第二章直线和圆的方程尖子生培优训练题
一、单选题
1.已知直线,.当时,的值为( )
A.1 B. C.或1 D.
2.直线与直线在同一平面直角坐标系内的图象只可能是( )
A. B.
C. D.
3.已知三角形的三个顶点则边上的中线所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
4.已知三条直线,,不能构成三角形,则实数的取值集合为( )
A. B.
C. D.
5.已知圆,则当圆的面积最小时,圆上的点到坐标原点的距离的最大值为( )
A. B.6
C. D.
6.已知点,点,点在圆上,则使得的点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
7.已知圆:和两点,若圆上存在点,使得,则的最小值为( )
A. B. C. D.
8.直线分别与轴,轴交于,两点,点在圆上,则面积的取值范围是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.下列直线中,与直线相交的是( ).
A.直线 B.直线
C.直线 D.直线
10.若直线上存在点,过点可作圆:的两条切线,,切点为,,且,则实数的取值可以为( )
A.3 B.
C.1 D.
11.已知两点,,直线l过点且与线段MN相交,则直线l的斜率k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
12.已知点是圆内一点,直线是以为中点的弦所在的直线,直线的方程为,则( )
A. B. C.与圆相交 D.与圆相离
三、填空题
13.已知直线与圆相交于,两点,且为等腰直角三角形,则实数的值为______.
14.已知的顶点,边上的高所在直线为,D为中点,且所在直线方程为.则边所在的直线方程为____________
15.过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点,则____________.
16.已知圆O:x2+y2=1,A(3,3),点P在直线l:x﹣y=2上运动,则|PA|+|PO|的最小值为___________.
四、解答题
17.已知直线,
(1)直线过定点,求点坐标;
(2)若直线交轴负半轴于点A,交轴正半轴于点,为坐标原点,设的面积为4,求出直线方程.
18.已知圆与圆相交于A,B两点.
(1)求直线的方程;
(2)求经过A,B两点且面积最小的圆的方程;
19.已知直线l:(a+1)x+y+2-a=0(a∈R).
(1)若直线l在两坐标轴上的截距相等,求直线l的方程;
(2)当O(0,0)点到直线l的距离最大时,求直线l的方程.
20.已知圆与轴相切,圆心点在直线上,且直线被圆所截得的线段长为.
(1)求圆的方程;
(2)若圆与轴正半轴相切,从点发出的光线经过直线反射,反射光线刚好通过圆的圆心,求反射光线所在直线的方程.
21.在①圆与轴相切,且与轴正半轴相交所得弦长为.
②圆经过点和;
③圆与直线相切,且与圆相外切这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,若问题中的圆存在,求出圆的方程;若问题中的圆不存在,说明理由.
问题:是否存在圆,______,且圆心在直线上.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
22.已知圆C经过三点.
(1)求圆C的方程;
(2)设点A在圆C上运动,点,且点M满足,记点M的轨迹为.
①求的方程;
②试探究:在直线上是否存在定点T(异于原点O),使得对于上任意一点P,都有为一常数,若存在,求出所有满足条件的点T的坐标,若不存在,说明理由.
答案与提示:
一、单选题
1.已知直线,.当时,的值为( )
A.1 B. C.或1 D.
【答案】B
【解析】由直线,,
∴,得.故选:B.
2.直线与直线在同一平面直角坐标系内的图象只可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】对于A选项,由得,而由得,矛盾;
对于B选项,由得,而由得,矛盾;
对于C选项,由得,由得,矛盾;
对于D选项,由得,由得,不矛盾.
故选:D.
3.已知三角形的三个顶点则边上的中线所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
设的中点为,因为点,可得,
由,可得,
根据直线的点斜式方程,可得,即.
所以所求直线的方程为.
故选:C.
4.已知三条直线,,不能构成三角形,则实数的取值集合为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由题知:
①当直线与直线平行时,三条直线不能构成三角形.
即.
②当直线与直线平行时,三条直线不能构成三角形.
即.
③当直线过直线与直线交点时,
三条直线不能构成三角形.
所以,解得,
将代入,解得.
所以实数的取值集合为.
故选:D.
5.已知圆,则当圆的面积最小时,圆上的点到坐标原点的距离的最大值为( )
A. B.6
C. D.
【答案】D
【解析】根据题意,圆,
变形可得.
其圆心为,半径为,则,
当圆的面积最小时,必有,此时.
圆的方程为,
圆心到原点为距离,
则圆上的点到坐标原点的距离的最大值为.
故选:D.
6.已知点,点,点在圆上,则使得的点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【解析】因为点,点,且,所以点的轨迹是以为直径的圆,
圆心,半径为,其方程为,
所以两圆的圆心距为,两圆的半径和为,
因为,所以两圆相交,所以满足条件的点的个数为,
故选:C
7.已知圆:和两点,若圆上存在点,使得,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由得点在圆上,因此由两圆有交点得:
,即的最小值为.
故选:B.
8.直线分别与轴,轴交于,两点,点在圆上,则面积的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】:直线分别与轴,轴交于,两点,
令,得,令,得,
,,
点到直线的距离为的高,
圆的圆心为,半径为,
∴圆心到直线的距离为:
所以点到直线的距离的最大值为,最小值为
则面积为,最大值为,
最小值为,
所以面积的取值范围为.
二、多选题
9.下列直线中,与直线相交的是( ).
A.直线 B.直线
C.直线 D.直线
【答案】CD
【解析】易知直线的斜率为,
所以与直线相交的直线的斜率必定不为,
选项A,B中的直线的斜率都是,
选项C,D中的直线的斜率都是1,
故A,B不符合题意.
故选:CD.
10.若直线上存在点,过点可作圆:的两条切线,,切点为,,且,则实数的取值可以为( )
A.3 B.
C.1 D.
【答案】BCD
【解析】
点在直线上,,则,
由图可知,中,,即点P在圆上,
故联立方程,得,有判别式,
即,解得,故A错误,BCD正确.
故选:BCD.
11.已知两点,,直线l过点且与线段MN相交,则直线l的斜率k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】:,,
直线l过点且与线段MN相交,则或,
则直线l的斜率k的取值范围是:或.
故选:AB.
12.已知点是圆内一点,直线是以为中点的弦所在的直线,直线的方程为,则( )
A. B. C.与圆相交 D.与圆相离
【答案】AD
【解析】点在圆内,.
圆心到直线的距离,直线与圆相离.
又直线的方程为,即,
.故选:AD.
三、填空题
13.已知直线与圆相交于,两点,且为等腰直角三角形,则实数的值为______.
【答案】
【解析】∵由题意得到为等腰直角三角形,∴圆心到直线的距离,即,解得:,
故答案为:.
14.已知的顶点,边上的高所在直线为,D为中点,且所在直线方程为.则边所在的直线方程为____________
【答案】
【解析】设点,
根据题意得,解得,即,
设,则的中点坐标为,
根据题意得,解得,即,
所以的方程为,整理得.
故答案为:.
15.过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点,则____________.
【答案】5
【解析】由已知,直线的方程可以写成,
由得,即,又,
所以两直线垂直.所以.故答案为:5.
16.已知圆O:x2+y2=1,A(3,3),点P在直线l:x﹣y=2上运动,则|PA|+|PO|的最小值为___________.
【答案】
【解析】由于点A与点O在直线l:x﹣y=2的同侧,设点O关于直线l:x﹣y=2的对称点为O′(x′,y′),∵kOO′=﹣1,∴OO′所在直线方程为y=﹣x,联立,解得,即OO′的中点为(1,﹣1),∴O′(2,﹣2),则|PA|+|PO|=|PA|+|PO′|≥|AO′|=.
故答案为:.
四、解答题
17.已知直线,
(1)直线过定点,求点坐标;
(2)若直线交轴负半轴于点A,交轴正半轴于点,为坐标原点,设的面积为4,求出直线方程.
【解析】(1)由,可得,即,
直线必过,
(2)直线交轴负半轴于点A,交轴正半轴于点,
令,得;令,得;
则
三角形的面积为,
解得,直线方程为:
18.已知圆与圆相交于A,B两点.
(1)求直线的方程;
(2)求经过A,B两点且面积最小的圆的方程;
【解析】(1)由题知:经过圆和圆的公共点的圆系方程为:
.
令,得公共弦方程为:.
(2),解得:或.
设,,
当为所求圆的直径时,圆的面积最小.
的中点为,,
则所求圆的方程为:
19.已知直线l:(a+1)x+y+2-a=0(a∈R).
(1)若直线l在两坐标轴上的截距相等,求直线l的方程;
(2)当O(0,0)点到直线l的距离最大时,求直线l的方程.
【解析】(1)依题意得,a+1≠0.
令x=0,得y=a-2;令y=0,得x=.
∵直线l在两坐标轴上的截距相等,
∴a-2=,化简,得a(a-2)=0,
解得a=0或a=2.
因此,直线l的方程为x+y+2=0或3x+y=0.
(2)直线l的方程可化为a(x-1)+x+y+2=0.
令解得因此直线l过定点A(1,-3).
由题意得,OA⊥l时,O点到直线l的距离最大.
因此,kl==,∴直线l的方程为y+3=(x-1),即x-3y-10=0.
20.已知圆与轴相切,圆心点在直线上,且直线被圆所截得的线段长为.
(1)求圆的方程;
(2)若圆与轴正半轴相切,从点发出的光线经过直线反射,反射光线刚好通过圆的圆心,求反射光线所在直线的方程.
【解析】(1)设圆,
由题意得:…①,…②,…③,
由①得,则,代入③得:;
当时,,,圆;
当时,,圆;
综上所述:圆或.
(2)圆与轴正半轴相切,圆,
设关于的对称点,
则,解得:,,
反射光线所在直线的斜率,
反射光线所在直线方程为:,即.
21.在①圆与轴相切,且与轴正半轴相交所得弦长为.
②圆经过点和;
③圆与直线相切,且与圆相外切这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,若问题中的圆存在,求出圆的方程;若问题中的圆不存在,说明理由.
问题:是否存在圆,______,且圆心在直线上.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【解析】选择条件①:设圆心的坐标为,圆的半径为
因为圆心在直线上,所以
因为圆与轴相切,且与轴正半轴相交所得弦长为
所以,,且
由垂径定理得解得,
所以,
所以圆的方程为
选择条件②:设圆心的坐标为,圆的半径为
因为圆心在直线上,所以
因为圆经过点和,的中点
所以的中垂线方程为
联立直线
解得
即,,
所以圆的方程为
选择条件③:设圆心的坐标为,圆的半径为
因为圆心在直线上,所以
所以,
所以,因为圆与圆相外切,
所以,即
可得:,因为该方程,所以方程无解
故不存在满足题意的圆.
22.已知圆C经过三点.
(1)求圆C的方程;
(2)设点A在圆C上运动,点,且点M满足,记点M的轨迹为.
①求的方程;
②试探究:在直线上是否存在定点T(异于原点O),使得对于上任意一点P,都有为一常数,若存在,求出所有满足条件的点T的坐标,若不存在,说明理由.
【解析】(1)设圆C的方程为,将三点分别代入得
, 解得,
所以圆C的方程为;
(2)①设,则:,
∴, ∴,
∵点A在圆C上运动,∴,
即:∴∴,
所以点M的轨迹方程为,
它是一个以为圆心,以1为半径的圆;
②假设存在一点满足(其中为常数),
设,则:,
整理化简得:,
∵P在轨迹上,
∴,
化简得:,
所以,
整理得,
∴,
解得:;
∴存在满足题目条件.答案第1页,共2页
答案第1页,共2页