2013版《三维设计》高中数学人教版必修二应用创新演练:第四章 圆与方程(6份)

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名称 2013版《三维设计》高中数学人教版必修二应用创新演练:第四章 圆与方程(6份)
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资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2013-11-22 14:40:50

文档简介


1.(2011·保定高一检测)已知定点A(0,-4),O为坐标原点,以OA为直径的圆C的方程是(  )
A.(x+2)2+y2=4    B.(x+2)2+y2=16
C.x2+(y+2)2=4 D.x2+(y+2)2=16
解析:OA的中点(0,-2)即为圆心,其半径为2,所以所求圆的方程为x2+(y+2)2=4.
答案:C
2.圆心在y轴上,半径为1,且过点(1,2)的圆的方程为(  )
A.x2+(y-2)2=1 B.x2+(y+2)2=1
C.(x-1)2+(y-3)2=1 D.x2+(y-3)2=1
解析:法一(直接法):设圆心坐标为(0,b),则由题意知
=1,解得b=2,
故圆的方程为x2+(y-2)2=1.
法二(数形结合法):根据点(1,2)到圆心的距离为1,易知圆心为(0,2),故圆的方程为x2+(y-2)2=1.
法三(验证法):将点(1,2)代入四个选择项,排除B、D,又由于圆心在y轴上,排除C,选A.
答案:A
3.已知圆C1:(x+1)2+(y-1)2=1,圆C2与圆C1关于直线x-y-1=0对称,则圆C2的方程为(  )
A.(x+2)2+(y-2)2=1 B.(x-2)2+(y+2)2=1
C.(x+2)2+(y+2)2=1 D.(x-2)2+(y-2)2=1
解析:设点(x,y)与圆C1的圆心(-1,1)关于直线x-y-1=0对称,则
解得从而可知圆C2的圆心坐标为(2,-2),又知其半径为1,故所求圆C2的方程为(x-2)2+(y+2)2=1.
答案:B
4.若圆心在x轴上,半径为的圆O位于y轴左侧,且与直线x+2y=0相切,则圆O的方程是(  )
A.(x-)2+y2=5 B.(x+)2+y2=5
C.(x-5)2+y2=5 D.(x+5)2+y2=5
解析:如图所示,设圆心O(a,0),则圆心O到直线x+2y=0的距离为=,解得a=-5,a=5(舍去),
∴圆心是(-5,0).即圆的方程是(x+5)2+y2=5.
答案:D
5.圆C:x2+y2-2x-4y+4=0的圆心到直线l :3x+4y+4=0的距离d =________.
解析:易求得圆心C(1,2),所以d==3.
答案:3
6.圆心为直线x-y+2=0与直线2x+y-8=0的交点,且过原点的圆的标准方程是__________________.
解析:由可得x=2,y=4,即圆心为(2,4)
r==2,故圆的标准方程为(x-2)2+(y-4)2=20.
答案:(x-2)2+(y-4)2=20
7.已知圆N的标准方程为(x-5)2+(y-6)2=a2(a>0).
(1)若点M(6,9)在圆上,求半径a;
(2)若点P(3,3)与Q(5,3)有一点在圆内,另一点在圆外,求a的范围.
解:(1)∵点M(6,9)在圆上,
∴(6-5)2+(9-6)2=a2,即a2=10,
又a>0,∴a=.
(2)∵|PN|==,
|QN|==3,
|PN|>|QN|,故点P在圆外,点Q在圆内,
∴38.求圆心在直线2x-y-3=0上,且过点A(5,2),B(3,-2)的圆的标准方程.
解:法一:设圆的标准方程为(x-a)2+(y-b)2=r2,
则?
所以圆的标准方程为(x-2)2+(y-1)2=10.
法二:因为圆过A,B两点,所以圆心一定在AB的垂直平分线上,线段AB的垂直平分线方程为
y=-(x-4),
则?
即圆心为(2,1),r==.
所以圆的标准方程为(x-2)2+(y-1)2=10.

1.(2011·四川高考)圆x2+y2-4x+6y=0的圆心坐标是(  )
A.(2,3)          B.(-2,3)
C.(-2,-3) D.(2,-3)
解析:圆的方程化为(x-2)2+(y+3)2=13,圆心(2,-3),选D.
答案:D
2.已知方程x2+y2-2x+2k+3=0表示圆,则k的取值范围是(  )
A.(-∞,-1) B.(3,+∞)
C.(-∞,-1)∪(3,+∞) D.(-,+∞)
解析:方程可化为:(x-1)2+y2=-2k-2,只有-2k-2>0,即k<-1时才能表示圆.
答案:A
3.已知两点A(-2,0),B(0,2),点C是圆x2+y2-2x=0上任意一点,则△ABC的面积最小值是(  )
A.3- B.3+
C.3- D.
解析:直线AB的方程为x-y+2=0,圆心到直线AB的距离为d==,
所以,圆到直线AB的最小距离为-1,
S△ABC=×│AB│×(-1)=×2×(-1)=3-.
答案:A
4.(2012·保定高一检测)如果圆x2+y2+ax+by+c=0(a,b,c不全为零)与y轴相切于原点,那么(  )
A.a=0,b≠0,c≠0 B.b=c=0,a≠0
C.a=c=0,b≠0 D.a=b=0,c≠0
解析:符合条件的圆方程为(x+)2+y2=,
即x2+y2+ax=0.
∴b=0,a≠0,c=0.
答案:B
5.已知A,B是圆O:x2+y2=16上的两点,且│AB│=6,若以AB为直径的圆M恰好经过点C(1,-1),则圆心M的轨迹方程是________.
解析:设圆心为M(x,y),由│AB│=6知,圆M的半径r=3,则│MC│=3,即=3,所以(x-1)2+(y+1)2=9.
答案:(x-1)2+(y+1)2=9
6.圆x2+y2+2x-4y+m=0的直径为3,则m的值为________.
解析:因(x+1)2+(y-2)2=5-m,
∴r==,∴m=.
答案:
7.(1)求经过三点A(1,-1)、B(1,4)、C(4,-2)的圆的方程;
(2)若x2+y2+(2λ-1)x+2λy+2λ2=0表示圆,求λ的取值范围.
解:(1)设圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,将A、B、C三点坐标代入,整理得
解得D=-7,E=-3,F=2.
所以所求圆的方程为x2+y2-7x-3y+2=0.
(2)因为方程x2+y2+(2λ-1)x+2λy+2λ2=0表示圆,
所以(2λ-1)2+(2λ)2-8λ2>0,解得λ<.
即所求λ的取值范围为λ<.
8.已知圆O的方程为x2+y2=9,求过点A(1,2)的圆的弦的中点P的轨迹.
解:设动点P的坐标为(x,y),根据题意可知AP⊥OP,当AP垂直于x轴时,P的坐标为(1,0),当x=0时,y=0.当x≠1且x≠0时,kAP·kOP=-1.
∵kAP=,kOP=.
∴×=-1,
即x2+y2-x-2y=0(x≠0,且x≠1).
点(1,0),(0,0)适合上式.
综上所述,P点的轨迹是以(,1)为圆心,以为半径的圆.

1.(2012·湛江高一检测)设直线l过点P(-2,0),且与圆x2+y2=1相切,则l的斜率是
(  )
A.±1            B.±
C.± D.±
解析:设l:y=k(x+2)即kx-y+2k=0.
又l与圆相切,∴=1.∴k=±.
答案:C
2.(2011·安徽高考)若直线3x+y+a=0过圆x2+y2+2x-4y=0的圆心,则a的值为
(  )
A.-1 B. 1
C.3 D.-3
解析:圆的方程x2+y2+2x-4y=0可变形为(x+1)2+(y-2)2=5,所以圆心为(-1,2),代入直线3x+y+a=0得a=1.
答案:B
3.直线l:mx-y+1-m=0与圆C:x2+(y-1)2=5的位置关系是
A.相交 B.相切
C.相离 D.不确定
解析:由题可知,直线mx-y+1-m=0过定点(1,1),又因为点(1,1)在圆x2+(y-1)2=5的内部,所以直线l与圆C是相交的.
答案:A
4.(2011·巢湖高一检测)由直线y=x+1上的一点向圆(x-3)2+y2=1引切线,则切线长的最小值为(  )
A.1 B.2
C. D.3
解析:当该点是过圆心向直线引的垂线的交点时,
切线长最小.因圆心(3,0)到直线距离为
d==2,
所以切线长的最小值是
l==.
答案:C
5.(2011·重庆高考)过原点的直线与圆x2+y2-2x-4y+4=0相交所得弦的长为2,则该直线的方程为______.
解析:设所求直线方程为y=kx,即kx-y=0.由于直线kx-y=0被圆截得的弦长等于2,圆的半径是1,因此圆心到直线的距离等于=0,即圆心位于直线kx-y=0上.于是有k-2=0,即k=2,因此所求直线方程是2x-y=0.
答案:2x-y=0
6.已知圆C的圆心是直线x-y+1=0与x轴的交点,且圆C与直线x+y+3=0相切,则圆C的方程为____________.
解析:令y=0得x=-1,所以直线x-y+1=0
与x轴的交点为(-1,0),因为直线与圆相切,
所以圆心到直线的距离等于半径,
即r==,
所以圆C的方程为(x+1)2+y2=2.
答案:(x+1)2+y2=2
7.已知圆C:(x-1)2+(y-2)2=2,过点P(2,-1)作圆C的切线,切点为A,B.
(1)求直线PA,PB的方程;
(2)过P点的圆C的切线长.
解:(1)切线的斜率存在,设切线方程为
y+1=k(x-2),即kx-y-2k-1=0.
圆心到直线的距离等于,
即=,
∴k2-6k-7=0,解得k=7或k=-1,
故所求的切线方程为
y+1=7(x-2)或y+1=-(x-2),
即7x-y-15=0或x+y-1=0.
(2)在Rt△PAC中,PA2=PC2-AC2
=(2-1)2+(-1-2)2-2=8,
∴过P点的圆C的切线长为2.
8.设圆上的点A(2,3)关于直线x+2y=0的对称点仍在圆上,且圆与直线x-y+1=0相交的弦长为2,求圆的方程.
解:设圆的方程为(x-a)2+(y-b)2=r2.
由已知可知,直线x+2y=0过圆心,
则a+2b=0,①
又点A在圆上,则(2-a)2+(3-b)2=r2,②
∵直线x-y+1=0与圆相交的弦长为2.
∴()2+()2=r2.③
解由①②③所组成的方程组得 或
故所求方程为(x-6)2+(y+3)2=52
或(x-14)2+(y+7)2=244.

1.两圆x2+y2-6x+16y-48=0与x2+y2+4x-8y-44=0的公切线条数为(  )
A.4条         B.3条
C.2条 D.1条
解析:⊙O1为(x-3)2+(y+8)2=121,
O1(3,-8),r=11,
⊙O2为(x+2)2+(y-4)2=64,O2(-2,4),R=8,
∴|O1O2|==13,
∴r-R<|O1O2|<R+r,
∴两圆相交.∴公切线有2条.
答案:C
2.圆x2+y2=50与圆x2+y2-12x-6y+40=0公共弦长为
A. B.
C.2 D.2
解析:x2+y2=50与x2+y2-12x-6y+40=0作差,得两圆公共弦所在的直线方程为2x+y-15=0,
圆x2+y2=50的圆心(0,0)到2x+y-15=0的距离d=3,因此,公共弦长为2=2.
答案:C
3.以点(2,-2)为圆心并且与圆x2+y2+2x-4y+1=0相外切的圆的方程是(  )
A.(x+2)2+(y+2)2=9
B.(x-2)2+(y+2)2=9
C.(x-2)2+(y-2)2=16
D.(x-2)2+(y+2)2=16
解析:将已知圆的方程化成标准方程,得(x+1)2+(y-2)2=4,圆心C(-1,2),半径r=2.设所求圆的半径为R.由两圆外切,得=2+R,解得R=3,故所求圆的方程为(x-2)2+(y+2)2=9.
答案:B
4.(2011·顺德模拟)点P在圆C1:x2+y2-8x-4y+11=0上,点Q在圆C2:x2+y2+4x+2y+1=0上,则|PQ|的最小值是(  )
A.5 B.1
C.3-5 D.3+5
解析:圆C1:x2+y2-8x-4y+11=0,即(x-4)2+(y-2)2=9,圆心为C1(4,2);圆C2:x2+y2+4x+2y+1=0,即(x+2)2+(y+1)2=4,圆心为C2(-2,-1),两圆相离,|PQ|的最小值为|C1C2|-(r1+r2)=3-5.
答案:C
5.若圆x2+y2=4与圆x2+y2+2ay-6=0(a>0)的公共弦长为2,则a=________.
解析:由已知,两个圆的方程作差可以得到相应弦的直线方程为y=,利用圆心(0,0)到直线的距离
d== =1,解得a=1.
答案:1
6.已知圆心过点(1,0),且圆心在x轴的正半轴上,直线l:y=x-1被圆C所截得的弦长为2,则过圆心且与直线l垂直的直线方程为________.
解析:由题意,设所求的直线方程为x+y+m=0,设圆心坐标为(a,0),则由题意知:()2+2=(a-1)2,解得a=3或-1,又因为圆心在x轴的正半轴上,所以a=3,故圆心坐标为(3,0),因为圆心(3,0)在所求的直线上,所以有3+0+m=0,即m=-3.故所求的直线方程为x+y-3=0.
答案:x+y-3=0
7.求与已知圆x2+y2-7y+10=0相交,所得公共弦平行于已知直线2x-3y-1=0,且过点(-2,3),(1,4)的圆的方程.
解:公共弦所在直线的斜率为,已知圆的圆心坐标为(0,),故两圆圆心所在直线的方程为y-=-x,
即3x+2y-7=0.
设所求圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
由
解得
所以所求圆的方程为x2+y2+2x-10y+21=0.
8.为了适应市场需要,某地准备建一个圆形生猪储备基地(如图),它的附近有一条公路,从基地中心O处向东走1 km是储备基地的边界上的点A,接着向东再走7 km到达公路上的点B;从基地中心O向正北走8 km到达公路的另一点C.现准备在储备基地的边界上选一点D,修建一条由D通往公路BC的专用线DE,求DE的最短距离.
解:以O为坐标原点,过OB,OC的直线分别为x轴和y轴,建立平面直角坐标系,则圆O的方程为x2+y2=1,因为点B(8,0),C(0,8),所以直线BC的方程为+=1,即x+y=8.当点D选在与直线BC平行的直线(距BC较近的一条)与圆的切点处时,DE为最短距离.此时DE长的最小值为-1=(4-1)km.

1.点(1,0,2)位于(  )
A.y轴上         B.x轴上
C.xOz平面内 D.yOz平面内
解析:点(1,0,2)的纵坐标为0,所以该点在xOz平面内.
答案:C
2.在空间直角坐标系中,点P(3,4,5)与Q(3,-4,-5)两点的位置关系是(  )
A.关于x轴对称 B.关于xOy平面对称
C.关于坐标原点对称 D.以上都不对
解析:点P(3,4,5)与Q(3,-4,-5)两点的横坐标相同,而纵、竖坐标互为相反数,所以两点关于x轴对称.
答案:A
3.在空间直角坐标系中点P(1,3,-5)关于xOy对称的点的坐标是(  )
A.(-1,3,-5) B.(1,-3,5)
C.(1,3,5) D.(-1,-3,5)
解析:空间中(a,b,c)关于xOy的对称点为(a,b,-c).
答案:C
4.已知点A(1-t,1-t,t),点B(2,t,t),t∈R,则A、B两点间距离的最小值为(  )
A. B.
C. D.
解析:|AB|==
== .
当t=时,|AB|取最小值=.
答案:C
5.点P在x轴上,它到点P1(0,,3)的距离为到点
P2(0,1,-1)的距离的2倍,则点P的坐标是________.
解析:∵点P在x轴上,设点P(x,0,0),
则|PP1|==,
|PP2|==.
∵|PP1|=2|PP2|,
∴=2,解得x=±1.
∴所求点的坐标为(1,0,0)或(-1,0,0).
答案:(1,0,0)或(-1,0,0)
6.在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,F是BD的中点,G在棱CD上,且CG=CD,E为C1G的中点,则EF的长为________.
解析:建立如图所示的空间直角坐标系,D为坐标原点,由题意,得
F(,,0),C1(0,1,1),C(0,1,0),
G(0,,0),则E(0,,).所以
EF= =.
答案:
7.如图所示,在长方体ABCO-A1B1C1O1中,OA=1,OC=2,OO1=3,A1C1与B1O1交于P,分别写出A、B、C、O、A1、B1、C1、O1、P的坐标.
解:点A在x轴上,且OA=1,∴A(1,0,0).
同理,C(0,2,0),O1(0,0,3).
B在xOy平面内,且OA=1,OC=2,
∴B(1,2,0).
同理,C1(0,2,3),A1(1,0,3),B1(1,2,3).
∴O1B1的中点P(,1,3).
8.如图,已知正方形ABCD、正方形ABEF的边长都是1,而且平面ABCD与平面ABEF互相垂直,点M在AC上移动,点N在BF上移动.若CM=BN=a(0<a<),求
(1)MN的长;
(2)a为何值时,MN的长最小.
解:(1)∵平面ABCD⊥平面ABEF,平面ABCD∩平面ABEF=AB,AB⊥BE,
∴BE⊥面ABCD.
∴AB,BC,BE两两垂直.
∴以B为原点,以BA、BE、BC所在的直线分别作为x轴、y轴和z轴,建立如图所示的空间直角坐标系.
则M(a,0,1-a),N(a,a,0).
由空间两点间的距离公式,
得|MN|
= 
= = .
(2)∵|MN|= ,
∴a=时,|MN|min=.

(时间:90分钟,总分120分)
一、选择题(本大题共10个小题,每小题5分,共50分)
1.圆心为(1,-1),半径为2的圆的方程是(  ).
A.(x-1)2+(y+1)2=2
B.(x+1)2+(y-1)2=4
C.(x+1)2+(y-1)2=2
D.(x-1)2+(y+1)2=4
解析:由圆的标准方程.
答案:D
2.方程x2+y2+x+y-m=0表示一个圆,则m的取值范围是(  ).
A.m>-       B.m<-
C.m≤- D.m≥-
解析:由题意得1+1+4m>0.解得m>-.
答案:A
3.圆C1:x2+y2+2x+2y-2=0和圆C2:x2+y2-4x-2y+1=0的公切线的条数为
(  )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:圆C1:(x+1)2+(y+1)2=4,圆心C1(-1,-1),半径长r1=2,圆C2:(x-2)2+(y-1)2=4,
圆心C2(2,1),半径长r2=2,两圆圆心距为
|C1C2|=,显然0<|C1C2|<4,
即|r1-r2|<|C1C2|<r1+r2,
所以两圆相交,从而两圆有两条公切线.
答案:B
4.(2011·泉州模拟)圆x2+y2-2x-1=0关于直线2x-y+3=0对称的圆的方程是(  )
A.(x+3)2+(y-2)2=
B.(x-3)2+(y+2)2=
C.(x+3)2+(y-2)2=2
D.(x-3)2+(y+2)2=2
解析:圆x2+y2-2x-1=0可化为(x-1)2+y2=2.
设圆心(1,0)关于2x-y+3=0的对称点为(a,b),
则
解得
∴方程为(x+3)2+(y-2)2=2.
答案:C
5.(2011·厦门高一检测)两圆相交于点A(1,3)、B(m,-1),两圆的圆心均在直线x-y+c=0上,则m+c的值为(  )
A.-1 B.2
C.3 D.0
解析:由条件可知,AB的中点在直线x-y+c=0上,且AB与该直线垂直,
∴解得
∴m+c=5-2=3.
答案:C
6.设点P(a,b,c)关于原点的对称点P′,则|PP′|=(  )
A.       B.2
C.│a+b+c│ D.2│a+b+c│
解析:P′(a,b,c)关于原点对称的点为
P(-a,-b,-c),则 │PP′│
=
=2.
答案:B
7.两圆x2+y2=1与x2+y2-2x=0的公共弦所在直线的方程是(  )
A.x=1 B.x=
C.y=x D.x=
解析:将两圆方程相减可直接求得公共弦所在直线的方程为x=.
答案:B
8.点P(4,-2)与圆x2+y2=4上任一点连线的中点轨迹方程是(  )
A.(x-2)2+(y+1)2=1
B.(x-2)2+(y+1)2=4
C.(x+4)2+(y-2)2=4
D.(x+2)2+(y-1)2=1
解析:设圆上任一点坐标为(x0,y0),
则x+y=4,连线中点坐标为(x,y),
则?,代入x+y=4中得(x-2)2+(y+1)2=1.
答案:A
9.从点P(4,-1)向圆x2+y2-4y-5=0作切线PT(T为切点),则|PT|等于(  )
A.5 B.4
C.3 D.
解析:因为圆的方程可化为x2+(y-2)2=9,
所以圆心为(0,2),半径为3,
所以|PT|2=[(4-0)2+(-1-2)2]-9=16,
所以|PT|=4.
答案:B
10.若直线x-y=2被圆(x-a)2+y2=4所截得的弦长为2.则实数a的值为(  )
A.-1或 B.1或3
C.-2或6 D.0或4
解析:圆心(a,0)到直线x-y=2的距离d=,则()2+()2=22,
解得a=0或4.
答案:D
二、填空题(本大题有4小题,每小题5分,共20分,将答案填在题中横线上)
11.在如图所示的长方体ABCD-A1B1C1D1中,已知A1(a,0,c),C(0,b,0),则点B1的坐标为________.
解析:由题中图可知,点B1的横坐标和竖坐标与点A1的横坐标和竖坐标相同,点B1的纵坐标与点C的纵坐标相同,∴B1(a,b,c).
答案:(a,b,c)
12.已知圆(x-2)2+(y-3)2=13和圆(x-3)2+y2=9交于A、B两点,则弦AB的垂直平分线的方程是________.
解析:因为弦AB的垂直平分线即两圆的连心线所在的直线,又因为两圆的圆心分别为(2,3)与(3,0),所以k==-3,所以l的方程为3x+y-9=0.
答案:3x+y-9=0
13.直线l:y=k(x+3)与圆O:x2+y2=4交于A,B两点,│AB│=2,则实数k=________.
解析:由已知可求出圆心O到直线l的距离d=,即=,解得k=±.
答案:±
14.(2012·巢湖高一检测)直线l:y=x+b与曲线c:y=仅有一个公共点,则b的取值范围________.
解析:曲线c如图,要使l:y=x+b与曲线仅有一个交点,需要-1≤b<1或b=.
答案:{b|b=或-1≤b<1}
三、计算题(本大题共4小题,共50分,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(本小题满分12分)求过点A(-2,-4)且与直线l:x+3y-26=0相切于点B(8,6)的圆的方程.
解:设所求圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
则圆心C(-,-).
∴kCB=.由kCB·kl=-1,
∴·(-)=-1,①
又有(-2)2+(-4)2-2D-4E+F=0,②
82+62+8D+6E+F=0,③
解①②③可得D=-11,E=3,F=-30.
∴所求圆的方程为x2+y2-11x+3y-30=0.
16.(本小题满分12分)已知P(-1,2)为圆x2+y2=8内一定点.求:
(1)过点P且被圆所截得的弦最短的直线方程;
(2)过点P且被圆所截得的弦最长的直线方程.
解:已知圆心C(0,0),半径r=2.
(1)当弦与PC垂直时,过点P且被圆所截得的弦最短.因为kPC==-2,则弦最短时所在的直线斜率k=,所以弦最短的直线方程为y-2=(x+1),即x-2y+5=0.
(2)当弦过圆心C时,过点P且被圆所截得的弦最长.因为kPC=-2,所以弦最长的直线方程为y-2=-2(x+1),即2x+y=0.
17.(本小题满分12分)已知正方体的棱长为a,过B1作B1E⊥BD1于点E,求A、E两点之间的距离.
解:建立如图所示的空间直角坐标系,
根据题意,可得A(a,0,0)、B(a,a,0)、D1(0,0,a)、B1(a,a,a).
过点E作EF⊥BD于F,如图所示,
则在Rt△BB1D1中,
|BB1|=a,|BD1|=a,|B1D1|=a,
所以|B1E|==,
所以在Rt△BEB1中,|BE|=a.
由Rt△BEF∽Rt△BD1D,
得|BF|=a,|EF|=,
所以点F的坐标为(,,0),
则点E的坐标为(,,).
由两点间的距离公式,得
|AE|= =a,
所以A、E两点之间的距离是a.
18.(本小题满分14分)如图所示,某粮食储备库占地呈圆域形状,它的斜对面有一条公路.从储备库中心A向正东方向走1 km是储备库边界上的点B,接着向正东方向走2 km到达公路上的点C;从A向正北方向走6 km到达公路上的另一点D.现准备在储备库的边界上选一点E,修建一条由E通往公路CD的专用线路EF,要求造价最低,用坐标法回答:点E应该选在何处?
解:如图所示,分别以直线AC、AD为x轴、y轴建立平面直角坐标系,作圆A的切线GH,使GH∥CD,
这时切点就是E点的位置(另一条切线不在考虑之列),连接AE并延长,交CD于F,
则AF⊥CD,由已知,CD的斜率为-=-2,
∴AF的斜率为,
AF的方程为y=x,
圆A的方程为x2+y2=1.
由解得
或(舍去)
故E点的坐标为(,).
∴E点选在坐标为(,)的点,
造价最低.