2.5.1 直线与圆的位置关系 同步练习(含解析)

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名称 2.5.1 直线与圆的位置关系 同步练习(含解析)
格式 docx
文件大小 237.7KB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2022-11-18 17:52:19

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文档简介

2.5.1 直线与圆的位置关系
若直线与圆有公共点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
直线:与圆:相交于,两点,则的面积为( )
A. B. C. D.
已知圆,过点的直线被该圆所截得的弦的长度的最小值为( )
A. B. C. D.
直线与圆有两个不同交点的一个必要不充分条件是( )
A. B. C. D.
由直线上的一点向圆引切线,则切线长的最小值为 ( )
A. B. C. D.
若直线与曲线恰有一个公共点,则的可能取值是( )
A. B. C. D.
设有一组圆:,下列说法正确的是( )
A. 这组圆的半径均为
B. 直线平分所有的圆
C. 直线被圆截得的弦长相等
D. 存在一个圆与轴和轴均相切
圆上的点到直线的最大距离是 .
设圆的弦的中点为,则直线的方程是
过点向圆作两条切线,则弦所在直线的方程为 .
已知方程为的圆关于直线对称,则圆的半径 ,若过点作该圆的切线,切点为,则线段的长度为 .
在平面直角坐标系中,圆的方程为若直线上存在一点使过所作的圆的两条切线相互垂直,则实数的取值范围是 .
当圆的面积最大时,这个圆在轴上截得的弦长为 ,此时的圆心坐标为 .
已知圆的圆心在轴上,且经过点,
求圆的标准方程;
若直线过点,且与圆相切,求直线方程.
已知方程的曲线是圆.
求的取值范围;
当时,求圆截直线所得弦长.
已知以点为圆心的圆经过点和,且圆心在直线上
求圆的方程;
设点在圆上,求的面积.
已知圆的圆心在轴的正半轴上,半径为,且被直线截得的弦长为.
求圆的方程;
设是直线上的动点,过点作圆的切线,切点为,证明:经过,,三点的圆必过定点,并求出所有定点的坐标.
在平面直角坐标系中,已知圆的圆心在轴右侧,原点和点都在圆上,且圆在轴上截得的线段长度为.
求圆的方程;
若为圆上两点,若四边形的对角线的方程为,求四边形面积的最大值.
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查直线与圆的位置关系,解题的关键是利用圆心到直线的距离不大于半径,建立不等式.
根据直线与圆有公共点,可得圆心到直线的距离不大于半径,从而可得不等式,即可求得实数取值范围.
【解答】
解:直线与圆有公共点,
圆心到直线的距离为,


故选:.

2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查直线与圆的位置关系,涉及点到直线的距离公式,直角三角形中的边角关系,属于基础题.
根据题意,由圆的方程分析圆心与半径,由点到直线的距离公式求出圆心到直线的距离,由直线与圆的位置关系可得弦的长度,由三角形面积公式计算可得答案.
【解答】
解:根据题意,圆:的圆心为,半径,
圆心到直线:的距离,
弦的长度,
则的面积.
故选:.

3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查直线与圆相交的相交弦长公式,及圆心到直线的距离的最大时的求法,属于中档题.
由相交弦长和圆的半径及圆心到过的直线的距离之间的关系,求出弦长的最小值,即圆心到直线的距离最大时,而当直线与垂直时最大,求出的最大值,进而求出弦长的最小值.
【解答】
解:由圆的方程可得圆心坐标,半径,且点在圆内,
设圆心到直线的距离为,则过的直线与圆的相交弦长,
当最大时最小,当直线与所在的直线垂直时最大,这时,
所以最小的弦长,
故选B.

4.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查充分条件和必要条件的判断,利用直线和圆相交的等价条件求出的取值范围是解决本题的关键.
求出圆的标准方程,利用直线和圆相交的条件求出的取值范围,结合充分条件和必要条件的定义进行判断即可.
【解答】
解:圆的标准方程为,圆心为,半径,
若直线与圆有两个不同的交点,
则圆心到直线的距离,
即,得,得,
则的一个必要不充分条件是,
故选:.

5.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查直线与圆的位置关系等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
由切线长的最小值是当直线上的点与圆心距离最小时取得即可得解.
【解答】
解:因为切线长的最小值是当直线上的点与圆心距离最小时取得,
圆心到直线的距离为,
圆的半径为,
所以切线长的最小值为,
故选C.

6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查直线与圆的位置关系,考查数形结合的解题思想,是中档题.
把曲线变形,可得该曲线是一个圆心为,半径为的右半圆,画出图形,数形结合得答案.
【解答】
解:直线的斜率为,在轴上的截距为,
曲线变形为且,
其图象是一个圆心为,半径为的右半圆.
如图,当直线与半圆相切时,,
要使直线与曲线有且有一个公共点,
可得的取值范围是:或.
结合选项可知,的可能取值是,.
故选:.

7.【答案】
【解析】
【分析】
由圆的方程求得圆的半径判断;由直线不恒过圆的圆心,判断;求出圆心到直线的距离,判断;求出满足题设的值判断.
本题考查圆的方程,考查直线与圆位置关系的应用,考查运算求解能力,是较难题.
【解答】
解:圆:,可得圆心坐标为:,半径为,故A正确;
把代入,得不恒成立,即直线不恒过圆的圆心,故B错误;
圆心到直线的距离不是定值,而圆的半径为定值,
则直线被圆截得的弦长不相等,故C错误;
若存在一个圆与轴和轴均相切,则,解得,满足条件,故D正确.
故选:.

8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了直线与圆的位置关系,圆的标准方程,点到直线的距离公式.
把圆的方程化为标准方程后找出圆心的坐标,得已知直线的斜率,利用两直线垂直时斜率的关系求出过与已知直线垂直的直线的斜率,写出此直线的方程,与圆的方程联立求出直线与圆的交点坐标,利用点到直线的距离公式找出最大距离即可.
【解答】
解:把圆的方程化为:,
所以圆心坐标为,
而直线的斜率为,
则过与直线垂直的直线斜率为,
直线方程为:,即,
与圆方程联立得:
解得或
点到直线的距离为,
所以到直线的距离最大,
最大距离.
故答案为.

9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查直线与圆的位置关系,是基础题.
先把圆的方程变为标准形式,得到圆心的坐标,根据垂径定理即可得到的斜率,写出的方程即可.
【解答】
解:由,得,得到圆心,
所以圆心与连线的斜率为,
所以直线的斜率为,且直线过,
所以直线的方程为,即,
故答案为.

10.【答案】
【解析】
【分析】
此题考查了直线与圆的位置关系,表示出以为圆心,为半径的圆方程是解本题的关键属于基础题.
由为圆的切线得到与垂直利用勾股定理求出的长,进而表示出以为圆心,为半径的圆方程,根据为两圆的公共弦,即可确定出弦所在的直线方程.
【解答】
解:为圆的切线,,

以为圆心,为半径的圆方程为

为两圆的公共弦,
弦所在的直线方程为:

整理得:.
故答案为.

11.【答案】

【解析】
【分析】
本题考查圆的对称性,圆的切线长,属于基础题.
将圆的一般方程整理成标准方程得到圆心坐标,代入直线即可得的值,进而求出半径,利用,勾股定理求得的长度.
【解答】
解:圆的圆心在直线上,代入解得,
所以半径,
则圆的方程为,圆心
因为直线与圆相切,切点为,故,
所以,
故答案为;

12.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查直线和圆的位置关系,点到直线的距离公式的应用,体现了转化的数学思想.
由题意可得圆心为,半径;设两个切点分别为、,则由题意可得四边形为正方形,圆心到直线的距离小于或等于,
即,由此求得的范围.
【解答】
解:的方程为,故圆心为,半径.
设两个切点分别为、,则由题意可得四边形为正方形,
故有,
圆心到直线的距离小于或等于,
即,解得,可得,
故答案为

13.【答案】

【解析】
【分析】
本题考查圆的一般方程,圆的标准方程及求弦长属于较难题.
先把圆的方程化成标准式,得到求出半径取最大值时的值即可求得圆的标准方程即可求解.
【解答】
解:化简为

其中,得,
所以当圆的面积最大时即半径最大,
由,
当时,最大值为,此时圆的方程为,
所以圆心坐标为.
圆心到轴的距离,
所以这个圆在轴上截得的弦长为.
故答案为;.

14.【答案】解:根据题意,圆的圆心在轴上,设其坐标为,圆的半径为,
又圆经过点,,
则有,
解可得,
则,
则圆的标准方程为,
根据题意,圆的标准方程为,
若直线的斜率不存在,则直线的方程为,与圆不相切,不符合题意;
若直线的斜率存在,设直线的方程为,即,
若直线与圆相切,且有,
解可得:或,
则直线的方程为或.
【解析】本题考查直线与圆相切,涉及圆的标准方程,属于基础题.
根据题意,设的坐标为,半径为,结合题意可得,又可得的值,即可得答案;
根据题意,分直线的斜率存在与不存在种情况讨论,若直线的斜率不存在,则直线的方程为,分析可得此时不符合题意;若直线的斜率存在,设直线的方程为,结合直线与圆的位置关系可得,求出的值,即可求出直线的方程.
15.【答案】解:方程,可化为,
因为方程的曲线是圆,

解得或,
所以的取值范围是;
时,圆的标准方程为,圆心,半径,
圆心到直线 的距离为,
圆截直线:所得弦长为.
【解析】本题考查圆的标准方程的特征,直线与圆的位置关系,点到直线的距离公式、弦长公式的应用,属于基础题.
化简方程为圆的标准形式,然后求解的取值范围;
当时,求出圆的圆心与半径,利用圆心到直线的距离、半径、半弦长三者满足勾股定理,求出圆截直线:所得弦长.
16.【答案】解:依题意知所求圆的圆心为的垂直平分线和直线的交点.
的中点为,直线的斜率为,
的垂直平分线的方程为,即.
由,得,即圆心.
半径.
故所求圆的标准方程为.
点在圆上,
或舍去,,
,直线的方程为:,
点到直线的距离为,
的面积.

【解析】本题考查圆的标准方程以及三角形的面积求解,属于中档题.
求出的垂直平分线和直线的交点可得圆心坐标,再利用两点间距离求半径,即可得答案;
求出点,得到直线的方程以及的长,即可得答案.
17.【答案】解:设圆心,
则圆心到直线的距离为.
因为圆被直线截得的弦长为,
所以,
解得或舍,
故圆:.
已知是直线上的动点,设,
为切线,

过,,三点的圆是以为直径的圆.
又中点坐标为,且.
经过,,三点的圆的方程为,
即.
若过定点,即定点与无关,
将方程整理得,

解得或
所以定点为与.
【解析】本小题主要考查圆的几何性质,考查圆的弦长有关计算,考查曲线过定点问题的求解策略,属于中档题.
设出圆心坐标,利用点到直线距离公式以及圆的弦长列方程,解方程求得圆心坐标,进而求得圆的方程.
设出点坐标,根据过圆的切线的几何性质,得到过,,三点的圆是以为直径的圆得到该圆对应的方程,根据方程过的定点与无关列方程组,解方程组求得该圆所过定点.
18.【答案】解:因为圆的圆心在轴右侧,原点和点都在圆上,
且圆在轴上截得的线段长度为
所以圆过三点,
设圆方程为,,
则有,解得
所以圆方程为,即.
由可知圆心,半径,
则圆心到直线距离,
所以,当且仅当时取等号,
由解得;
由是四边形的对角线可得在两侧,
所以解得,
原点到直线距离到直线距离,
所以四边形的面积当且仅当时取等号.

【解析】本题考查直线与圆的位置关系,考查求圆的方程,考查圆中的四边形面积问题.
先判断圆过三点,设出圆的一般方程,把三个点的坐标代入可得关于,,的方程组,求得,,的值,则圆的方程可求;
由求得圆心坐标与半径,求得圆心到的距离.由垂径定理求弦长,得到弦长最大值.再由题意求出的范围,然后利用点到直线的距离公式分别求出到的距离以及到的距离.求出四边形的面积,可得时,四边形的面积有最大值为.
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