直线和圆11类小题训练-2022-2023学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册(含解析)

文档属性

名称 直线和圆11类小题训练-2022-2023学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册(含解析)
格式 zip
文件大小 885.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2022-11-13 06:31:12

文档简介

直线和圆11类小题小全
一.平行
1.已知直线:,:,若则( )
A. B.
C.或 D.
2.已知“”是“两条直线,平行”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
二.垂直
3.若直线与直线垂直,则m的值是( ).
A. B. C.2或 D.
4.已知两条直线和互相垂直且垂足为点P(1,2),则下列结论错误的是( )
A. B.且
C. D.
三.斜率变量
5.已知点,经过点作直线,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则直线的斜率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
6.已知两点,,直线:与线段相交,则直线的倾斜角的范围是( )
A. B.
C. D.
四.直线和圆位置
7.直线与圆的公共点个数为( ).
A.0个 B.1个 C.2个 D.1个或2个
8.若直线与圆有两个不同的交点,则a的范围是( )
A. B. C. D.
五.最值类
9.已知点在直线:上,过点的两条直线与圆:分别相切于两点,则圆心到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.1
10.直线与圆相交于、两点,当的面积达到最大时,的值为( )
A. B.
C. D.
11.已知,直线,P为上的动点.过点作的切线,切点分别为A,B,当最小时,直线的方程为( )
A. B. C. D.
六.距离点的个数
12.若圆上恰有三个点到直线的距离为1,则实数b的值为( )
A. B. C. D.
13.已知圆,直线,圆上有且只有两个点到直线的距离为1,则圆半径的取值范围为( )
A. B. C. D.
14.已知圆,直线,设圆上到直线的距离等于1的点的个数为,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
七.平分圆
15.已知直线始终平分圆的周长,则( )
A. B. C. D.
16.若圆被直线平分,由点向圆作切线,切点为,则的最小值是( )
A.4 B. C.3 D.6
八.数形结合
17.直线与曲线恰有两个交点,则实数m的值可能是( )
A. B.3 C.4 D.5
18.直线与曲线有且仅有一个公共点,则实数b的取值范围为( )
A. B.
C. D.
九.转化为图形
19.已知圆C:,直线l:,过直线l上一点A作圆C的两条切线,切点分别为P,Q.当四边形OPAQ(O为坐标原点)的面积最小时,=( )
A. B. C. D.
20.已知直线与圆交于A,B两点,过A,B分别作x轴的垂线,垂足分别为C,D两点,若,则m为( )
A. B. C. D.
十.最长最短弦
21.在圆内,过点的最长弦和最短弦分别是和,则四边形的面积为( )
A. B. C. D.
22.已知圆,过点作圆的最长弦和最短弦,则直线,的斜率之和为
A. B. C.1 D.
十一.定点类
23.已知直线:,则直线恒过定点__________;若为坐标原点,直线与轴的正半轴分别交于两点,则△面积的最小值为___________.
24.已知直线,恒过定点_____,若圆上存在不同的两点关于直线对称,则_________.直线和圆11类小题小全
1.已知直线:,:,若则( )
A. B.
C.或 D.
【答案】A
【分析】直线与直线平行则有,
【详解】解:∵直线:,:,
若,则,且
解得:或,且
故,
故选:A.
2.已知“”是“两条直线,平行”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】先利用两直线平行的充要条件得到的取值范围,再根据充分,必要条件的定义即可求解.
【详解】因为两条直线,平行,
所以且,
由解得或,
经检验和满足,故得或,
所以“”是“两条直线,平行”的充分不必要条件,
故选:A.
3.若直线与直线垂直,则m的值是( ).
A. B. C.2或 D.
【答案】A
【分析】根据两直线垂直,则计算即可.
【详解】解:因为直线与直线垂直,
所以,解得.
故选:A.
4.已知两条直线和互相垂直且垂足为点P(1,2),则下列结论错误的是( )
A. B.且
C. D.
【答案】D
【分析】由两条直线互相垂直,有,把点P代入两条直线方程,把所得到的等式
进行化简,可得到各选项对应的结果.
【详解】因为两条直线和互相垂直,所以①,选项A正确;
由题意,两条直线和的交点为P(1,2),所以②,且③,选项B正确;
由②③得,,代入①得,化简得,选项C正确;
由②③得,,代入①得,化简得,选项D错误.
故选:D.
5.已知点,经过点作直线,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则直线的斜率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】求出直线的斜率,再数形结合分析得解.
【详解】由题得,,
因为直线与连接,两点的线段总有公共点,
结合图可知,.
故选:C
6.已知两点,,直线:与线段相交,则直线的倾斜角的范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】注意到直线l过定点,后结合图形可得到直线l与线段相交时的斜率范围,即可得倾斜角范围.
【详解】因,得,故直线l过定点.
如图设定点为A,过A点且与x轴平行的直线为.
当直线位于AN与之间时,斜率为负值,斜率最小值为,
则直线斜率范围是,又,=-1.
故此时的倾斜角的范围是.
当直线位于AM与之间时,斜率为正值,斜率最大值为
则直线斜率范围是,又,故此时的倾斜角的范围是.
注意到当直线l位于时,斜率为0,对应倾斜角为0.
综上,的倾斜角的范围是.
故选:D
7.直线与圆的公共点个数为( ).
A.0个 B.1个 C.2个 D.1个或2个
【答案】D
【分析】求直线过的定点,再判断直线与圆位置关系,
【详解】为,
故过定点,在圆上,
故直线与圆相切或相交,公共点个数为1个或2个,
故选:D
8.若直线与圆有两个不同的交点,则a的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题,直线与圆相交,则直线到圆心距离小于圆半径.
【详解】由题,圆心坐标为,半径为1,直线与圆相交.则圆心到直线距离,得,即,解得.
故选:B
9.已知点在直线:上,过点的两条直线与圆:分别相切于两点,则圆心到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.1
【答案】D
【分析】得到四点共圆,且圆的直径为,从而设出,表达出圆心和半径,写出圆的方程,与相减后得到直线的方程为,利用点到直线距离公式得到圆心到直线的距离,配方求出的最小值,从而得到的最大值.
【详解】由题意得:四点共圆,且圆的直径为,
设,则,
则的中点为圆心,圆心坐标为,半径为,
所以圆的方程为:,
整理得:,
将与相减得:,
故直线的方程为,
圆心到直线的距离,
因为,
所以,
当且仅当时,等号成立,
故.
故选:D
10.直线与圆相交于、两点,当的面积达到最大时,的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】设圆心到直线的距离为,利用来表示的面积,然后得到当时面积最大,利用点到直线的距离公式列方程,解方程即可得到.
【详解】由题意知圆的圆心为,,
设圆心到直线的距离为,,则,,
令,则,,当,即时,最大,
所以,解得.
故选:A.
11.已知,直线,P为上的动点.过点作的切线,切点分别为A,B,当最小时,直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意可判断直线与圆相离,根据圆的知识可知,四点共圆,且,根据 可知,当直线时,最小,求出以 为直径的圆的方程,根据圆系的知识即可求出直线的方程.
【详解】圆的方程为,点 到直线的距离为,所以直线 与圆相离.
依圆的知识可知,四点四点共圆,且,所以,而 ,
当直线时,, ,此时最小.
∴即 ,由解得, .
所以以为直径的圆的方程为,
即 ,
两圆的方程相减可得:,即为直线的方程.
故选:A.
12.若圆上恰有三个点到直线的距离为1,则实数b的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据圆的性质,结合点到直线的距离公式进行求解即可.
【详解】圆的圆心坐标为,半径为,
因为圆上恰有三个点到直线的距离为1,
所以圆心到直线直线的距离为1,所以有,
故选:D
13.已知圆,直线,圆上有且只有两个点到直线的距离为1,则圆半径的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出圆心到直线的距离,再由条件列出不等式求解即可.
【详解】圆心到直线的距离,
又圆上有且只有两个点到直线的距离为1,
所以,解得.
故选:B
14.已知圆,直线,设圆上到直线的距离等于1的点的个数为,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】求出圆心到直线的距离,数形结合判断出圆上到直线的距离等于1的点的个数.
【详解】圆心到直线的距离为,
所以直线与圆相交,设交点分别为,则劣弧上的点到直线的最大距离为,
故在劣弧上只有一个点到直线的距离等于1,优弧上到直线的距离就一定有2个,
所以..
故选:C
15.已知直线始终平分圆的周长,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先求出圆心坐标,根据题意直线过圆心从而得出答案.
【详解】由题意得圆M的标准方程为,则圆心M的坐标为.
因为直线l始终平分圆M的周长,所以直线l过圆M的圆心,
所以,即.
故选:A
16.若圆被直线平分,由点向圆作切线,切点为,则的最小值是( )
A.4 B. C.3 D.6
【答案】A
【分析】根据圆被直线平分,得到直线过圆的圆心,代入圆心坐标的,即可得到点的轨迹方程为,然后根据相切得到,利用勾股定理得到,然后求的最小值即可.
【详解】因为圆被直线平分,所以直线过圆的圆心,
由圆的方程得圆心,代入直线得,整理得,
因为点,所以为直线上一动点,
因为与圆相切,所以,,所以最小时,也最小,,所以.
故选:A.
17.直线与曲线恰有两个交点,则实数m的值可能是( )
A. B.3 C.4 D.5
【答案】C
【分析】由曲线表示圆在轴的上半部分,利用直线与圆相切求出的值,结合图形即可得答案.
【详解】
曲线表示圆在轴的上半部分,
当直线与圆相切时,,解得,
当点在直线上时,,
所以由图可知实数m的取值范围为,
故选:C.
18.直线与曲线有且仅有一个公共点,则实数b的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】曲线是一个半圆,画出草图,结合图像分类讨论即可.
【详解】,

曲线是一个半圆,如图所示:
当直线与曲线相切时,
可得 ,解得 ,
由图可知

此时满足直线与曲线有且仅有一个公共点,
当直线在两点之间运动时,
直线与曲线有且仅有一个公共点,


综上所述,或.
故选:D
19.已知圆C:,直线l:,过直线l上一点A作圆C的两条切线,切点分别为P,Q.当四边形OPAQ(O为坐标原点)的面积最小时,=( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意,,故,由于,故当四边形OPAQ(O为坐标原点)的面积最小时,即最小,分析即得解.
【详解】
由题意,且
故,
即,
故当四边形OPAQ(O为坐标原点)的面积最小时,即最小,
此时,,

故.
故选:D
20.已知直线与圆交于A,B两点,过A,B分别作x轴的垂线,垂足分别为C,D两点,若,则m为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求得两点的坐标,利用求得的值.
【详解】直线,即,
不妨设直线过定点,直线的斜率为.
满足圆的方程,所以在圆上,
,所以过的圆的切线的斜率为,故(同时依题意),
由消去并化简得,

所以,
,两边平方并化简得,

①,
对于,,
所以方程①的解为.
故选:C
【点睛】本题研究直线和圆的位置关系,联立直线的方程和圆的方程后,列出根与系数关系,利用方程的思想建立与的关系式,对次方程因式分解,考虑分组分解法,也可以用代入选项法确定的值.
21.在圆内,过点的最长弦和最短弦分别是和,则四边形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】化圆的方程为标准方差,求出圆心M的坐标与半径,最长的弦即为圆的直径,最短的弦和垂直,且经过点O,由垂径定理求得,从而可求四边形的面积.
【详解】化圆为,
可得圆心坐标为,半径为3.
由圆的性质可得,最长的弦即圆的直径,故.
因为,所以.
弦最短时,弦与垂直,且经过点O,此时.
故四边形的面积为.
故选:B.
22.已知圆,过点作圆的最长弦和最短弦,则直线,的斜率之和为
A. B. C.1 D.
【答案】D
【分析】根据圆的几何性质可得最长弦是直径,最短弦和直径垂直,故可计算斜率,并求和.
【详解】由题意得,直线经过点和圆的圆心弦长最长,则直线的斜率为,由题意可得直线与直线互相垂直时弦长最短,则直线的斜率为,故直线,的斜率之和为.
【点睛】本题考查了两直线垂直的斜率关系,以及圆内部的几何性质,属于简单题型.
23.已知直线:,则直线恒过定点__________;若为坐标原点,直线与轴的正半轴分别交于两点,则△面积的最小值为___________.
【答案】 6
【分析】将直线方程变形为,令,解得的值即可得直线的定点;设出直线的截距式方程,可得,再利用基本不等式可得,进而求得面积的最小值.
【详解】解:直线,可转化为,
令,解得,
故直线恒过定点;
由题可知直线恒过定点,直线与轴的正半轴分别交于两点,,
不妨设直线的方程为,则,
由基本不等式可得,,即,则,当且仅当,即,时等号成立,
则,即面积的最小值为6.
故答案为:;6.
24.已知直线,恒过定点_____,若圆上存在不同的两点关于直线对称,则_________.
【答案】
【分析】根据含参数的直线定点问题可令参数系数为零即可求出定点;根据圆上点对称,则圆心在直线上即可求出对应参数.
【详解】可知过定点:
依题:直线过圆心.
故答案为:(3,-1);-1