8.与圆O1:x2+y2+4x-4y+7=0和圆O2:x2+y2-4x-10y+13=0都相切的直线条数是( ) A.4 B.3 C.2
D.1
解析:两圆的方程配方得,O1:(x+2)2+(y-2)2=1, O2:(x-2)2+(y-5)2=16,
圆心O1(-2,2),O2(2,5),半径r1=1,r2=4, ∴|O1O2|=?2+2?2+?5-2?2=5,r1+r2=5. ∴|O1O2|=r1+r2,∴两圆外切,故有3条公切线. 答案:B
9.直线l将圆x2+y2-2x-4y=0平分,且与直线x+2y=0垂直,则直线l的方程是( ) A.2x-y=0 B.2x-y-2=0 C.x+2y-3=0
D.x-2y+3=0
解析:依题意知,直线l过圆心(1,2),斜率k=2, ∴l的方程为y-2=2(x-1),即2x-y=0. 答案:A
10.圆x2+y2-(4m+2)x-2my+4m2+4m+1=0的圆心在直线x+y-4=0上,那么圆的面积为( A.9π B.π
C.2π D.由m的值而定
解析:∵x2+y2-(4m+2)x-2my+4m2+4m+1=0, ∴[x-(2m+1)]2+(y-m)2=m2. ∴圆心(2m+1,m),半径r=|m|. 依题意知2m+1+m-4=0,∴m=1. ∴圆的面积S=π×12=π. 答案:B
11.当点P在圆x2+y2=1上变动时,它与定点Q(3,0)的连结线段PQ的中点的轨迹方程是( ) A.(x+3)2+y2=4 B.(x-3)2+y2=1 C.(2x-3)2+4y2=1
D.(2x+3)2+4y2=1
解析:设P(x1,y1),Q(3,0),设线段PQ中点M的坐标为(x,y), 则x=x1+32,y=y1
2,∴x1=2x-3,y1=2y.
又点P(x1,y1)在圆x2+y2=1上, ∴(2x-3)2+4y2=1.
故线段PQ中点的轨迹方程为(2x-3)2+4y2=1. 答案:C
) 12.曲线y=1+4-x2与直线y=k(x-2)+4有两个交点,则实数k的取值范围是( ) 5
A.(0,)
1213C.(,]
34
5
B.(,+∞)
1253D.(,]
124
解析:如图所示,曲线y=1+4-x2
变形为x2+(y-1)2=4(y≥1), 直线y=k(x-2)+4过定点(2,4), 当直线l与半圆相切时,有 |-2k+4-1|5
=2,解得k=.
12k2+13
当直线l过点(-2,1)时,k=. 453
因此,k的取值范围是 124答案:D 二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,满分20分,把答案填在题中横线上) 13.圆x2+y2=1上的点到直线3x+4y-25=0的距离最小值为____________. 解析:圆心(0,0)到直线3x+4y-25=0的距离为5, ∴所求的最小值为4. 答案:4 14.圆心为(1,1)且与直线x+y=4相切的圆的方程是________. |1+1-4| 解析:r==2,所以圆的方程为(x-1)2+(y-1)2=2. 2答案:(x-1)2+(y-1)2=2 15.方程x2+y2+2ax-2ay=0表示的圆,①关于直线y=x对称;②关于直线x+y=0对称;③其圆心在x轴上,且过原点;④其圆心在y轴上,且过原点,其中叙述正确的是__________. 解析:已知方程配方得,(x+a)2+(y-a)2=2a2(a≠0),圆心坐标为(-a,a),它在直线x+y=0上,∴已知圆关于直线x+y=0对称.故②正确. 答案:② 16.直线x+2y=0被曲线x2+y2-6x-2y-15=0所截得的弦长等于__________. 解析:由x2+y2-6x-2y-15=0, 得(x-3)2+(y-1)2=25. |3+2×1| 圆心(3,1)到直线x+2y=0的距离d==5.在弦心距、半径、半弦长组成的直角三角形中,由 5勾股定理得,弦长=2×25-5=45. 答案:45 三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤) 17.(10分)自A(4,0)引圆x2+y2=4的割线ABC,求弦BC中点P的轨迹方程. yy 解:解法1:连接OP,则OP⊥BC,设P(x,y),当x≠0时,kOP·kAP=-1,即·=-1, xx-4即x2+y2-4x=0① 当x=0时,P点坐标为(0,0)是方程①的解, ∴BC中点P的轨迹方程为x2+y2-4x=0(在已知圆内). 1 解法2:由解法1知OP⊥AP,取OA中点M,则M(2,0),|PM|=|OA|=2,由圆的定义知,P点轨迹方 2程是以M(2,0)为圆心,2为半径的圆. 故所求的轨迹方程为(x-2)2+y2=4(在已知圆内). 18.(12分)已知圆M:x2+y2-2mx+4y+m2-1=0与圆N:x2+y2+2x+2y-2=0相交于A,B两点,且这两点平分圆N的圆周,求圆M的圆心坐标. 解:由圆M与圆N的方程易知两圆的圆心分别为M(m,-2),N(-1,-1). 两圆的方程相减得直线AB的方程为 2(m+1)x-2y-m2-1=0. ∵A,B两点平分圆N的圆周, ∴AB为圆N的直径,∴AB过点N(-1,-1), ∴2(m+1)×(-1)-2×(-1)-m2-1=0, 解得m=-1. 故圆M的圆心M(-1,-2). 19.(12分)已知圆C1:x2+y2-3x-3y+3=0,圆C2:x2+y2-2x-2y=0,求两圆的公共弦所在的直线方程及弦长. 22??x+y-3x-3y+3=0 解:设两圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2),则A、B两点的坐标是方程组?22的解, ?x+y-2x-2y=0? 两方程相减得:x+y-3=0, ∵A、B两点的坐标都满足该方程, ∴x+y-3=0为所求. 将圆C2的方程化为标准形式, (x-1)2+(y-1)2=2, ∴圆心C2(1,1),半径r=2. |1+1-3|1 圆心C2到直线AB的距离d==, 22|AB|=2r2-d2=2 1 2-=6. 2 即两圆的公共弦长为6. 20.(12分)已知圆C:x2+y2+2x-4y+3=0,从圆C外一点P向圆引一条切线,切点为M,O为坐标原点,且有|PM|=|PO|,求|PM|的最小值. 解:如图:PM为圆C的切线,则CM⊥PM,∴△PMC为直角三角形,∴|PM|2=|PC|2-|MC|2. 设P(x,y),C(-1,2),|MC|=2. ∵|PM|=|PO|, ∴x2+y2=(x+1)2+(y-2)2-2, 化简得点P的轨迹方程为:2x-4y+3=0. 求|PM|的最小值,即求|PO|的最小值,即求原点O到直线2x-4y+3=0的距离,代入点到直线的距离35 公式可求得|PM|最小值为. 10 21.(12分)已知⊙C:(x-3)2+(y-4)2=1,点A(-1,0),B(1,0),点P是圆上动点,求d=|PA|2+|PB|2 的最大、最小值及对应的P点坐标. 解:设点P的坐标为(x0,y0),则 d=(x0+1)2+y02+(x0-1)2+y02=2(x02+y02)+2. 欲求d的最大、最小值,只需求u=x02+y02的最大、最小值,即求⊙C上的点到原点距离的平方的最大、最小值. 作直线OC,设其交⊙C于P1(x1,y1),P2(x2,y2), 如图所示.
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