专题十五 直线与圆的方程
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分100分,考试时间60分钟.
第Ⅰ卷 (选择题,共60分)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2019·绵阳二诊)直线l:x+y-2=0与圆O:x2+y2=4交于A,B两点,O是坐标原点,则∠AOB等于( )
ππππA.6 B.4 C.3 D.2 答案 D
解析 圆心为(0,0),半径R=2,画出直线与圆的方程,如图所示,相交点A,π
B刚好在坐标轴上,所以∠AOB=2.故选D.
2.(2019·广西百色调研)若直线l:ax-by+2=0(a>0,b>0)被x2+y2+2x-21
4y+1=0截得的弦长为4,则当a+b取最小值时直线l的斜率为( )
1
A.2 B.2 C.2 D.22 答案 A
解析 圆x2+y2+2x-4y+1=0,即(x+1)2+(y-2)2=4,表示以M(-1,2)为圆心,2为半径的圆,由题意可得圆心在直线ax-by+2=0(a>0,b>0)上,故
a+2b221a+2b2ba
-a-2b+2=0,即a+2b=2,∴a+b=a+b=1+a+2b+1≥2+2=4,2ba
当且仅当a=2b,即a=2b时,等号成立,此时直线l的斜率为2,故选A.
3.(2019·福建联考)在直角坐标系xOy中,以O为圆心的圆与直线x-3y=4相切,则圆O的方程为( )
A.x2+(y-1)2=4 C.(x+1)2+(y-1)2=4 答案 D
解析 设圆O的半径为r,则等于原点O到直线x-3y=4的距离,即r=
41+3
=2,得圆O的方程为x2+y2=4,故选D.
B.(x-1)2+y2=4 D.x2+y2=4
4.(2019·吉林市调研)已知AB是圆x2+y2-6x+2y=0内过点E(2,1)的最短弦,则|AB|等于( )
A.3 B.22 C.23 D.25 答案 D
解析 圆的标准方程为(x-3)2+(y+1)2=10,则圆心坐标为C(3,-1),半径为10,过E的最短弦满足E恰好为C在弦上的垂足,则CE=?2-3?2+[1-?-1?]2=5,则|AB|=2
?10?2-?5?2=25,故选D.
5.(2019·内江二诊)若直线x-my+m=0与圆(x-1)2+y2=1相交,且两个交点位于坐标平面上不同的象限,则m的取值范围是( )
A.(0,1) B.(0,2) C.(-1,0) D.(-2,0) 答案 D
22???x-1?+y=1,解析 圆与直线联立得?整理得(1+m2)y2-2m(m+1)y+
??x-my+m=0,
m2+2m=0.∵图象有两个交点,∴方程有两个不同的实数根,则Δ>0,即4m2(m
+1)2-4(m2+2m)(m2+1)=-8m>0,得m<0.∵圆(x-1)2+y2=1都在x轴的正半轴和原点,若交点在两个象限,则交点纵坐标的符号相反,即一个交点在第一象限,一个交点在第四象限.
∴y1y2=
m2+2m1+m
2
<0,解得-2 6.(2019·西安八校联考)已知圆C:x2+y2-2x-4y+3=0,若等边△PAB的一边AB为圆C的一条弦,则|PC|的最大值为( ) A.5 B.6 C.22 D.23 答案 C 解析 解法一:如图,连接AC,BC,设∠CAB=θ,连接PC,与AB交于点D, ∵AC=BC,△PAB是等边三角形,∴D是AB的中点,∴PC⊥AB,∴在圆C:(x-1)2+(y-2)2=2中,圆C的半径为2,|AB|=22cosθ,|CD|=2sinθ,∴在3 等边△PAB中,|PD|=2|AB|=6cosθ,∴|PC|=|CD|+|PD|=2sinθ+6cosθ=?π?22sin?θ+3?≤22,故选C. ?? 解法二:设|AD|=x,x∈(0,2], 则|PC|=3x+令f′(x)=3+ 2 2-x2,记f (x)=3x+-2x 2-x2, 6 =0,得x=2∈(0,2], 2-x2 ?6? ∴f (x)max=f??=22,故选C. ?2? 7.(2019·温州模拟)已知点M是直线l:2x-y-4=0与x轴的交点,将直线l绕点M按逆时针方向旋转45°,得到的直线的方程是( ) A.x+y-3=0 C.3x-y+6=0 答案 D 解析 直线l:2x-y-4=0与x轴的交点为M(2,0).设直线l的倾斜角为α,tanα+tan45°2+1则tanα=2,则tan(α+45°)===-3,故得到的直线的方程是 1-tanαtan45°1-2y-0=-3(x-2),可化为3x+y-6=0,故选D. 1 8.(2019·黄冈模拟)从点(2,3)射出的光线沿斜率为2的直线方向射到y轴上,则反射光线所在直线的方程为( ) A.x+2y-4=0 C.x+6y-16=0 答案 A 11解析 由题意可得,入射光线所在直线的方程为y-3=2(x-2),即y=2x1 +2,所以与y轴的交点(0,2)也在反射光线上,又反射光线所在直线的斜率为-2,1 故反射光线所在直线的方程为y=-2x+2,即x+2y-4=0. 2x+3y+3 9.(2019·深圳红岭中学模拟)已知x+y-4x-2y-4=0,则的最 x+3 2 2 B.x-3y-2=0 D.3x+y-6=0 B.2x+y-1=0 D.6x+y-8=0 大值为( ) 17291313 A.2 B.4 C.5 D.4 答案 B 解析 因为x2+y2-4x-2y-4=0,所以(x-2)2+(y-1)2=9表示圆.设P(x,
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