第二章 直线与圆的方程 北京市期末试题汇编-2021-2022学年高二上学期人教A版(2019)选择性必修2
一.选择题
1.(2021秋 平谷区期末)已知实数x,y满足x2+y2+2x﹣4y﹣20=0,则y的最小值是( )
A.﹣3 B.2 C.7 D.﹣6
2.(2021秋 平谷区期末)直线x+y﹣1=0的倾斜角为( )
A.30° B.150° C.60° D.120°
3.(2021秋 顺义区期末)已知直线l1:x+ay+2a﹣1=0,l2:ax+y+1=0,若l1∥l2,则实数a等于( )
A.0 B.1 C.﹣1 D.1或﹣1
4.(2021秋 顺义区期末)直线l:y=x﹣1与圆C:x2+y2=4的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.都有可能
5.(2021秋 朝阳区期末)已知直线l过点(0,1),且与直线x﹣2y+2=0垂直,则直线l的方程是( )
A.x+2y+1=0 B.2x+y+1=0 C.x+2y﹣1=0 D.2x+y﹣1=0
6.(2021秋 朝阳区期末)已知A,B是圆C:x2+y2=1上的两点,P是直线x﹣y+m=0上一点,若存在点A,B,P,使得PA⊥PB,则实数m的取值范围是( )
A.[﹣1,1] B.[﹣2,2] C. D.
7.(2021秋 东城区期末)“a=2”是“圆(x﹣a)2+(y﹣b)2=4与y轴相切”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
8.(2021秋 平谷区期末)圆x2+y2﹣2x=0和圆x2+y2+4y=0的位置关系是( )
A.内含 B.内切 C.相交 D.外离
9.(2021秋 东城区期末)已知△ABC的三个顶点是A(﹣3,0),B(6,2),C(0,﹣6),则边AC上的高所在的直线方程为( )
A.x+2y﹣2=0 B.x﹣2y﹣2=0 C.x﹣2y﹣4=0 D.2x+y﹣14=0
10.(2021秋 丰台区期末)已知A(﹣1,0),B(0,1)两点,点C到点(1,0)的距离为1,则△ABC面积的最大值为( )
A.1 B. C. D.2
11.(2021秋 朝阳区期末)已知圆x2+y2=1与圆(x﹣3)2+(y﹣4)2=r2(r>0)外切,则r=( )
A.1 B.2 C.3 D.4
12.(2021秋 西城区校级期末)1765年,数学家欧拉在其著作《三角形几何学》中提出:任意三角形的外心、重心、垂心在同一条直线上,这条直线就是后人所说的“欧拉线”.已知△ABC的顶点A(3,0),B(3,5),C(0,1),则△ABC的欧拉线方程为( )
A.3x﹣y﹣4=0 B.x+3y﹣3=0 C.x﹣3y+4=0 D.3x+y﹣5=0
二.填空题
13.(2021秋 平谷区期末)若直线ax+y﹣1=0与直线x+ay+1=0平行,则a= .
14.(2021秋 昌平区校级期末)如图,半径为1的圆M与直线l相切于点A,圆M沿着直线l滚动.当圆M滚动到圆M′时,圆M′与直线l相切于点B,点A运动到点A′,线段AB的长度为,则点M′到直线BA′的距离为 .
15.(2022春 丰台区校级期末) 已知a,b为正实数,直线y=ax+b将圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=1平分,则的最小是____________.
16.(2021秋 西城区校级期末)已知点A(﹣2,﹣1)和B(2,3),圆C:x2+y2=m,当圆C与线段AB没有公共点时,则实数m的取值范围为 .
三.解答题
17.(2021秋 怀柔区期末)已知直线l经过点M(﹣1,2),且满足下列条件,求相应l的方程.
(Ⅰ)过(0,1)点;
(Ⅱ)与直线2x+y+5=0垂直.
18.(2021秋 石景山区期末)已知点A(1,3),B(3,1),C(﹣1,0).求:
(Ⅰ)BC边上的中线所在直线的方程;
(Ⅱ)三角形ABC的面积.
19.(2021秋 昌平区期末)已知过点P(0,5)的直线l被圆C:x2+y2+4x﹣12y+24=0所截得的弦长为.
(Ⅰ)写出圆C的标准方程及圆心坐标、半径;
(Ⅱ)求直线l的方程.
20.(2021秋 丰台区期末)已知圆心坐标为(2,1)的圆C与y轴相切.
(Ⅰ)求圆C的方程;
(Ⅱ)设直线l:x﹣y+m=0与圆C交于A,B两点,从条件①、条件②中选择一个作为已知,求m的值.
条件①:;
条件②:∠ACB=120°.
21.(2021秋 石景山区期末)在平面直角坐标系中,已知点O(0,0),A(1,1),B(2,0),△OAB的外接圆为圆M,直线l的方程为y=kx﹣2.
(Ⅰ)求圆M的方程;
(Ⅱ)若直线l与圆M相交于E,F两点,,求k的值.
第二章 直线与圆的方程 北京市期末试题汇编-2021-2022学年高二上学期人教A版(2019)选择性必修2
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.(2021秋 平谷区期末)已知实数x,y满足x2+y2+2x﹣4y﹣20=0,则y的最小值是( )
A.﹣3 B.2 C.7 D.﹣6
【解答】解:由x2+y2+2x﹣4y﹣20=0,得(x+1)2+(y﹣2)2=25,
∴(y﹣2)2≤25,∴﹣5≤y﹣2≤5,∴﹣3≤y≤7,
故y的最小值是﹣3.
故选:A.
2.(2021秋 平谷区期末)直线x+y﹣1=0的倾斜角为( )
A.30° B.150° C.60° D.120°
【解答】解:直线x+y﹣1=0可化为y=﹣x+,
所以直线的斜率为﹣,倾斜角为150°.
故选:B.
3.(2021秋 顺义区期末)已知直线l1:x+ay+2a﹣1=0,l2:ax+y+1=0,若l1∥l2,则实数a等于( )
A.0 B.1 C.﹣1 D.1或﹣1
【解答】解:直线l1:x+ay+2a﹣1=0,l2:ax+y+1=0,
若l1∥l2,则1×1=a2,解得a=±1,
当a=1时,l1与l2重合,故舍去,
故a=﹣1.
故选:C.
4.(2021秋 顺义区期末)直线l:y=x﹣1与圆C:x2+y2=4的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.都有可能
【解答】解:由于圆心C(0,0)到直线l:x﹣y﹣1=0的距离为d==<2,
故直线和圆相交,
故选:A.
5.(2021秋 朝阳区期末)已知直线l过点(0,1),且与直线x﹣2y+2=0垂直,则直线l的方程是( )
A.x+2y+1=0 B.2x+y+1=0 C.x+2y﹣1=0 D.2x+y﹣1=0
【解答】解:根据题意,直线l直线x﹣2y+2=0垂直,设直线l的方程为2x+y+m=0,
又由直线l过点(0,1),则有1+m=0,则m=﹣1,
故直线l的方程为2x+y﹣1=0,
故选:D.
6.(2021秋 朝阳区期末)已知A,B是圆C:x2+y2=1上的两点,P是直线x﹣y+m=0上一点,若存在点A,B,P,使得PA⊥PB,则实数m的取值范围是( )
A.[﹣1,1] B.[﹣2,2] C. D.
【解答】解:PA⊥PB,故P在以AB为直径的圆上,
设AB中点为D,则|DO|2+|DA|2=1,
圆D上的点到O的最大距离为|DO|+|DA|,
,当时等号成立.
直线x﹣y+m=0到原点的距离为,故﹣2≤m≤2.
故选:B.
7.(2021秋 东城区期末)“a=2”是“圆(x﹣a)2+(y﹣b)2=4与y轴相切”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【解答】解:圆(x﹣a)2+(y﹣b)2=4与y轴相切,
则a=±2,
故“a=2”是“圆(x﹣a)2+(y﹣b)2=4与y轴相切”的充分不必要条件.
故选:A.
8.(2021秋 平谷区期末)圆x2+y2﹣2x=0和圆x2+y2+4y=0的位置关系是( )
A.内含 B.内切 C.相交 D.外离
【解答】解:圆x2+y2﹣2x=0的圆心为(1,0),半径为1,
圆x2+y2+4y=0即x2+(y+2)2=4,圆心为(0,﹣2),半径为2,
所以两圆圆心距为=∈(1,3),
则两圆外交.
故选:C.
9.(2021秋 东城区期末)已知△ABC的三个顶点是A(﹣3,0),B(6,2),C(0,﹣6),则边AC上的高所在的直线方程为( )
A.x+2y﹣2=0 B.x﹣2y﹣2=0 C.x﹣2y﹣4=0 D.2x+y﹣14=0
【解答】解:∵A(﹣3,0),C(0,﹣6),
∴直线AC的斜率为=﹣2,
∴边AC上的高所在的直线斜率为,
又∵B(6,2),
∴边AC上的高所在的直线方程为y﹣2=(x﹣6),即x﹣2y﹣2=0,
故选:B.
10.(2021秋 丰台区期末)已知A(﹣1,0),B(0,1)两点,点C到点(1,0)的距离为1,则△ABC面积的最大值为( )
A.1 B. C. D.2
【解答】解:由题意可知点C在以点(1,0)为圆心,半径为1的圆上,
∵A(﹣1,0),B(0,1),
∴直线AB的斜率为=1,
∴直线AB的方程为y=x+1,即x﹣y+1=0,
∴圆心(1,0)到直线AB的距离d==,
∴点C到直线AB的距离的最大值为d+1=,
∴△ABC面积的最大值为==1+,
故选:C.
11.(2021秋 朝阳区期末)已知圆x2+y2=1与圆(x﹣3)2+(y﹣4)2=r2(r>0)外切,则r=( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解答】解:∵圆x2+y2=1与圆(x﹣3)2+(y﹣4)2=r2(r>0)外切,
∴两圆的圆心距等于它们的半径之和,=1+r,
则r=4,
故选:D.
12.(2021秋 西城区校级期末)1765年,数学家欧拉在其著作《三角形几何学》中提出:任意三角形的外心、重心、垂心在同一条直线上,这条直线就是后人所说的“欧拉线”.已知△ABC的顶点A(3,0),B(3,5),C(0,1),则△ABC的欧拉线方程为( )
A.3x﹣y﹣4=0 B.x+3y﹣3=0 C.x﹣3y+4=0 D.3x+y﹣5=0
【解答】解:由题意可知,△ABC的重心G(2,2),
∵A(3,0),B(3,5),
∴直线AB的方程为x=3,
∴AB边上的高所在的直线方程为y=1,
∵A(3,0),C(0,1),
∴直线AC的斜率为=﹣,
则AC边上的高所在的直线斜率为3,
∴AC边上的高所在的直线方程为y﹣5=3(x﹣3),即y=3x﹣4,
联立方程,解得 ,
∴△ABC的垂心为H(,1),
∴直线GH的斜率为=3,
∴直线GH的方程为y﹣2=3(x﹣2),即3x﹣y﹣4=0,
即△ABC的欧拉线方程为3x﹣y﹣4=0,
故选:A.
二.填空题(共4小题)
13.(2021秋 平谷区期末)若直线ax+y﹣1=0与直线x+ay+1=0平行,则a= 1 .
【解答】解:由于直线ax+y﹣1=0与直线x+ay+1=0平行,
所以a2﹣1=0,
解得a=±1,
当a=﹣1时,两直线重合;
故a=1.
故答案为:1.
14.(2021秋 昌平区校级期末)如图,半径为1的圆M与直线l相切于点A,圆M沿着直线l滚动.当圆M滚动到圆M′时,圆M′与直线l相切于点B,点A运动到点A′,线段AB的长度为,则点M′到直线BA′的距离为 .
【解答】解:根据条件可知圆周长为2π,
∵BA==×2π,故可得A′位置如图:
∠A'M'B=90°,则△A'M'B是等腰直角三角形,
则M'到A'B的距离d=.
故答案为:.
15.(2022春 丰台区校级期末)已知a,b为正实数,直线y=ax+b将圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=1平分,则的最小值是 8 .
【解答】解:由题意,圆心(2,1),在直线y=ax+b上,则2a+b=1,
则()(2a+b)=2+2++≥4+2=4+4=8,
当且仅当=时,即a=,b=时等号成立,
故答案为:8.
16.(2021秋 西城区校级期末)已知点A(﹣2,﹣1)和B(2,3),圆C:x2+y2=m,当圆C与线段AB没有公共点时,则实数m的取值范围为 {m|m>13或0<x<} .
【解答】解:∵圆C:x2+y2=m,
∴m>0,
当点A(﹣2,﹣1)和B(2,3)都在圆的内部时,m>4+9=13,解得m>13,
直线AB的方程为y﹣3=,即x﹣y+1=0,
圆心O(0,0)到直线AB的距离d=,
当圆心(0,0)到直线AB的距离大于半径时,
有,即m<,
综上所述,实数m的取值范围为{m|m>13或0<x<}.
故答案为:{m|m>13或0<x<}.
三.解答题(共5小题)
17.(2021秋 怀柔区期末)已知直线l经过点M(﹣1,2),且满足下列条件,求相应l的方程.
(Ⅰ)过(0,1)点;
(Ⅱ)与直线2x+y+5=0垂直.
【解答】解:(Ⅰ)直线l经过点M(﹣1,2),(0,1)点,
则直线l的方程为,
整理得:x+y﹣1=0.
(Ⅱ)与直线2x+y+5=0垂直的直线的方程的斜率k=,
∴经过点M(﹣1,2)与直线2x+y+5=0垂直的直线方程为:
y﹣2=(x+1),
整理得x﹣2y+5=0.
18.(2021秋 石景山区期末)已知点A(1,3),B(3,1),C(﹣1,0).求:
(Ⅰ)BC边上的中线所在直线的方程;
(Ⅱ)三角形ABC的面积.
【解答】解:(Ⅰ)∵B(3,1),C(﹣1,0),
∴BC边的中点坐标为(1,),
又∵点A(1,3),
∴BC边上的中线所在直线方程为x=1.
(Ⅱ)∵点A(1,3),B(3,1),
∴直线AB的斜率为=﹣1,
∴直线AB的方程为y﹣3=﹣(x﹣1),即x+y﹣4=0,
又∵C(﹣1,0),
∴点C到直线AB的距离为=,
又∵|AB|==2,
∴三角形ABC的面积为=5.
19.(2021秋 昌平区期末)已知过点P(0,5)的直线l被圆C:x2+y2+4x﹣12y+24=0所截得的弦长为.
(Ⅰ)写出圆C的标准方程及圆心坐标、半径;
(Ⅱ)求直线l的方程.
【解答】解:(I)整理圆的方程得(x+2)2+(y﹣6)2=16,
圆心(﹣2,6),半径r=4;
(II)由圆C:x2+y2+4x﹣12y+24=0得圆心坐标为(﹣2,6),半径为4
又∵直线l被圆C截得的线段长为4,∴直线l与圆心的距离为2,
当直线斜率存在时,设l的斜率是k,过P(0,5),设直线l:y=kx+5,即kx﹣y+5=0;
∵直线l与圆C的圆心相距为2,∴d==2,解得k=,此时直线的方程为3x﹣4y+20=0;
当直线的斜率不存在时,直线的方程为x=0,也符合题意.
故所求直线的方程为3x﹣4y+20=0或x=0.
20.(2021秋 丰台区期末)已知圆心坐标为(2,1)的圆C与y轴相切.
(Ⅰ)求圆C的方程;
(Ⅱ)设直线l:x﹣y+m=0与圆C交于A,B两点,从条件①、条件②中选择一个作为已知,求m的值.
条件①:;
条件②:∠ACB=120°.
【解答】解:(Ⅰ)设圆的半径为r.
∵又圆C与y轴相切于点(2,1),∴r=|2﹣0|=2.
∴圆C的圆心坐标为(2,1),r=2.
则圆C的方程为(x﹣2)2+(y﹣1)2=4;
(Ⅱ)如果选择条件①,∵|AB|=2,|CA|=|CB|=2,
∴圆心C到直线l的距离d=1.
则d==1,解得m=﹣1或﹣﹣1.
如果选择条件②,
∵∠ACB=120°,|CA|=|CB|=2,
∴圆心C到直线l的距离d=1.
则d==1,解得m=﹣1或﹣﹣1.
21.(2021秋 石景山区期末)在平面直角坐标系中,已知点O(0,0),A(1,1),B(2,0),△OAB的外接圆为圆M,直线l的方程为y=kx﹣2.
(Ⅰ)求圆M的方程;
(Ⅱ)若直线l与圆M相交于E,F两点,,求k的值.
【解答】解:(Ⅰ)∵圆M经过点O(0,0)、A(1,1)、B(2,0),
∴OA⊥AB,|OA|=|AB|,
∴圆心为M(1,0),半径为r=1,
则圆M的方程为(x﹣1)2+y2=1;
(II)设圆心M(1,0)到直线l的距离为d,
∵直线l与圆M相交于E,F两点,,
∴()2+d2=r2,得()2+d2=1,则d=,
∴=,解得k=1或k=7.