(gè),所以圓心到直線l的距離dr121,則d3,解得a(3,3),故選A.答案A2已知圓C1:x2y22x10y240和圓C2:x2y22x2y80,則兩圓的公共弦長(zhǎng)為_(kāi)解析聯(lián)立兩圓的方程得兩式相減整理得x2y40,即為兩圓公共弦所在直線的方程解法一:設(shè)兩圓相交于點(diǎn)A,B,則A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)滿足方程組解得或所以|AB|2,即公共弦長(zhǎng)為2.解法二:由x2y22x10y240,得圓心坐標(biāo)為(1,5),半徑r5.圓心到直線x2y40的距離d3,設(shè)兩圓的公共弦長(zhǎng)為l,由r2d22,得l222,即兩圓的公共弦長(zhǎng)為2.答案21(2016全國(guó)卷)圓x2y22x8y130的圓心到直線axy10的距離

13、為1,則a()A B C. D2解析由已知可得圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x1)2(y4)24,故該圓的圓心為(1,4),由點(diǎn)到直線的距離公式得d1,解得a,故選A.答案A2(2018全國(guó)卷)直線xy20分別與x軸,y軸交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P在圓(x2)2y22上,則ABP面積的取值范圍是()A2,6 B4,8C,3 D2,3解析由圓(x2)2y22可得圓心坐標(biāo)為(2,0),半徑r,ABP的面積記為S,點(diǎn)P到直線AB的距離記為d,則有S|AB|d,易知|AB|2,dmax3,dmin,所以2S6,故選A.答案A3(2018北京卷)在平面直角坐標(biāo)系中,記d為點(diǎn)P(cos,sin)到直線xmy20的距離當(dāng),m變

14、化時(shí),d的最大值為()A1 B2 C3 D4解析解法一:由點(diǎn)到直線的距離公式得d,cosmsin,令sin,cos,cosmsinsin(),d1,當(dāng)m0時(shí),dmax3,故選C.解法二:cos2sin21,P點(diǎn)的軌跡是以原點(diǎn)為圓心的單位圓,又xmy20表示過(guò)點(diǎn)(2,0)且斜率不為0的直線,如圖,可得點(diǎn)(1,0)到直線x2的距離即為d的最大值故選C.答案C4(2018江蘇卷)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,A為直線l:y2x上在第一象限內(nèi)的點(diǎn),B(5,0),以AB為直徑的圓C與直線l交于另一點(diǎn)D.若0,則點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為_(kāi)解析由題意易得BAD45.設(shè)直線DB的傾斜角為,則tan,tanABOtan(45

15、)3,kABtanABO3.AB的方程為y3(x5),由得xA3.答案35(2016全國(guó)卷)已知直線l:mxy3m0與圓x2y212交于A,B兩點(diǎn),過(guò)A,B分別作l的垂線與x軸交于C,D兩點(diǎn)若|AB|2,則|CD|_.解析由題意可知直線l過(guò)定點(diǎn)(3,),該定點(diǎn)在圓x2y212上,不妨設(shè)點(diǎn)A(3,),由于|AB|2,r2,所以圓心到直線AB的距離為d3,又由點(diǎn)到直線的距離公式可得d,3,解得m,所以直線l的斜率km,即直線l的傾斜角為30.如圖,過(guò)點(diǎn)C作CHBD,垂足為H,所以|CH|2,在RtCHD中,HCD30,所以|CD|4.答案41.近兩年圓的方程成為高考全國(guó)課標(biāo)卷命題的熱點(diǎn),需重點(diǎn)關(guān)注

16、此類(lèi)試題難度中等偏下,多以選擇題或填空題形式考查2直線與圓的方程偶爾單獨(dú)命題,單獨(dú)命題時(shí)有一定的深度,有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)在壓軸題的位置,難度較大,對(duì)直線與圓的方程(特別是直線)的考查主要體現(xiàn)在圓錐曲線的綜合問(wèn)題上熱點(diǎn)課題14與圓有關(guān)的最值問(wèn)題 感悟體驗(yàn)1(2018廈門(mén)模擬)已知圓C1:(x2)2(y3)21,圓C2:(x3)2(y4)29,M,N分別是圓C1,C2上的動(dòng)點(diǎn),P為x軸上的動(dòng)點(diǎn),則|PM|PN|的最小值為()A54 B.1 C62 D.解析兩圓的圓心均在第一象限,先求|PC1|PC2|的最小值,作點(diǎn)C1關(guān)于x軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)C1(2,3),則(|PC1|PC2|)min|C1C2|5,所以(|

17、PM|PN|)min5(13)54.故選A.答案A2(2018寧夏銀川一中檢測(cè))過(guò)點(diǎn)M(1,2)的直線l與圓C:(x3)2(y4)225交于A,B兩點(diǎn),C為圓心,當(dāng)ACB最小時(shí),直線l的方程是_解析驗(yàn)證得M(1,2)在圓內(nèi),當(dāng)ACB最小時(shí),直線l與CM垂直,又圓心為(3,4),則kCM1,則kl1,故直線l的方程為y2(x1),整理得xy30.答案xy30專(zhuān)題跟蹤訓(xùn)練(二十四)1(2018合肥檢測(cè))直線x(a21)y10的傾斜角的取值范圍是()A. B.C. D.解析由直線方程可得該直線的斜率為,又10,所以傾斜角的取值范圍是.故選B.答案B2(2018沈陽(yáng)質(zhì)量監(jiān)測(cè))已知直線l過(guò)圓x2(y3)

18、24的圓心,且與直線xy10垂直,則直線l的方程為()Axy20 Bxy20Cxy30 Dxy30解析由已知得,圓心為(0,3),所求直線的斜率為1,由直線方程的斜截式得,yx3,即xy30,故選D.答案D3(2018河北五個(gè)一聯(lián)盟聯(lián)考)已知直線l1:mx2y10,l2:x(m1)y10,則“m2”是l1平行于l2的()A充分不必要條件B必要不充分條件C充分必要條件D既不充分也不必要條件解析當(dāng)m2時(shí),直線l1:2x2y10,直線l2:xy10,此時(shí)直線l1與l2平行,所以充分性成立;當(dāng)l1l2時(shí),m(m1)20,即m2m20,m2或m1,經(jīng)檢驗(yàn)m1時(shí),直線l1與直線l2重合,故l1l2時(shí),m2

19、,故必要性成立綜上,“m2”是l1平行于l2的充分必要條件故選C.答案C4(2018陜西西安高三質(zhì)檢)圓:x2y22x2y10上的點(diǎn)到直線xy2距離的最大值是()A1 B2C1 D22解析將圓的方程化為(x1)2(y1)21,即圓心坐標(biāo)為(1,1),半徑為1,則圓心到直線xy2的距離d,故圓上的點(diǎn)到直線xy2距離的最大值為1d1,故選A.答案A5(2018寧夏銀川質(zhì)檢)已知圓C1:x2y24,圓C2:x2y26x8y160,則圓C1與圓C2的位置關(guān)系是()A相離 B外切 C相交 D內(nèi)切解析易知圓C2的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x3)2(y4)29,則圓C1與C2的圓心的距離為5,又兩圓半徑之和為235,所以

20、圓C1與圓C2外切,故選B.答案B6(2018遼寧第一次質(zhì)量監(jiān)測(cè))已知直線l:yk(x)和圓C:x2(y1)21,若直線l與圓C相切,則k()A0 B. C.或0 D.或0解析因?yàn)橹本€l與圓C相切,所以圓心C到直線l的距離d1,即|1k|,解得k0或k,故選D.答案D7(2018長(zhǎng)春二檢)圓(x2)2y24關(guān)于直線yx對(duì)稱(chēng)的圓的方程是()A(x)2(y1)24B(x)2(y)24Cx2(y2)24D(x1)2(y)24解析解法一:圓與圓關(guān)于直線對(duì)稱(chēng),則圓的半徑相同,只需圓心關(guān)于直線對(duì)稱(chēng)即可設(shè)所求圓的圓心坐標(biāo)為(a,b),則解得所以圓(x2)2y24的圓心關(guān)于直線yx對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,),從

21、而所求圓的方程為(x1)2(y)24,故選D.解法二:由于兩圓關(guān)于直線對(duì)稱(chēng),因此兩圓心的連線必與該直線垂直,則兩圓心連線的斜率為,備選項(xiàng)中只有選項(xiàng)D中的圓心與已知圓的圓心連線的斜率為,故選D.答案D8已知直線2x(y3)m40(mR)恒過(guò)定點(diǎn)P,若點(diǎn)P平分圓x2y22x4y40的弦MN,則弦MN所在直線的方程是()Axy50 Bxy30Cxy10 Dxy10解析對(duì)于直線方程2x(y3)m40(mR),取y3,則必有x2,所以該直線恒過(guò)定點(diǎn)P(2,3)設(shè)圓心是C,則易知C(1,2),所以kCP1,由垂徑定理知CPMN,所以kMN1.又弦MN過(guò)點(diǎn)P(2,3),故弦MN所在直線的方程為y3(x2)即

22、xy50.答案A9(2018福州質(zhì)檢)過(guò)點(diǎn)P(1,2)作圓C:(x1)2y21的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,則AB所在直線的方程為()Ay ByCy Dy解析圓(x1)2y21的圓心為C(1,0),半徑為1,以|PC|2為直徑的圓的方程為(x1)2(y1)21,將兩圓的方程相減得AB所在直線的方程為2y10,即y.故選B.答案B10(2018河南名校第二次聯(lián)考)已知m,n,a,bR,且滿足3m4n6,3a4b1,則的最小值為()A. B. C1 D.解析此題可理解為點(diǎn)A(m,n)和點(diǎn)B(a,b)分別在直線l1:3x4y6與l2:3x4y1上,求A、B兩點(diǎn)距離的最小值,|AB|,因?yàn)閘1l2,所

23、以|AB|min1,故選C.答案C11(2018四川成都二模)已知直線l的方程是yk(x1)2,若點(diǎn)P(3,0)在直線l上的射影為H,O為坐標(biāo)原點(diǎn),則|OH|的最大值是()A5 B32C. D.3解析因?yàn)橹本€l的方程是yk(x1)2,所以直線l過(guò)定點(diǎn)M(1,2)則點(diǎn)P(3,0)在直線l上的射影H在以PM為直徑的圓上|PM|2,線段PM的中點(diǎn)即圓心C(1,1),則|OC|.因此,當(dāng)O,C,H三點(diǎn)共線時(shí),|OH|取得最大值.答案C12(2018安徽蕪湖六校聯(lián)考)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點(diǎn)A(0,3),直線l:y2x4,設(shè)圓C的半徑為1,圓心在l上若圓C上存在點(diǎn)M,使|MA|2|MO|,則圓心C的

24、橫坐標(biāo)a的取值范圍是()A. B0,1C. D.解析因?yàn)閳A心在直線y2x4上,所以圓C的方程為(xa)2y2(a2)21.設(shè)點(diǎn)M(x,y),因?yàn)閨MA|2|MO|,所以2,化簡(jiǎn)得x2y22y30,即x2(y1)24,所以點(diǎn)M在以D(0,1)為圓心,2為半徑的圓上由題意,點(diǎn)M(x,y)在圓C上,所以圓C與圓D有公共點(diǎn),則|21|CD|21,即13.由1得5a212a80,解得aR;由3得5a212a0,解得0a.所以點(diǎn)C的橫坐標(biāo)a的取值范圍為.故選A.答案A二、填空題13若點(diǎn)P(1,2)在以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心的圓上,則該圓在點(diǎn)P處的切線方程為_(kāi)解析由題意,得kOP2,則該圓在點(diǎn)P處的切線方程的斜率為

25、,所以所求切線方程為y2(x1),即x2y50.答案x2y5014若圓C1:x2y21與圓C2:x2y26x8ym0外切,則實(shí)數(shù)m的值為_(kāi)解析因?yàn)閳AC2:(x3)2(y4)225m,又因?yàn)閳AC1與圓C2外切,所以15,解得m9.答案915(2018衡水中學(xué)模擬)已知直線axy10與圓C:(x1)2(ya)21相交于A,B兩點(diǎn),且ABC為等腰直角三角形,則實(shí)數(shù)a的值為_(kāi)解析因?yàn)锳BC是等腰直角三角形,所以圓心C(1,a)到直線axy10的距離drsin45,即d,所以a1.答案116(2018南寧測(cè)試)過(guò)動(dòng)點(diǎn)M作圓:(x2)2(y2)21的切線MN,其中N為切點(diǎn),若|MN|MO|(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),則|MN|的最小值是_解析解法一:由題意知圓的圓心為(2,2),半徑為1.設(shè)M(x,y),則|MO|,|MN|.由|MN|MO|,得4x4y70,即yx,所以|MN|MO| ,當(dāng)x時(shí),|MN|取得最小值.解法二:由題意知圓的圓心為(2,2),半徑為1.設(shè)M(x,y),則|MO|,|MN|.由|MN|MO|,得4x4y70,即點(diǎn)M的軌跡為4x4y70,則由題意知,要使|MN|取得最小值,即|MO|取得最小值,此時(shí)|MO|的最小值就是原點(diǎn)到直線4x4y70的距離,即,故|MN|的最小值為.答案

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