文档内容
微专题:直线与圆的位置关系
【考点梳理】
1. 直线与圆的位置关系
设圆的半径为r(r>0),圆心到直线的距离为d,则直线与圆的位置关系如下表所示.
位置 公共点 几何 直线、圆的方程组成的方程
图示
关系 个数 特征 组的解
相离 0 d > r 无实数解
两组相同
相切 1 d=r
实数解
两组不同
相交 2 d < r
实数解
【题型归纳】
题型一: 判断直线与圆的位置关系
1.不论k为何值,直线 都与圆相交,则该圆的方程可以是( )
A. B.
C. D.
2.圆 与直线 的位置关系为( )
A.相切 B.相离 C.相交 D.无法确定
3.直线 与圆 的位置关系为( )
A.相切 B.相交
C.相离 D.由 的取值确定
题型二: 由直线与圆的位置关系求参数
4.若 “直线 与圆 相交”, “ ”,则 是 的( )
A.必要而不充分条件 B.充分而不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
第 1 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司5.已知圆 与抛物线 的准线相切,则 ( )
A.1 B.2 C.4 D.8
6.已知对任意的实数k,直线l: 与圆C: 有公共点,则实数t的取值范围为( )
A. B.
C. D.
题型三: 直线与圆的位置关系求距离的最值
7.已知直线 与圆 交于 两个不同点,则当弦 最短时,圆 与圆
的位置关系是( )
A.内切 B.相离 C.外切 D.相交
8.已知圆 : ,点 是直线 上的动点,过 作圆的两条切线,切点分别为 , ,则
的最小值为( )
A. B. C. D.
9.当圆 的圆心到直线 的距离最大时, ( )
A. B. C. D.
【双基达标】
10.已知 为圆 上一动点,则点 到直线 的距离的最大值是( )
A. B. C. D.
11.设a,b为正数,若圆 关于直线 对称,则 的最小值为( )
A.9 B.8 C.6 D.10
第 2 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司12.以点 为圆心,且与直线 相切的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
13.从直线 上的动点 作圆 的两条切线,切点分别为 、 ,则 最大时,四边形
( 为坐标原点)面积是( )
A. B. C. D.
14.直线 与圆 的位置关系是( )
A.相切 B.相离 C.相交 D.不确定
15.阿波罗尼斯(古希腊数学家,约公元前 年)的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,他
证明过这样一个命题:平面内与两个定点距离的比为常数 的点的轨还是圆,后人把这个国称为阿波
罗尼斯圆,已知定点 、 ,动点 满足 ,则动点 的轨迹为一个阿波罗尼斯圆,记此圆
为圆 ,已知点 在圆 上(点 在第一象限), 交圆 于点 ,连接 并延长交圆 于点 ,连接 ,
当 时,直线 的斜率为( )
A. B. C. D.
16.若圆x2+y2-2x+4y+m=0截直线 所得弦长为6,则实数m的值为( )
A.-1 B.-2 C.-4 D.-31
17.已知直线 ,若圆 上存在两点 , 关于直线 对称,则 的值为
( )
A. B.
C. D.
18.已知⊙M: ,直线 : , 为 上的动点,过点 作⊙M的切线 ,切
点为 ,当 最小时,直线 的方程为( )
第 3 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司A. B. C. D.
19.已知圆 与直线 至少有一个公共点,则 的取值范围为( )
A. B. C. D.
20.与直线 相切于点 且半径为1的圆的方程为( )
A. B.
C. D. 或
21.已知曲线 与曲线 恰有三个不同的公共点,则实数 的取
值范围为( )
A. B. C. D.
22.过圆 内的点 作一条直线l,使它被该圆截得的线段最短,则直线l的方程是
( )
A. B. C. D.
23.若直线 : 被圆 所截得的弦长为2,则点 与直线 上任意一点 的距离的
最小值为( )
A.1 B. C. D.
24.若直线 被圆 截得的弦长为4,则 的最小值是( )
A.9 B.4 C. D.
25.已知直线 与圆 相交于A,B两点,P为圆C上的动点,则 面积的
最大值为( )
A. B. C. D.
26.与圆 相切,且在x、y轴上截距相等的直线共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
第 4 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司27.已知圆C:x2+(y﹣2)2=r2与直线x﹣y=0交于A,B两点,若以弦AB为直径的圆刚好经过已知圆的圆心
C,则圆C的半径r的值为( )
A.1 B. C.2 D.4
28.直线 与圆 的位置关系是( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.不确定
29.经过点 的圆 的切线方程是( )
A. B.
C. D.
30.已知直线 与曲线 有两个公共点,则实数b的取值范围是( )
A. B. C. D.
【高分突破】
一、单选题
31.设 为实数,若直线 与圆 相交于M,N两点,且 ,则 ( )
A.3 B.-1 C.3或-1 D.-3或1
32.直线 与圆 的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.与 的值有关
33.若圆 上总存在两点关于直线 对称,则过圆 外一点 向圆 所作
的切线长的最小值是( )
A. B.2 C.3 D.4
34.若圆 与直线 始终有交点,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
35.已知圆 , 为圆心)直线 ,点 在直线 上运动,直线PA,PB分别于圆
切于点 , .则下列说法正确的是( )
第 5 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司A.四边形 的面积最小值为
B. 最短时,弦 长为
C. 最短时,弦 直线方程为
D.直线 过定点为 ,
36.已知点 ,直线 : ,圆 : ,过点 分别作圆 的两条切线
, ( , 为切点), 在 的外接圆上.则( )
A.直线 的方程是 B. 被圆 截得的最短弦的长为
C.四边形 的面积为 D. 的取值范围为
37.关于下列命题,正确的是( )
A.若点 在圆 外,则 或
B.已知圆 : 与直线 ,对于任意的 ,总存在 使直线与圆恒相切
C.已知圆 : 与直线 ,对于任意的 ,总存在 使直线与圆恒相切
D.已知点 是直线 上一动点, 、 是圆 : 的两条切线, 、 是切点,则
四边形 的面积的最小值为
38.古希腊著名数学家阿波罗尼斯发现:平面内到两个定点 , 的距离之比为定值 ( )的点的轨迹是圆,
此圆被称为“阿波罗尼斯圆”.在平面直角坐标系 中,已知 , ,点 满足 ,设点 的轨
迹为圆 ,下列结论正确的是( )
A.圆 的方程是
B.过点 向圆 引切线,两条切线的夹角为
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学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司C.过点 作直线 ,若圆 上恰有三个点到直线 距离为2,该直线斜率为
D.在直线 上存在异于 , 的两点 , ,使得
三、填空题
39.已知圆 ,点 ,从坐标原点 向圆 作两条切线 , ,切点分别为 ,
,若切线 , 的斜率分别为 , , ,则 的取值范围为________.
40.直线 与圆 的位置关系是___________.(选填“相交”、“相切”、“相离”)
41.已知函数 有两个不同的零点,则常数 的取值范围是___________.
42.已知直线 与圆 : 相交于 , 两点,则 面积为___________.
43.若M,N分别为圆C : ,与圆C : 上的动点,P为直线 上的
1 2
动点,则 的最小值为_________.
44.已知圆的方程为 ,则过圆上一点 的切线方程为___________.
四、解答题
45.已知直线 与圆 交于 两点.
(1)求出直线 恒过定点的坐标
(2)求直线 的斜率的取值范围
(3)若 为坐标原点,直线 的斜率分别为 ,试问 是否为定值?若是,求出该定值:若不是,
请说明理由.
46.已知圆 的圆心在直线 上,且与 轴相切于点 .
(Ⅰ)求圆 的方程;
(Ⅱ)若圆 与直线 : 交于 , 两点,_____________,求 的值.从下列两个条件中任选一个补充
在上面问题中并作答:条件①: ;条件②: .注:如果选择多个条件分别作答,按第一个解
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学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司答计分.
47.已知圆C经过坐标原点O,圆心在x轴正半轴上,且与直线 相切.
(1)求圆C的标准方程;
(2)直线 与圆C交于A,B两点.
①求k的取值范围;
②证明:直线OA与直线OB的斜率之和为定值.
48.已知圆心 在第一象限,半径为 的圆与 轴相切,且与 轴正半轴交于 , 两点( 在 左侧),
( 为坐标原点).
(1)求圆 的标准方程;
(2)过点 任作一条直线与圆 相交于 , 两点.
①证明: 为定值;②求 的最小值.
49.已知圆 .求满足下列条件的切线方程.
(1)过点 ;
(2)过点 .
第 8 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司参考答案
1.B
【解析】
【分析】
判断所给的圆是否与直线 始终相交的依据是
直线 所过的定点(-4,1)是否在该圆内或圆上.
【详解】
, ,∴直线恒过点P(—4,1) ,
对于A,圆心为(2,-1),半径为5,P到圆心的距离为: ,
即P点不在该圆内;
对于B,圆心为(-1,-2),半径为5,P到圆心的距离为 ,
故点P在该圆内;
对于C,圆心为(3,-4),半径为5,P点到圆心的距离为 ,
故点P不在该圆内;
对于D,圆心为(-1,-3),半径为5,点P到圆心的距离为 ,
点P该在圆上,可能相切也可能相交;
故选:B.
2.B
【解析】
【分析】
由圆心到直线的距离与圆的半径的大小关系可得.
【详解】
将圆的方程化为标准方程: ,
得圆心坐标为 ,半径
则圆心到直线的距离
因为 ,所以圆与直线相离.
故选:B
3.A
【解析】
【分析】
利用圆心到直线的距离 与半径的大小关系进行判断.
【详解】
因为圆心 到直线的距离 ,即为圆的半径,所以可知直线与圆相切.
第 9 页故选:A.
4.B
【解析】
【分析】
利用点到直线的距离小于半径可得 的范围,再根据充分不必要条件定义判断可得答案.
【详解】
直线 与圆 相交,可得 1,解得 ,
且 ,
∴“直线 与圆 相交”是“ ”的充分而不必要条件.
故选:B.
5.C
【解析】
【分析】
写出抛物线的准线方程,由圆的方程得圆心和半径,由已知得圆心到准线的距离为半径,从而求出 .
【详解】
因为 ,所以抛物线准线为
又 ,所以圆心坐标为 ,半径为2
由已知得:圆心到准线的距离为半径,则 ,所以
故选:C.
6.B
【解析】
【分析】
由题意可知直线过定点 ,且定点在圆C上或圆C内,即可求解
【详解】
由直线 可化为 ,则直线l过定点 ,
因为直线l: 与圆C: 有公共点,
所以定点 在圆C上或圆C内,可得 ,解得 ,
故选:B
7.D
【解析】
【分析】
由直线 过定点 且定点在圆 内,当弦 最短时直线 垂直 ,根据斜率乘积为 求出
,进而求出圆 的方程,再根据圆心距与两圆半径的关系确定答案.
【详解】
第 10 页易知直线 过定点 ,弦 最短时直线 垂直 ,
又 ,所以 ,解得 ,
此时圆 的方程是 .
两圆圆心之间的距离 ,
又 ,所以这两圆相交.
故选:D.
8.B
【解析】
【分析】
利用面积相等求出 .设 ,得到 .利用几何法分析出 ,即可求出 的
最小值.
【详解】
圆 : 化为标准方程: ,其圆心 ,半径 .
过点P引圆C的两条切线,切点分别为点A、B,如图:
在△PAC中,有 ,即 ,变形可得: .
设 ,则 .
所以当 的值即x最小时, 的值最大,此时 最小.
而 的最小值为点C到直线 的距离,即 ,
所以 .
故选:B
9.C
【解析】
【分析】
求出圆心坐标和直线过定点,当圆心和定点的连线与直线 垂直时满足题意,再利用两直线垂直,斜率乘积为-1求
解即可.
第 11 页【详解】
解:因为圆 的圆心为 ,半径 ,
又因为直线 过定点A(-1,1),
故当 与直线 垂直时,圆心到直线的距离最大,
此时有 ,即 ,解得 .
故选:C.
10.C
【解析】
【分析】
求出圆心与半径,利用点到直线的距离公式求出圆心到直线的距离 ,由 即可求解.
【详解】
∵圆 ,∴圆心 ,半径 ,
∴圆心到直线的距离 ,
∴圆 上的点到直线 的距离最大值为 ,
故选:C.
【点睛】
关键点点睛:本题考查圆上的点到直线距离的最值问题,利用圆的几何性质是解题的关键.
11.A
【解析】
【分析】
求出圆的圆心坐标,得到 的关系,然后利用基本不等式求解不等式的最值即可.
【详解】
解:圆 ,即 ,所以圆心为 ,
所以 ,即 ,因为 、 ,
则 ,
当且仅当 时,取等号.
故选: .
12.D
【解析】
【分析】
由圆心到切线距离等于半径求得圆半径后可得圆方程.
【详解】
因直线与圆相切,所以圆的半径等于点 到直线 的距离,
第 12 页即 ,则所求圆的方程为 .
故选:D.
13.B
【解析】
【分析】
分析可知当 时, 最大,计算出 、 ,进而可计算得出四边形 ( 为坐标原点)面积.
【详解】
圆 的圆心为坐标原点 ,连接 、 、 ,则 ,
设 ,则 , ,则 ,
当 取最小值时, ,此时 ,
, , ,故 ,
此时, .
故选:B.
14.B
【解析】
【分析】
根据圆心到直线距离与圆半径之间的关系进行判定.
【详解】
因为 ,所以圆心到直线的距离 ,所以直线与圆相离.
故选:B.
15.A
【解析】
第 13 页【分析】
设点 ,根据 求出点 的轨迹方程,过圆心 作 于点 ,求出 、 ,可求出
的值,利用同角三角函数的基本关系可求得直线 的斜率.
【详解】
如图所示,设动点 ,则 ,
化简可得 ,化为标准方程可得圆 .
因为 , ,则 为等边三角形,
过圆心 作 于点 ,则 , ,
所以 ,所以 ,
故选:A.
16.C
【解析】
【分析】
求得圆心坐标,判断圆心在直线 上,从而根据弦长求得 的值.
【详解】
圆的方程可化为 ,
所以圆心 ,圆心在直线 上,
所以 .
第 14 页故选:C
17.D
【解析】
【分析】
根据圆 上存在两点 , 关于直线 对称,可得直线 过圆心,将圆心坐标代入直线方程
即可得出答案.
【详解】
解:因为圆 ,
所以圆C的圆心坐标为 ,
又因为圆 上存在两点 , 关于直线 对称,
所以直线 过圆心,
则 ,解得 .
故选:D.
18.D
【解析】
【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】
圆的方程可化为 ,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:D.
【点睛】
本题主要考查直线与圆,圆与圆的位置关系的应用,以及圆的几何性质的应用,意在考查学生的转化能力和数学
运算能力,属于中档题.
19.C
【解析】
第 15 页【分析】
利用点到直线距离公式求出圆心到直线 的距离范围,从而求出 的取值范围.
【详解】
圆心 到直线 的距离 ,当且仅当 时等号成立,故只需 即可.
故选:C
20.D
【解析】
【分析】
根据题意画出图形,结合图形求出圆的圆心,即可写出圆的方程.
【详解】
如图所示,
由图形知,与直线 相切于点 且半径为1的圆的圆心为 或 ,
所以圆的方程为 或 .
故选: .
21.D
【解析】
【分析】
将圆的一般方程转化为标准方程,求得圆的圆心坐标及半径,将有三个公共点转化为两条直线与圆的交点问题,
即可求出结果.
【详解】
,
, 或 ,
圆心(2,3)到 的距离 ,所以 与 相切于点(2,4),
与 交于不同的三点,即要求 与 有2个交点,且不交于(2,4),
记 为圆心(2,3)到 的距离
第 16 页又因为不经过(2,4)
故选:D
【点睛】
关键点点睛:解答本题的关键是转化,将其转化为直线与圆的位置关系,即可得到结果,需要注意特殊点的考虑.
22.A
【解析】
【分析】
当圆心与 的连线垂直于 时, 被圆截得的线段长最短,从而可求直线的方程.
【详解】
圆 的圆心坐标为 ,
当 时,l被圆截得的线段最短, ,∴ ,
故所求直线l的方程为 ,即 .
故选:A.
23.B
【解析】
【分析】
设圆心到直线 的距离为 ,进而根据弦长得与 关系解得 ,进而将问题转化为 与直线
的距离问题求解即可.
【详解】
根据题意,圆 的圆心为 ,半径为2,
设圆心到直线 的距离为 ,则 ,
若直线 被圆 所截得的弦长为2,则 ,
所以 ,又 ,解得 ,
所以 ,解得 ,
点 与直线 上任意一点 的最小值为点到直线的距离 ,
故选:B.
24.A
【解析】
【分析】
根据题意,结合直线被圆所截的弦长,求出 和 的关系,再根据均值不等式,即可求解.
【详解】
第 17 页由题意得圆的标准方程为 ,且圆心为 ,半径为 .
∵直线被圆截得的弦长为4,∴圆心在直线上,∴ ,即 .
又 , ,∴ ,
当且仅当 ,即 , 时等号成立,∴ 的最小值是9.
故选:A.
25.C
【解析】
【分析】
根据圆的弦长公式,结合点到直线距离公式、圆的几何性质进行求解即可.
【详解】
由 可知:圆心 ,半径为 ,
圆心C到直线 距离 ,
∴ ,
∴ .
故选:C
26.D
【解析】
【分析】
分别设出过原点与不过原点的直线方程,再由点到直线的距离公式求解得答案.
【详解】
解:圆 的标准方程为 ,则圆心为 ,半径为 ,
当直线经过原点时,设直线方程为 ,
由直线与圆相切得到圆心到直线的距离等于半径,即 ,解得 ,
则直线方程为 ;
当直线不经过原点时,设直线方程为 ,
由 ,解得 或 ,
则直线方程为 或 .
与圆 相切,且在 , 轴上的截距相等的直线共有4条.
故选:D.
27.C
【解析】
第 18 页【分析】
转化以弦AB为直径的圆刚好经过已知圆的圆心C为AC⊥BC,可得弦心距 ,再用圆心到直线距离表示 ,
即得解
【详解】
由题意,AC⊥BC,则C(0,2)到直线x﹣y=0的距离 ,
则 ,即r=2.
故选:C
28.B
【解析】
【分析】
求出直线恒过的定点,判断定点与圆的位置关系即可求解.
【详解】
解:直线 ,即 ,
由 得 ,所以直线恒过定点 ,
因为 ,所以定点 在圆内,所以直线与圆相交,
故选:B.
29.D
【解析】
【分析】
判断点在圆上,再由切线的几何性质求斜率,进而求切线方程.
【详解】
,
在圆上,且 ,
过 的切线斜率为 .
过 的切线方程为: ,即 .
故选:D.
30.D
【解析】
【分析】
曲线 表示一个半圆,由题意画出图形,利用数形结合法即可求解.
【详解】
第 19 页解:曲线 可化为 , ,表示以 为圆心,半径为2的圆的下半圆,作出
直线 与该半圆的图形如下:
由图可知直线 从点 处与圆相切时运动到过 处时,直线与圆有两个公共点,
将 代入 得: ;
由直线 与圆相切,得 ,解得 (舍 或 ,
所以, 的范围是 .
故选:D.
【点睛】
关键点点睛:本题的解题关键是曲线将 可化为 , ,表示以 为圆心,
半径为2的圆的下半圆,然后数形结合求解.
31.C
【解析】
【分析】
化出圆的标准方程,求出圆心和半径,利用垂径定理列方程求解即可.
【详解】
圆 的标准方程为 ,圆心为 ,半径为 ,
直线 的一般方程为
则由已知得 ,
解得 或
故选:C.
32.A
【解析】
【分析】
确定直线过定点 ,点在圆内,得到答案.
【详解】
过定点 ,且 ,
第 20 页故 在圆内,
故直线和圆相交.
故选:A
33.D
【解析】
【分析】
依题意可知动点 在直线 : 上移动,当 与直线 垂直时, 最小,从而切线长最小. 由点到
直线距离公式求得 的最小值,进而可得结果.
【详解】
圆 : ,圆心为 ,半径 .
依题意知,直线 过圆心 ,所以 ,即动点 在直线 : 上移动.
所以,当 与直线 垂直时, 最小,从而切线长最小, .
此时,切线长的最小值为 .
故选:D.
34.B
【解析】
【分析】
先求出直线过定点P(-3,6),再由P(-3,6)落在圆内或圆上,列不等式求出a的范围.
【详解】
方程 表示圆,需 ,解得:
直线 可化为 ,所以过定点P(-3,6).
要使圆 与直线 始终有交点,
只需P(-3,6)落在圆内或圆上,需满足 ,解得: .
综上所述: .
第 21 页故选:B
35.ABD
【解析】
【分析】
A选项,四边形的面积可以看成两个直角三角形的面积之和,又因切线长定理可知,当 最短时,面积最小 ;
B选项, 等面积法,即由 A 选项的四边形面积求弦长;
C选项,两垂直直线的斜率相乘等于 ,两平行直线斜率相等;
D选项,由向量积公式求定点坐标.
【详解】
选项,四边形的面积可以看成两个直角三角形的面积之和,
即 ,
又因切线长定理可知,即 ,
当 最短时,四边形面积最小.
又 与 及半径 构成直角三角形,
最短时, 最短,
即 ,
,
,
故 正确.
由上述可知, 时, 最短,
由等面积法可知, .
得 ,
故 正确.
, , ,
,
可设 的直线方程为 ,
由半弦长、半径、弦心距构成直角三角形可知,弦心距 ,
圆心 到直线 的距离 ,
解得 ,
即直线 的方程为 .
故 错误.
设圆上一点 为 , , , , ,
, , , , , ,
第 22 页易知 ,
同理 ,
.
,
原式 ,
将 , 代入得 等号成立,
故直线 过定点为 , , 正确.
故选:ABD.
36.BD
【解析】
【分析】
求出以 为直径的圆的方程,与圆 的方程联立可得直线 的方程判断A;求出直线 所过定点,得到圆心到
直线 的最小距离,再由垂径定理求 被圆 截得的最短弦的长判断B;直接求出四边形 的面积判断C;求解
,再分别减去 的外接圆半径与加上 的外接圆半径求得 的取值范围判断D.
【详解】
对于A,圆 的圆心坐标为 , ,则 的中点为 ,
,则以 为直径的圆的方程为 ,
又圆 : ,
两式作差可得直线 的方程是 ,故A错误;
对于B,直线 : 可化为 ,
联立 ,解得直线 过定点 ,
且定点 在圆内,当且仅当 时,弦长 最短,又 ,
所以 的最小值为 ,故B正确;
对于C,四边形 的对角线 、 互相垂直,
则四边形 的面积 ,
因为 , ,
所以 ,故C错误;
第 23 页对于D,由题意知, 的外接圆恰好是经过 、 、 、 四点的圆,
因为 的中点 为外接圆的圆心,
所以圆上的点 到点 距离最小值是 ,
最大值是 ,
所以 的取值范围为 ,故D正确.
故选:BD.
37.CD
【解析】
【分析】
对于A,由圆的一般方程可判断;求出 到直线 的距离,可判断B与C;求出圆心C到直线 的
距离,即可求出 ,从而四边形 的面积的最小值可求.
【详解】
解:当 时,方程 为 ,
不表示圆,故A错误;
已知圆 : 的圆心 ,半径 ,
圆心 到直线 的距离 ,
当 时 ,即此时不存在 使直线与圆相切,因此B错误;
对于任意的 ,令 ,则 ,即对于任意的 ,总存在 使直线与圆相切,
故C正确.
,半径 ,圆心 到直线 的距离 ,即 的最小值 ,由
,所以 ,
第 24 页四边形 的面积最小值 ,
故D正确.
故选:CD.
【点睛】
考查点和圆的位置关系、直线和圆的位置关系的应用,难题.
38.ABD
【解析】
根据 , ,点 满足 ,设点 ,求出其轨迹方程,然后再逐项运算验证.
【详解】
因为 , ,点 满足 ,
设点 ,则 ,
化简得: ,即 ,故A正确;
因为 ,所以 ,则 ,解得 ,故B正确;
易知直线的斜率存在,设直线 ,因为圆 上恰有三个点到直线 距离为2,则圆心到直线的距离
为: ,解得 ,故C错误;
假设存在异于 , 的两点 , ,则 ,
化简得: ,因为点P的轨迹方程为: ,所以
解得 或 (舍去),故存在 ,故D正确;
故选:ABD
【点睛】
关键点点睛:本题关键是根据 求出点 的轨迹方程,进而再根据直线与圆的位置关系求解.
39.
【解析】
【分析】
先根据题意得到直线 , 的方程,再根据直线与圆的位置关系得到 ,结合 ,即可求得圆心 的
第 25 页轨迹方程,最后数形结合可得 的取值范围.
【详解】
由题意可知,直线 , ,
因为直线 , 与圆 相切,
所以 , ,
两边同时平方整理可得 ,
,
所以 , 是方程 的两个不相等的实数根,
所以 .又 ,
所以 ,即 .又 ,
所以 ,
即 .
故答案为:
【点睛】
本题主要考查直线与圆的位置关系、点到直线的距离公式,还考查了数形结合思想和运算求解能力,属于中档题.
40.相交
【解析】
【分析】
由圆心到直线的距离与半径的关系判断即可.
【详解】
圆心 到直线 的距离为 ,则直线 与圆 的位置关系是相交.
故答案为:相交
41.
【解析】
【分析】
根据题意,函数 有两个不同的零点,等价于 与 的图象有两个不同
的交点,作出图象,数形结合即可求解.
【详解】
由函数 有两个不同的零点,
可知 与 的图象有两个不同的交点,
故作出如下图象,
第 26 页当 与 的图象相切时, ,即 ,
由图可知 ,故相切时 ,
因此结合图象可知,当 时, 与 的图象有两个不同的交点,
即当 时,函数 有两个不同的零点.
故答案为: .
42.
【解析】
【分析】
计算出 ,结合圆心到直线 的距离求得三角形 的面积.
【详解】
圆 的圆心为 ,半径 ,
圆心到直线 的距离为 ,
所以 ,
所以 .
故答案为:
43.9
【解析】
【分析】
连接 ,要求 的最小值,可以转化为求 点到两个圆心的距离再减去两个圆的半径的和的最小值,
从而可得答案.
【详解】
由题意点C (-6,5)半径为2,C (2,1)半径为1,
1 2
第 27 页设点C 关于直线 的对称点为C ( , ),
1 3
如图:
则 ,解得 ,即C (-10,1),连接C C ,
3 2 3
求 的最小值可以转化为P点到两个圆心的距离再减去两个圆的半径的和的最小值,
再由点C 、C 关于直线 的对称,
1 3
所以 ,
又 ,故答案为9.
44.
【解析】
【分析】
求出切线的斜率,利用点斜式可得出所求切线的方程.
【详解】
记点 ,圆 的圆心为与坐标原点 , ,
所以,所求切线的斜率为 ,
故所求切线的方程为 ,即 .
故答案为: .
45.(1) ;(2) ;(3) 为定值 .
【解析】
【分析】
(1)将直线方程整理后可得方程组 ,解方程组可求得定点坐标;
(2)设直线 方程 ,利用圆心到直线距离小于半径可构造不等式求得结果;
第 28 页(3)可设直线 方程 ,与圆方程联立得到韦达定理的形式,由
整理可得定值.
【详解】
(1)将直线 方程整理为: ,
令 ,解得: , 直线 恒过定点 ;
(2)设直线 斜率为 ,由(1)可知:直线 方程可设为: ,即 ;
圆 方程可整理为 ,则其圆心 ,半径 ,
直线 与圆 交于 两点, 圆心 到直线 距离 ,
即 ,解得: ,即直线 斜率的取值范围为 ;
(3)设 ,
当 时, 与圆 仅有一个交点,不合题意, ,
则直线 , 可设直线 方程为 ,
由 得: ,由(2)知: ;
, ,
,
为定值 .
【点睛】
思路点睛:本题考查直线与圆中的定值问题的求解,解题关键是能够将所求量表示成韦达定理的形式,通过韦达
定理代入整理,消去变量即可得到定值.
46.(Ⅰ) ;(Ⅱ)答案见解析.
【解析】
【分析】
(Ⅰ)设圆心 ,易知 ,由圆 与 轴相切于点 ,可求 以及 ,写出圆 的方程即可.
(Ⅱ)所给的两个条件,均可得 到直线 的距离 ,结合点线距离公式即可求 的值.
【详解】
(Ⅰ)设圆心坐标为 ,半径为 .
由圆 的圆心在直线 上,知: .
第 29 页又∵圆 与 轴相切于点 ,
∴ , ,则 .
∴圆 的圆心坐标为 ,则圆 的方程为 .
(Ⅱ)如果选择条件①: ,而 ,
∴圆心 到直线 的距离 ,则 ,解得 或 .
如果选择条件②: ,而 ,
∴圆心 到直线 的距离 ,则 ,解得 或 .
47.(1) ;(2)(ⅰ) ;(ⅱ)具体见解析.
【解析】
【分析】
(1)设出圆心,进而根据题意得到半径,然后根据圆与直线相切求出圆心,最后得到答案;
(2)(ⅰ)联立直线方程和圆的方程并化简,根据判别式大于零即可得到答案;
(ⅱ)设出两点坐标,进而通过根与系数的关系与坐标公式进行化简,即可得到答案.
【详解】
(1)由题意,设圆心为 ,因为圆C过原点,所以半径r=a,
又圆C与直线 相切,所以圆心C到直线的距离 (负值舍去),所以圆 C的标
准方程为: .
(2)(ⅰ)将直线l代入圆的方程可得: ,因为有两个交点,
所以 ,即k的取值范围是 .
(ⅱ)设 ,由根与系数的关系: ,
所以 .
即直线OA,OB斜率之和为定值.
48.(1) ;(2)① ,证明见解析,②
【解析】
【分析】
第 30 页(1)首先 ,得到 , , ,再根据 即可得
到答案.
(2)①首先根据(1)得到 , ,设 ,再分别计算 即可;②根据 得
到 ,即可得到答案.
【详解】
(1)设 ,由题知:
, , ,
所以 ,
解得 ,所以圆 .
(2)由(1)知: , ,
.所以 , ,
设 ,
,
同理 ,所以 .
②因为 ,
所以 .
所以 的最小值为 .
49.(1)
(2) 或
【解析】
【分析】
(1)由题知点 在圆 ,且切线斜率存在,进而根据切线与直线 垂直求得切线斜率,最后根
据点斜式求解即可;
第 31 页(2)根据题意,分斜率不存在和存在两种情况讨论求解即可.
(1)
解:因为圆 的圆心为 ,半径为 ,点 在圆 上,
所以过点 的切线斜率存在,且其与直线 垂直,
因为 ,所以,所求切线的斜率为 ,
所以,所求切线方程为 ,即: .
(2)
解:因为圆 的圆心为 ,半径为 ,
所以,当过点 的切线斜率不存在时,其方程为 ,满足题意;
当切线斜率存在时,设斜率为 ,则其方程为 ,即 ,
所以,圆心 到切线的距离为 ,解得 ,
所以,切线方程为 ,即: .
综上,所求切线方程为 或
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