2021-2022学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册2.5.1直线与圆的位置关系同步测试卷

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名称 2021-2022学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册2.5.1直线与圆的位置关系同步测试卷
格式 docx
文件大小 697.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2021-10-29 08:30:45

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文档简介

2.5.1直线与圆的位置关系同步测试卷
一、单选题
1.直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相交且过圆心 D.相离
2.直线y=0与圆C:x2+y2-2x-4y=0相交于A B两点,则△ABC的面积是( )
A.4 B.3 C.2 D.1
3.已知直线与圆相切,则m的值为( )
A.3或 B.1或
C.0或4 D.或0
4.若点为圆的弦的中点,则弦所在直线的方程为( )
A. B. C. D.
5.过点作与圆相切的直线l,则直线l的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
6.已知圆的圆心与点关于直线对称,直线与圆相交于、两点,且,则圆的方程为( ).
A. B.
C. D.
7.已知圆C:x2+(y﹣2)2=r2与直线x﹣y=0交于A,B两点,若以弦AB为直径的圆刚好经过已知圆的圆心C,则圆C的半径r的值为(  )
A.1 B. C.2 D.4
8.若直线始终平分圆,则的最小值为( )
A. B.5 C. D.10
二、多选题
9.过点斜率为的直线与圆的位置关系可能是( )
A.相离 B.相切 C.相交但不过圆心 D.相交且经过圆心
10.若直线被圆截得的弦长为,则可能的值为( )
A.0 B.1 C.2 D.4
11.已知圆上至多有一点到直线的距离为2,则实数可能的取值为( )
A.5 B.6 C.7 D.10
12.已知圆与圆相交于A,B两点,且,则下列结论错误的是( )
A. B.四边形的面积为
C.的最小值为 D.是定值
三、填空题
13.对于任意实数k,直线与圆的位置关系是______.
14.过点的直线,截圆所得弦长为,则直线的方程为______.
15.已知直线与圆相交于A B两点,且,则直线l的倾斜角为___________.
16.设直线与圆交于A,B两点,C为圆心,当实数m变化时,面积的最大值为4,则______.
四、解答题
17.已知圆,直线
(1)判断直线与圆的位置关系;
(2)若直线与圆交于、两点,且,求直线的方程.
18.已知圆,直线.
(1)当为何值时,直线与圆相切;
(2)当直线与圆相交于,两点,且时,求直线的方程.
19.已知圆,直线.
(1)求证:不论m取什么实数,直线l与圆恒交于两点;
(2)求直线l被圆截得的最短弦长以及此时直线l的方程.
20.已知圆的圆心在直线上,与轴正半轴相切,且被直线截得的弦长为.
(1)求圆的方程;
(2)设点A在圆上运动,点,且点满足,求点的轨迹方程,并说明轨迹形状.
21.已知圆C的圆心在直线上,且经过点,,
(1)求圆C的标准方程;
(2)直线过点且与圆C相交,所得弦长为,求直线的方程;
(3)设Q为圆C上一动点,O为坐标原点,点,试求面积的最大值.
22.已知圆:.
(1)求过点且与圆相切的直线的方程;
(2)已知点,,是圆上的动点,求面积的最大值.
试卷第2页,共2页
试卷第1页,共1页
2.5.1直线与圆的位置关系同步测试卷答案
1.D
【分析】
求出圆心到直线的距离后可判断它们的位置关系.
【详解】
圆标准方程是,圆心为,半径为,
圆心到直线的距离为,所以直线与圆相离.
故选:D.
2.C
【分析】
由圆的一般方程化为标准方程即得圆心和半径,直线和圆的方程联立可得交点坐标,再利用三角形面积公式即得.
【详解】
由x2+y2-2x-4y=0得,
∴,
由得,
所以△ABC的面积为.
故选:C.
3.A
【分析】
利用圆的切线性质结合点到直线的距离公式列式计算即得.
【详解】
圆的圆心为,半径为,因直线与圆相切,
则点到直线的距离为,整理得,解得或,
所以m的值为3或.
故选:A
4.A
【分析】
圆的圆心,由给定条件结合圆的性质可得,求出直线OP斜率即可计算作答.
【详解】
依题意,圆的圆心,因点为圆的弦的中点,
则有,而直线OP斜率为,于是得直线AB斜率,又直线过,因此有,即,
所以弦所在直线的方程为.
故选:A
5.C
【分析】
根据直线与已知圆相切,讨论切线斜率情况,设切线方程并结合点线距离公式求参数,即可写出切线方程.
【详解】
由题设,圆的圆心为,半径为1,
∴在圆外,显然是其中一条切线,
当切线斜率存在时,设切线方程为,则,可得,
∴切线方程为.
综上,切线方程为或.
故选:C
6.C
【分析】
根据对称性得到圆心的坐标,利用点到直线的距离公式求得圆心到直线,利用弦长公式求得半径,进而得到圆的方程.
【详解】
点关于直线对称的点,
圆心到直线的距离为,
所以,
所以圆的方程为,
故:C.
7.C
【分析】
转化以弦AB为直径的圆刚好经过已知圆的圆心C为AC⊥BC,可得弦心距,再用圆心到直线距离表示,即得解
【详解】
由题意,AC⊥BC,则C(0,2)到直线x﹣y=0的距离,
则,即r=2.
故选:C
8.B
【分析】
由直线与圆的位置关系,得,代入后,转化为二次函数求最小值.
【详解】
由题意,得直线恒过圆心,
则,则,
所以,
所以的最小值为5.
故选:B
9.BC
【分析】
由题设得圆心为,半径为且直线为,应用点线距离公式求圆心到直线的距离,判断其与半径的大小关系,即知直线与圆的位置关系.
【详解】
由题设,圆的标准方程为,则圆心为,半径为,
由过斜率为的直线为,即,
∴圆心到的距离,
∴当时,直线与圆相切;当时,直线与圆相交但直线不过圆心;故B、C正确,A、D错误.
故选:BC
10.AD
【分析】
根据弦心距,弦长的一半,半径构成的直角三角形来求弦心距,然后根据点到直线的距离公式求解.
【详解】
因为直线被圆截得的弦长为,所以圆心到直线的距离为,即,解得或.
故选:AD.
11.BC
【分析】
确定圆心不过已知直线,且求得圆心到已知直线的距离为,根据圆上至多有一点到直线的距离为2,得到圆的半径,由此求出的范围后可判断各选项.
【详解】
圆标准方程是,
圆心为,半径为(),
圆心到已知直线的距离为,
圆上至多有一点到直线的距离为2,
则有圆的半径
解得.只有B、C满足.
故选:BC.
【点睛】
方法点睛:本题考查考查直线与圆的关系,解题方法如下:
(1)先求得圆心到直线的距离;
(2)根据题意,确定出圆的半径的取值范围;
(3)解不等式求得结果.
12.BC
【分析】
利用弦心据、半径、半弦长构成的直角三角形先求出判断A,计算出四边形的面积判断B,得出关系后由基本不等式求得的最小值判断C,根据是正三角形,计算判断D.
【详解】
因为,圆半径为,圆心,
所以到弦的距离为,又到的距离为.所以,所以,故A正确;
又, 是的垂直平分线,,B不正确;
因为,,当时,,最小值是,C不正确;
因为圆的半径为,而,
所以是正三角形,,为定值,D正确;
故选:BC
13.相交
【分析】
将直线化为,求得直线过的定点,然后判断点与圆的位置关系即可.
【详解】
将圆的方程化为标准方程为,则圆的圆心为,半径为,
直线可化为,
由 ,解得 ,
所以直线过定点 ,
因为 ,
所以点在圆内,
所以直线与圆相交.
故答案为:相交
14.或
【分析】
根据题意,设出直线的方程,利用圆的弦长公式进行求解即可.
【详解】
当直线的斜率不存在时,则直线的方程为:,把代入圆的方程中,得,符合题意;
当直线的斜率存在时,设为,所以直线方程设为:
,设圆的圆心到该直线的距离为
因为圆的半径为2,弦长为,所以由圆的垂径定理可知:
,所以有,所以

故答案为:或
15.0或
【分析】
求出圆心到直线的距离,再由圆的半径,圆心到直线的距离和弦长之间的关系求出k的值,进而求出直线l的倾斜角.
【详解】
直线,即,
可得圆心到直线l的距离,
圆的半径r=2,
所以弦长,
由题意
整理可得:,
解得或
所以倾斜角为0或;
故答案为:0或.
16.或.
【分析】
求出圆心到直线的距离,利用勾股定理求出弦长,计算的面积,从而求出直线的斜率与方程.
【详解】
解:直线,
直线的方程可化为:,
可得,
直线恒过:.
圆的圆心,半径为:.
圆心到直线的距离为:;
所以三角形的面积为,,
解得,此时.
所以,
解得或
所以,或.
故答案为:或.
17.(1)直线与圆相交;(2).
【分析】
(1)根据直线的方程求出直线经过的定点,判断出定点与圆的位置关系,进而可以判断直线与圆的位置关系.
(2)根据题意可知,在等腰中圆心到直线的距离为,由点到直线距离公式可求出的值.
【详解】
(1)直线的方程可变形为:直线过定点
圆圆心,,且
定点在圆的内部,故直线与圆相交.
(2),圆的等腰中,圆心到直线的距离为.
,直线的方程为
18.(1);(2)或.
【分析】
(1)将圆的方程化为标准形式,求出圆心和半径,利用圆心到直线的距离等于半径列方程即可求解;
(1)利用点到直线的距离公式求圆心到直线的距离,由列方程即可求得的值,再代入直线的方程即可求解.
【详解】
(1)由可得: ,所以圆心,半径为,
因为直线与圆相切,
所以圆心到直线的距离为:,解得:,
所以当时,直线与圆相切;
(2)圆心到直线的距离为:,
所以弦长,
整理可得:,解得:或,
所以直线为:或.
19.(1)见解析;(2)最短弦长为,.
【分析】
(1)求出直线过定点,证明定点在圆内,即可证明结论;
(2)当直线l所过的定点为弦的中点,即时,直线l被圆截得的弦长最短,根据弦长公式即可求出最短弦长,根据求出直线的斜率,即可求出m的值,即可得出答案.
【详解】
解:(1)直线化为,
则,解得,
所以直线l恒过定点,
圆心,半径,
又因,
所以点在圆C内,
所以不论m取什么实数,直线l与圆恒交于两点;
(2)当直线l所过的定点为弦的中点,即时,直线l被圆截得的弦长最短,
最短弦长为,
,所以直线l的斜率为2,
即,解得,
所以直线l的方程为.
20.(1);(2);以为圆心,以为半径的圆.
【分析】
(1)根据题意设圆心,由圆与轴正半轴相切,可得半径,先计算圆心到直线的距离,由垂径定理可得,就可解得,进而写出圆的方程;
(2)设,由坐标表示,即可得A点与点坐标关系,再把点坐标代入圆的方程,就可得出答案.
【详解】
(1)由已知设圆心,则由圆与轴正半轴相切,可得半径,
∵圆心到直线的距离,
由垂径定理得,解得,
故圆心为或,半径等于,
∵圆与轴正半轴相切,
∴圆心只能为,
故圆的方程为.
(2)设,则,,
∴,∴,
∵点A在圆上运动,
∴,
即,即,
所以点的轨迹方程为,
它是一个以为圆心,以为半径的圆.
21.(1);(2)或;(3).
【分析】
(1)设出圆心的坐标,根据求得圆心坐标,求得圆的半径进而求得圆的标准方程.
(2)对的的斜率分成存在和不存在两种情况,结合勾股定理、弦长公式来求得直线的方程.
(3)结合点到直线距离公式求得圆上的点到直线的距离的最大值,由此求得面积的最大值.
【详解】
(1)圆C的圆心在直线上,设,
由圆经过点,,可得,
即,解得.
故圆心,半径为,
故圆C的标准方程为.
(2)当直线l的斜率不存在时,直线l的方程为,弦心距等于2,满足弦长为,符合
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为,即.
此时,弦心距,
由解得,故直线l的方程为.
综上可得,所求的直线l的方程为或.
(3)直线OP的方程为,即,故圆心到直线的距离为
故圆上的点到直线OP的距离最大为.再由,
可得面积的最大值为.
22.(1)或;(2).
【分析】
(1)将圆化为标准式,求出圆心与半径,讨论直线的斜率存在或不存在,当不存在时,设出点斜式,利用点到直线的距离等于半径即可求解.
(2)将问题转化为求圆上的点到直线距离的最大值即可求解.
【详解】
(1)当直线的斜率不存在时:,此时圆心到直线的距离等于半径,满足题意,
当直线的斜率存在时,设直线方程为:,圆:,
因为直线与圆相切,所以圆心到直线的距离等于圆的半径,
即,∴
所以直线方程为:.
(2)∵,,
∴,直线的方程为:,
圆心到直线AB的距离为:,
所以点P到直线AB的距离的最大值为,
所以.答案第1页,共2页
答案第1页,共2页