高中数学人教A版(2019)选择性必修第一册单元测试卷第二章B卷(含解析)

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名称 高中数学人教A版(2019)选择性必修第一册单元测试卷第二章B卷(含解析)
格式 docx
文件大小 1.2MB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2022-10-05 21:04:58

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文档简介

一、单选题
1.从原点向圆作两条切线,则两条切线的夹角为( )
A.30° B.60° C.90° D.120°
2.过直线上一点P作圆M:的两条切线,切点分别为A,B,若使得四边形PAMB的面积为的点P有两个,则实数m的取值范围为( )
A. B. C.或 D.或
3.已知曲线与直线有两个不同的交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.已知圆,圆,若圆M上存在点P,过点P作圆O的两条切线,切点分别为A,B,使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.直线的斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
6.已知直线:恒过点,过点作直线与圆C:相交于A,B两点,则的最小值为( )
A. B.2 C.4 D.
7.已知点为圆上一点,点,,,若对任意的点,总存在点,,使得,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.设,O为坐标原点,点P满足,若直线上存在点Q使得,则实数k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.已知圆和圆,过圆上任意一点作圆的两条切线,设两切点分别为,则( )
A.线段的长度大于
B.线段的长度小于
C.当直线与圆相切时,原点到直线的距离为
D.当直线平分圆的周长时,原点到直线的距离为
10.已知点是直线上的一点,过点P作圆的两条切线,切点分别为A,B,连接,则( )
A.当四边形为正方形时,点P的坐标为 B.的取值范围为
C.当为等边三角形时,点P的坐标为 D.直线过定点
11.下列说法正确的是( )
A.已知直线与平行,则k的值是3
B.直线与圆的位置关系为相交
C.圆上到直线的距离为的点共有3个
D.已知AC、BD为圆的两条相互垂直的弦,垂足为,则四边形ABCD的面积的最大值为10
12.已知直线与圆交于A,B两点,点M为圆C上的一动点,点,记M到l的距离为d,则( )
A. B.d的最大值为
C.是等腰三角形 D.的最小值为
三、填空题
13.已知直线过定点A,直线过定点B,与的交点为C,则的最大值为___________.
14.已知动点到点的距离是到点的距离的2倍,记点的轨迹为,直线交于,两点,,若的面积为2,则实数的值为___________.
15.已知圆:,为过的圆的切线,为上任一点,过作圆:的切线,则切线长的最小值是__________.
16.过直线上动点P作圆的一条切线,切点为A,若使得的点P有两个,则实数m的取值范围为___________.
四、解答题
17.已知线段AB的端点B的坐标是,端点A在圆上运动.
(1)求线段AB的中点P的轨迹的方程;
(2)设圆与曲线的两交点为M,N,求线段MN的长;
(3)若点C在曲线上运动,点Q在x轴上运动,求的最小值.
18.已知圆经过点和,且圆心在直线上.
(1)求圆的标准方程;
(2)直线过点,且与圆相切,求直线的方程;
(3)设直线与圆相交于两点,点为圆上的一动点,求的面积的最大值.
19.已知圆.
(1)直线过点,且与圆C相切,求直线的方程;
(2)设直线与圆C相交于M,N两点,点P为圆C上的一动点,求的面积S的最大值.
20.已知圆的圆心在直线上,且过圆上一点的切线方程为.
(Ⅰ)求圆的方程;
(Ⅱ)设过点的直线与圆交于另一点,以为直径的圆过原点,求直线的方程.
21.如图,已知圆,点为直线上一动点,过点引圆的两条切线,切点分别为A,B
(1)求直线AB的方程,并写出直线AB所经过的定点的坐标;
(2)求线段AB中点的轨迹方程;
(3)若两条切线与轴分别交于两点,求的最小值.
22.在平面直角坐标系中,O为坐标原点,过点作直线l分别与x轴正半轴、y轴正半轴交于点A,B.
(1)求面积的最小值及此时直线l的方程;
(2)求当取得最小值时直线l的方程.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【分析】由圆的方程确定半径、圆心,若一个切点为则有,可求出,进而可得两条切线的夹角.
【详解】将圆的方程化为标准方程为,则圆心为,半径.
设一个切点为,则,,
在中,,
∴,故两切线的夹角为.
故选:B
2.A
【分析】利用圆的性质可得,进而可得,结合题意可得,即得.
【详解】由圆M:可知,圆心,半径为1,
∴,
∴四边形PAMB的面积为,
∴,
要使四边形PAMB的面积为的点P有两个,
则,
解得.
故选:A.
3.A
【分析】作出曲线(上半圆),直线过定点,求出图中两条的斜率可得所求范围.
【详解】解:曲线整理得,则该曲线表示圆心为,半径为1的圆的上半部分,直线过定点,如图,当时,曲线与直线有两个不同的交点,
由,得或,所以,

所以实数的取值范围是.
故选:A.
【点睛】方法点睛:本题考查直线与曲线的位置关系,解题方法是数形结合思想,即作出曲线(半圆),而直线是过定点的动直线,由直线与半圆的交点个数可得直线的位置,求出临界点直线的斜率后可得结论.
4.D
【分析】由题意求出的距离,得到 P 的轨迹,再由圆与圆的位置关系求得答案.
【详解】由题可知圆O 的半径为,圆M上存在点P,过点P作圆 O 的两条切线,
切点分别为A,B,使得,则,
在中,,
所以点 在圆上,
由于点 P 也在圆 M 上,故两圆有公共点.
又圆 M 的半径等于1,圆心坐标,

∴,
∴.
故选:D.
5.A
【分析】将直线的一般方程转化为直线的斜截式方程,根据的范围求出的范围,进而求出范围即可求解.
【详解】当时,直线的斜率为,
因为,所以时,或,
由得,
当即时,直线的斜率为.
因为,所以或,即或.
所以直线的斜率的取值范围为.
综上所述,直线的斜率的取值范围为.
故选:A.
6.A
【分析】写出直线的定点坐标并判断与圆的位置关系,进而确定最小时直线与直线的位置关系,即可得结果.
【详解】由恒过,
又,即在圆C内,
要使最小,只需圆心与的连线与该直线垂直,所得弦长最短,
由,圆的半径为5,
所以.
故选:A
7.A
【分析】易求直线的方程,可求圆心到直线的距离,进而可求圆上的点到直线的距离的范围,因为对任意的点,总存在点,,使得,则以为直径的圆包含圆,故,化简即得所求.
【详解】由题可得点,在直线上,
圆的方程为,则圆心到直线的距离,
所以圆上的点到直线的距离的范围为.
因为对任意的点,总存在点,,使得,
所以以为直径的圆包含圆,故,
所以,得,
故选:A.
8.B
【分析】设,由两点距离公式计算可得根据题意可得,进而利用点到直线的距离公式即可求解.
【详解】设,

,即.
点P的轨迹为以原点为圆心,2为半径的圆面.
若直线上存在点Q使得,
则PQ为圆的切线时最大,如图,
,即.
圆心到直线的距离,
或.
故选:B.
9.AD
【分析】根据圆的切线的几何性质可求得,确定,可求得,即可判断A,B; 当直线与圆相切时,设直线的方程,利用和圆相切可得,继而求得原点到直线的距离,判断C; 当直线平分圆的周长时, 直线过点,设直线方程,可得,由此求得原点到直线的距离,判断D.
【详解】如图示: ,
根据直角三角形的等面积方法可得, ,
由于,故,
由于,故A正确,B错误;
当直线与圆相切时,由题意可知AP斜率存在,
故设AP方程为 ,
则有 ,即 ,
即 或 ,
设原点到直线的距离为d,则 ,
当时, ;当时,,故C错误;
当直线平分圆的周长时,即直线过点,
AP斜率存在,设直线方程为,即 ,
则 ,即,
故原点到直线的距离为,则 ,故D正确;
故选:AD
10.BD
【分析】根据距离公式及圆心切点构成的直角三角形求解,再利用过定点的判断法则进行判断即可.
【详解】解:
对于A选项:当四边形为正方形时,则
则圆
又点是直线上的一点

,即
该方程,无解
故不存在点使得为正方形,A错误;
对于B选项:由A知,
,则,即的取值范围是
故B正确;
对于选项C:若三角形为等边三角形为等边三角形,易知
又平分
在中,由于
又点坐标为:
,即
,故C错误;
对于选项D:
记中点为
则以D为圆心,为半径的圆与圆的公共弦为
圆方程为
整理得
联立,化简得
即得直线方程为
将代入方程恒成立;故直线过定点,D正确.
故选:BD
11.BC
【分析】A由直线平行的判定求参数,注意验证是否重合;B根据直线所过的定点与圆的位置关系判断即可;C由圆心到直线的距离与半径的关系即可判断;D设圆心到的距离分别为,则及,结合基本不等式求最大值即可判断.
【详解】A:由平行知:,则或,当时有,满足题设,当时有,满足题设,故或,错误;
B:由过定点,而在圆内,故它们的关系为相交,正确;
C:由题设知:圆的标准方程为,则圆心为,半径为,所以圆心到距离为,易知圆上点到直线距离为的点共有3个,正确;
D:设圆心到的距离分别为,则,又相互垂直,所以,而,即当且仅当时等号成立,故,故错误.
故选:BC
12.ACD
【分析】对于A,根据垂径定理以及弦长公式,可得答案;
对于B,根据题意作图,结合圆上点与直线的位置关系,可得答案;
对于C,求弦的中垂线的直线方程,根据中垂线的性质,可得答案;
对于D,由题意,作图,根据线段组合,求得答案.
【详解】对于A,由圆,可得,半径为,
点到直线的距离为,则,故A正确;
对于B,由题意,可作下图:
点为弦的中点,直线,则,故B错误;
对于C,由选项B与题意,如下图:
易知,,则直线的斜率,
由,则直线的斜率,由,
则直线的方程为,则,
即点在直线上,为的中垂线,是等腰三角形,
故C正确;
对于D,由题意,可作图:
则,显然,则,
故D正确;
故选:ACD.
13.
【分析】由已知直线方程可得、且、相互垂直,进而可知的轨迹是以为直径的圆,令则且,利用基本不等式求的最大值,注意等号成立条件,即可知的最大值.
【详解】由,则过定点,
由,则过定点,
显然,即、相互垂直,而与的交点为C,
所以的轨迹是以为直径的圆,且圆心为、半径为,
令,则,且,
所以,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最大为.
故答案为:
14.或1##1或
【分析】先求得点的轨迹的方程,再利用的面积为2列出关于实数的方程,进而求得实数的值
【详解】设,则有
整理得,即点的轨迹为以为圆心以2为半径的圆
点到直线的距离
直线交于,两点,则
则的面积
解之得或
故答案为:或1
15.
【分析】先求得的方程,再根据圆心到切线的距离,半径和切线长的勾股定理求最小值即可
【详解】由题,直线的斜率为,故直线的斜率为,故的方程为,即.又到的距离,故切线长的最小值是
故答案为:
16.
【分析】将使得的点P有两个,转换为圆心到直线的距离的不等关系式求解即可
【详解】由题,使得的点P有两个,即使得的点P有两个,即圆心到直线的距离小于半径.又圆心到直线的距离,故,即,即
故答案为:
17.(1)
(2)
(3)
【分析】(1) 设,,可得,代入圆化简即可;
(2) 联立方程和,得MN所在公共弦所在的直线方程,再由弦长公式可求得结果;
(3) 作关于轴得对称点,连接与x轴交于Q点,根据时求解即可.
(1)
设,,点A在圆,所以有:,
P是A,B的中点,,即,得P得轨迹方程为:;
(2)
联立方程和,得MN所在公共弦所在的直线方程,
设到直线MN得距离为d,则,
所以,;
(3)
作出关于轴得对称点,
如图所示;
连接与x轴交于Q点,点Q即为所求,
此时,所以的最小值为.
18.(1)
(2)或
(3)
【分析】(1)解法一,根据题意设圆的标准方程为,进而待定系数法求解即可;解法二:由题知圆心在线段的垂直平分线上,进而结合题意得圆的圆心与半径,写出方程;
(2)分直线的斜率存在与不存在两种情况讨论求解即可;
(3)由几何法求弦长得,进而到直线距离的最大值为,再计算面积即可.
(1)
解:解法一:设圆的标准方程为,
由已知得,
解得,
所以圆的标准方程为;
解法二:由圆经过点和,可知圆心在线段的垂直平分线上,
将代入,得,即,
半径,
所以圆的标准方程为;
(2)
解:当直线的斜率存在时,设,即,
由直线与圆相切,得,解得,
此时,
当直线的斜率不存在时,直线显然与圆相切.
所以直线的方程为或;
(3)
解:圆心到直线的距离,
所以,
则点到直线距离的最大值为,
所以的面积的最大值
19.(1)x=-1或4x-3y+7=0
(2)
【分析】(1)根据直线的斜率是否存在,分别设出直线方程,再根据圆心到直线的距离等于半径,即可解出;
(2)根据弦长公式求出,再根据几何性质可知,当时,点P到直线距离的最大值为半径加上圆心到直线的距离,即可解出.
(1)
由题意得C(2,0),圆C的半径为3.
当直线的斜率存在时,设直线的方程为y-l=k(x+1),即kx-y+k+1=0,
由直线与圆C相切,得,解得,所以直线的方程为4x-3y+7=0.
当直线的斜率不存在时,直线的方程为,显然与圆C相切.
综上,直线的方程为x=-1或4x-3y+7=0.
(2)
由题意得圆心C到直线的距离,
设圆C的半径为r,所以r=3,所以,
点P到直线距离的最大值为,
则的面积的最大值.
20.(Ⅰ) (Ⅱ)
【分析】(Ⅰ)由题意,过点的直径所在直线方程为 ,再联立求得圆心坐标为,再求得半径即得圆的方程. (Ⅱ)先求得直线方程为 ,由可得点坐标为 ,再利用两点式写出直线l的方程.
【详解】(Ⅰ)由题意,过点的直径所在直线方程为
解得, ∴圆心坐标为
半径
∴圆的方程为
(Ⅱ) ∵以为直径的圆过原点,∴
又 ∴
∴直线方程为
由,可得点坐标为
∴ 直线方程为
即直线的方程为
【点睛】本题主要考查直线和圆的方程的求法,考查直线和圆的位置关系,意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理计算能力.
21.(1)
(2)
(3)
【分析】(1)把直线看成圆和圆公共弦所在的直线,求出直线方程即可得到定点;
(2)利用几何的知识得到中点的轨迹,根据轨迹求方程即可;
(3)设切线方程,利用圆心到切线的距离为半径得到,,再把表示出来求最小值即可.
(1)
因为,为圆的切线,所以,所以点在以为直径的圆上,又点在圆上,所以线段AB为圆和圆的公共弦,
因为圆:①,所以,,中点为,
则圆:,整理得②,
②-①得直线AB的方程为,所以,所以直线AB过定点.
(2)
∵直线AB过定点,AB的中点为直线AB与直线MP的交点,
设AB的中点为点,直线AB过的定点为点,
易知HF始终垂直于FM,所以点的轨迹为以HM为直径的圆,,,
∴点的轨迹方程为;
(3)
设切线方程为,即,
故到直线的距离,即,
设PA,PB的斜率分别为,,则,,
把代入,得,
则,
故当时,取得最小值为.
22.(1)6,
(2)
【分析】(1)设直线方程为,,求出两点坐标,从而求得面积,由基本不等式得最小值,从而得此时直线方程;
(2)设,,由A,P,B三点共线得,计算,用基本不等式求得最小值,并求得值得直线方程.
(1)
∵点在第一象限,且直线l分别与x轴正半轴 、y轴正半轴相交,
∴直线l的斜率,
则设直线l的方程为,,
令,得;令,得.
∴.
∵,∴,
∴,当且仅当,即时等号成立.
∴面积的最小值为6.
此时直线l的方程为,即.
(2)
设,,,.
∵A,P,B三点共线,∴,整理得,
∴,当且仅当,即时等号成立,
∴当取得最小值时,直线l的方程为,即.
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页