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文档简介
第1讲直线与圆(新高考专用)目录目录【真题自测】 2【考点突破】 2【考点一】直线的方程 2【考点二】圆的方程 4【考点三】直线、圆的位置关系 5【专题精练】 7考情分析:1.求直线的方程,考查点到直线的距离公式,直线间的位置关系,多以选择题、填空题的形式出现,中低难度.2.和圆锥曲线相结合,求圆的方程或弦长、面积等,中高难度.真题自测真题自测一、单选题1.(2024·全国·高考真题)已知b是的等差中项,直线与圆交于两点,则AB的最小值为(
)A.1 B.2 C.4 D.2.(2023·全国·高考真题)已知双曲线的离心率为,C的一条渐近线与圆交于A,B两点,则(
)A. B. C. D.3.(2023·全国·高考真题)过点与圆相切的两条直线的夹角为,则(
)A.1 B. C. D.4.(2022·全国·高考真题)椭圆的左顶点为A,点P,Q均在C上,且关于y轴对称.若直线的斜率之积为,则C的离心率为(
)A. B. C. D.二、填空题5.(2023·全国·高考真题)已知直线与交于A,B两点,写出满足“面积为”的m的一个值.6.(2022·全国·高考真题)设点,若直线关于对称的直线与圆有公共点,则a的取值范围是.7.(2022·全国·高考真题)若双曲线的渐近线与圆相切,则.8.(2022·全国·高考真题)过四点中的三点的一个圆的方程为.考点突破考点突破【考点一】直线的方程核心梳理:1.已知直线l1:A1x+B1y+C1=0,直线l2:A2x+B2y+C2=0,则l1∥l2⇔A1B2-A2B1=0,且A1C2-A2C1≠0(或B1C2-B2C1≠0),l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.2.点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0(A,B不同时为零)的距离d=eq\f(|Ax0+By0+C|,\r(A2+B2)).3.两条平行直线l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0(A,B不同时为零)间的距离d=eq\f(|C1-C2|,\r(A2+B2)).一、单选题1.(23-24高三下·安徽芜湖·阶段练习)已知直线,则“”是“”的(
)A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件 D.既不充分又不必要条件2.(20-21高二·全国·单元测试)如图,函数的图象在点处的切线是,则(
)A. B. C.2 D.1二、多选题3.(2024·浙江温州·二模)已知圆与圆相交于两点.若,则实数的值可以是(
)A.10 B.2 C. D.4.(2024·全国·模拟预测)已知点在定圆内,经过点的动直线与交于两点,若的最小值为4,则(
)A.B.若,则直线的倾斜角为C.存在直线使得D.的最大值为12三、填空题5.(2024·浙江杭州·二模)写出与圆相切且方向向量为的一条直线的方程.6.(2024·辽宁沈阳·二模)已知,若平面内满足到直线的距离为1的点有且只有3个,则实数.规律方法:解决直线方程问题的三个注意点(1)利用A1B2-A2B1=0后,要注意代入检验,排除两条直线重合的可能性.(2)要注意直线方程每种形式的局限性.(3)讨论两直线的位置关系时,要注意直线的斜率是否存在.【考点二】圆的方程核心梳理:1.圆的标准方程当圆心为(a,b),半径为r时,其标准方程为(x-a)2+(y-b)2=r2.2.圆的一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0,其中D2+E2-4F>0,表示以eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(D,2),-\f(E,2)))为圆心,eq\f(\r(D2+E2-4F),2)为半径的圆.一、单选题1.(2024·广西来宾·模拟预测)一动圆与圆外切,同时与圆内切,则动圆圆心的轨迹方程为(
)A. B.C. D.2.(2024·广东·一模)过,,三点的圆与轴交于,两点,则(
)A.3 B.4 C.8 D.6二、多选题3.(22-23高二上·广东深圳·期末)已知是圆心为,半径为2的圆上一动点,是圆所在平面上一定点,设().若线段的垂直平分线与直线交于点,记动点的轨迹为,则(
)A.当时,为椭圆 B.当时,为双曲线C.当时,为双曲线一支 D.当且越大时,的离心率越大4.(2024·湖南邵阳·二模)已知复数满足:(其中为虚数单位),则下列说法正确的有(
)A. B.C.的最小值为 D.的最大值为三、填空题5.(2024·广东佛山·二模)在平面直角坐标系中,已知,,,则的外接圆的标准方程为.6.(23-24高三上·浙江温州·期末)已知圆与直线交于A,B两点,则经过点A,B,的圆的方程为.规律方法:解决圆的方程问题一般有两种方法(1)几何法:通过研究圆的性质、直线与圆、圆与圆的位置关系,进而求得圆的基本量和方程.(2)代数法:即用待定系数法先设出圆的方程,再由条件求得各系数.【考点三】直线、圆的位置关系核心梳理:1.直线与圆的位置关系:相交、相切和相离.其判断方法为:(1)点线距离法.(2)判别式法:设圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2,直线l:Ax+By+C=0(A2+B2≠0),联立方程组eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Ax+By+C=0,,x-a2+y-b2=r2,))消去y,得到关于x的一元二次方程,其根的判别式为Δ,则直线与圆相离⇔Δ<0,直线与圆相切⇔Δ=0,直线与圆相交⇔Δ>0.2.圆与圆的位置关系,即内含、内切、相交、外切、外离.一、单选题1.(2024·山东济南·一模)与抛物线和圆都相切的直线的条数为(
)A.0 B.1 C.2 D.32.(2023·湖南永州·一模)在平面直角坐标系中,过直线上一点作圆的两条切线,切点分别为,则的最大值为(
)A. B. C. D.二、多选题3.(2024·安徽合肥·二模)已知圆,圆,则(
)A.两圆的圆心距的最小值为1B.若圆与圆相切,则C.若圆与圆恰有两条公切线,则D.若圆与圆相交,则公共弦长的最大值为24.(2024·安徽·二模)已知双曲线:(,)左右焦点分别为,,.经过的直线与的左右两支分别交于,,且为等边三角形,则(
)A.双曲线的方程为B.的面积为C.以为直径的圆与以实轴为直径的圆相交D.以为直径的圆与以实轴为直径的圆相切三、填空题5.(2024·福建漳州·一模)过点作圆:的两条切线,切点分别为A,,若直线与圆:相切,则.6.(2023·河南·模拟预测)圆与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),点N满足,直线与圆M和点N的轨迹同时相切,则直线l的斜率为.规律方法:直线与圆相切问题的解题策略当直线与圆相切时,利用“切线与过切点的半径垂直,圆心到切线的距离等于半径”建立关于切线斜率的等式,所以求切线方程时主要选择点斜式.过圆外一点求解切线段长的问题,可先求出圆心到圆外一点的距离,再结合半径利用勾股定理计算.专题精练专题精练一、单选题1.(2024·河南洛阳·模拟预测)“”是“直线与直线平行”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2.(2024·福建厦门·二模)在平面直角坐标系中,点在直线上.若向量,则在上的投影向量为(
)A. B. C. D.3.(23-24高三下·内蒙古赤峰·开学考试)若双曲线的实轴长为2,离心率为,则双曲线的左焦点到一条渐近线的距离为(
)A. B. C.1 D.24.(2024·辽宁大连·一模)过点和,且圆心在x轴上的圆的方程为(
)A. B.C. D.5.(2024·江西·模拟预测)若点在圆的外部,则a的取值范围为(
)A. B. C. D.6.(2023·北京房山·一模)已知直线与圆相交于M,N两点.则的最小值为(
)A. B. C.4 D.67.(2023·湖北·二模)已知动直线l的方程为,,,O为坐标原点,过点O作直线l的垂线,垂足为Q,则线段PQ长度的取值范围为(
)A. B. C. D.8.(2024·安徽合肥·一模)已知直线与交于两点,设弦的中点为为坐标原点,则的取值范围为(
)A. B.C. D.二、多选题9.(22-23高二上·湖北武汉·期末)设圆,直线为上的动点,过点作圆的两条切线,切点为为圆上任意两点,则下列说法中正确的有(
)A.的取值范围为B.四边形面积的最大值为C.满足的点有两个D.的面积最大值为10.(23-24高三上·河北衡水·阶段练习)已知直线和圆,则(
)A.直线过定点B.直线与圆有两个交点C.存在直线与直线垂直D.直线被圆截得的最短弦长为11.(2024·广东汕头·一模)如图,是连接河岸与的一座古桥,因保护古迹与发展的需要,现规划建一座新桥,同时设立一个圆形保护区.规划要求:①新桥与河岸垂直;②保护区的边界为一个圆,该圆与相切,且圆心在线段上;③古桥两端和到该圆上任意一点的距离均不少于.经测量,点分别位于点正北方向、正东方向处,.根据图中所给的平面直角坐标系,下列结论中,正确的是(
)A.新桥的长为B.圆心可以在点处C.圆心到点的距离至多为D.当长为时,圆形保护区的面积最大三、填空题12.(2023·全国·模拟预测)已知圆与圆有3条公切线,则的值为.13.(2024·四川·模拟预测)圆与圆的公共弦长为.14.(23-24高三下·山东菏泽·阶段练习)若曲线上两个不同点处的切线重合,则称这条切线为曲线的“自公切线”,则下列方程对应的曲线中存在“自公切线”的序号为..四、解答题15.(23-24高二上·江苏南通·阶段练习)已知圆O:(1)过圆外一点引圆的切线,求切线方程;(2)设点P是直线上的一点,过点P作圆的切线,切点是M,求的面积最小值以及此时点P的坐标.16.(22-23高二上·云南昆明·期中)已知圆C:和直线l:相切.(1)求圆C半径;(2)若动点M在直线上,过点M引圆C的两条切线MA、MB,切点分别为A、B.①记四边形MACB的面积为S,求S的最小值;②证明直线AB恒过定点.17.(2024·四川成都·模拟预测)已知点,,点P在以AB为直径的圆C上运动,轴,垂足为D,点M满足,点M的轨迹为W,过点的直线l交W于点E、F.(1)求W的方程;(2)若直线l的倾斜角为,求直线l被圆C截得的弦长;(3)设直线AE,BF的斜率分别为,,证明为定值,并求出该定值.
第1讲直线与圆(新高考专用)目录目录【真题自测】 2【考点突破】 9【考点一】直线的方程 9【考点二】圆的方程 13【考点三】直线、圆的位置关系 18【专题精练】 23考情分析:1.求直线的方程,考查点到直线的距离公式,直线间的位置关系,多以选择题、填空题的形式出现,中低难度.2.和圆锥曲线相结合,求圆的方程或弦长、面积等,中高难度.真题自测真题自测一、单选题1.(2024·全国·高考真题)已知b是的等差中项,直线与圆交于两点,则AB的最小值为(
)A.1 B.2 C.4 D.2.(2023·全国·高考真题)已知双曲线的离心率为,C的一条渐近线与圆交于A,B两点,则(
)A. B. C. D.3.(2023·全国·高考真题)过点与圆相切的两条直线的夹角为,则(
)A.1 B. C. D.4.(2022·全国·高考真题)椭圆的左顶点为A,点P,Q均在C上,且关于y轴对称.若直线的斜率之积为,则C的离心率为(
)A. B. C. D.二、填空题5.(2023·全国·高考真题)已知直线与交于A,B两点,写出满足“面积为”的m的一个值.6.(2022·全国·高考真题)设点,若直线关于对称的直线与圆有公共点,则a的取值范围是.7.(2022·全国·高考真题)若双曲线的渐近线与圆相切,则.8.(2022·全国·高考真题)过四点中的三点的一个圆的方程为.参考答案:题号1234答案CDBA1.C【分析】结合等差数列性质将代换,求出直线恒过的定点,采用数形结合法即可求解.【详解】因为成等差数列,所以,,代入直线方程得,即,令得,故直线恒过,设,圆化为标准方程得:,设圆心为,画出直线与圆的图形,由图可知,当时,AB最小,,此时.
故选:C2.D【分析】根据离心率得出双曲线渐近线方程,再由圆心到直线的距离及圆半径可求弦长.【详解】由,则,解得,所以双曲线的渐近线为,当渐近线为时,圆心到该渐近线的距离,不合题意;当渐近线为时,则圆心到渐近线的距离,所以弦长.故选:D3.B【分析】方法一:根据切线的性质求切线长,结合倍角公式运算求解;方法二:根据切线的性质求切线长,结合余弦定理运算求解;方法三:根据切线结合点到直线的距离公式可得,利用韦达定理结合夹角公式运算求解.【详解】方法一:因为,即,可得圆心,半径,过点作圆C的切线,切点为,因为,则,可得,则,,即为钝角,所以;法二:圆的圆心,半径,过点作圆C的切线,切点为,连接,可得,则,因为且,则,即,解得,即为钝角,则,且为锐角,所以;方法三:圆的圆心,半径,若切线斜率不存在,则切线方程为x=0,则圆心到切点的距离,不合题意;若切线斜率存在,设切线方程为,即,则,整理得,且设两切线斜率分别为,则,可得,所以,即,可得,则,且,则,解得.故选:B.
4.A【分析】设,则,根据斜率公式结合题意可得,再根据,将用表示,整理,再结合离心率公式即可得解.【详解】[方法一]:设而不求设,则则由得:,由,得,所以,即,所以椭圆的离心率,故选A.[方法二]:第三定义设右端点为B,连接PB,由椭圆的对称性知:故,由椭圆第三定义得:,故所以椭圆的离心率,故选A.5.(中任意一个皆可以)【分析】根据直线与圆的位置关系,求出弦长,以及点到直线的距离,结合面积公式即可解出.【详解】设点到直线的距离为,由弦长公式得,所以,解得:或,由,所以或,解得:或.故答案为:(中任意一个皆可以).6.【分析】首先求出点关于对称点的坐标,即可得到直线的方程,根据圆心到直线的距离小于等于半径得到不等式,解得即可;【详解】解:关于对称的点的坐标为,在直线上,所以所在直线即为直线,所以直线为,即;圆,圆心,半径,依题意圆心到直线的距离,即,解得,即;故答案为:7.【分析】首先求出双曲线的渐近线方程,再将圆的方程化为标准式,即可得到圆心坐标与半径,依题意圆心到直线的距离等于圆的半径,即可得到方程,解得即可.【详解】解:双曲线的渐近线为,即,不妨取,圆,即,所以圆心为,半径,依题意圆心到渐近线的距离,解得或(舍去).故答案为:.8.或或或.【分析】方法一:设圆的方程为,根据所选点的坐标,得到方程组,解得即可;【详解】[方法一]:圆的一般方程依题意设圆的方程为,(1)若过,,,则,解得,所以圆的方程为,即;(2)若过,,,则,解得,所以圆的方程为,即;(3)若过,,,则,解得,所以圆的方程为,即;(4)若过,,,则,解得,所以圆的方程为,即;故答案为:或或或.[方法二]:【最优解】圆的标准方程(三点中的两条中垂线的交点为圆心)设(1)若圆过三点,圆心在直线,设圆心坐标为,则,所以圆的方程为;(2)若圆过三点,设圆心坐标为,则,所以圆的方程为;(3)若圆过三点,则线段的中垂线方程为,线段的中垂线方程为,联立得,所以圆的方程为;(4)若圆过三点,则线段的中垂线方程为,线段中垂线方程为,联立得,所以圆的方程为.故答案为:或或或.【整体点评】方法一;利用圆过三个点,设圆的一般方程,解三元一次方程组,思想简单,运算稍繁;方法二;利用圆的几何性质,先求出圆心再求半径,运算稍简洁,是该题的最优解.考点突破考点突破【考点一】直线的方程核心梳理:1.已知直线l1:A1x+B1y+C1=0,直线l2:A2x+B2y+C2=0,则l1∥l2⇔A1B2-A2B1=0,且A1C2-A2C1≠0(或B1C2-B2C1≠0),l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.2.点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0(A,B不同时为零)的距离d=eq\f(|Ax0+By0+C|,\r(A2+B2)).3.两条平行直线l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0(A,B不同时为零)间的距离d=eq\f(|C1-C2|,\r(A2+B2)).一、单选题1.(23-24高三下·安徽芜湖·阶段练习)已知直线,则“”是“”的(
)A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件 D.既不充分又不必要条件2.(20-21高二·全国·单元测试)如图,函数的图象在点处的切线是,则(
)A. B. C.2 D.1二、多选题3.(2024·浙江温州·二模)已知圆与圆相交于两点.若,则实数的值可以是(
)A.10 B.2 C. D.4.(2024·全国·模拟预测)已知点在定圆内,经过点的动直线与交于两点,若的最小值为4,则(
)A.B.若,则直线的倾斜角为C.存在直线使得D.的最大值为12三、填空题5.(2024·浙江杭州·二模)写出与圆相切且方向向量为的一条直线的方程.6.(2024·辽宁沈阳·二模)已知,若平面内满足到直线的距离为1的点有且只有3个,则实数.参考答案:题号1234答案CDBDBC1.C【分析】当时可得,即;当时可得,结合充分、必要条件的定义即可求解.【详解】当时,,即,则,即;当时,,解得.所以“”是“”的充要条件.故选:C2.D【分析】根据已知求出切线方程,由导数的几何意义得,由切线方程得,从而可得结论.【详解】由题可得函数的图象在点处的切线与轴交于点,与轴交于点,则切线,即.所以,,,.故选:D.3.BD【分析】根据题意,由条件可得弦所在的直线方程,然后将转化为圆心到直线的距离关系,列出方程,代入计算,即可得到结果.【详解】由题意可得弦所在的直线方程为,因为圆,圆心,圆,圆心,设圆心与圆心到直线的距离分别为,因为,即,所以,又,即,化简可得,即,解得或.故选:BD4.BC【分析】A选项,根据点在圆的内部得到不等式,求出,利用垂径定理得到,而,从而得到方程,求出;B选项,在A选项基础上得到,结合求出直线的斜率和倾斜角;C选项,假设存在,结合满足要求,故C正确;D选项,由三角形面积公式和相交弦定理得到D错误.【详解】A.因为点在圆的内部,所以,解得.设点到直线的距离为,则,其中为定值,所以当时,最大,AB最小.又圆心,所以,所以,解得,A错误.B.由选项可知,当AB=4时,直线,而,所以,所以直线的倾斜角为,B正确.C.假设存在直线使得,则此时点到直线的距离为,满足要求,所以假设成立,C正确.D.由三角形面积公式得,
因为弦一定经过点,设直线与圆相交于点,因为,所以∽,故,故,因为,所以,所以,当,即时等号成立,故D错误.故选:BC.5.或(写出一个即可)【分析】由条件可设直线方程为,结合条件列方程求即可得结论.【详解】因为切线的方向向量为,所以切线的斜率为,故可设切线方程为,因为直线与圆相切,又圆的圆心坐标为,半径为,圆心到直线的距离为,所以,所以或,所以与圆相切且方向向量为的直线为或,故答案为:或(写出一个即可).6.或【分析】设出动点的坐标,由求得其轨迹方程,由题意知,只需使圆心到直线的距离等于1即可.【详解】设点,由可得:,两边平方整理得:,即点的轨迹是圆,圆心在原点,半径为2.若该圆上有且只有3个点到直线的距离为1,则圆心到直线的距离,解得.故答案为:或.规律方法:解决直线方程问题的三个注意点(1)利用A1B2-A2B1=0后,要注意代入检验,排除两条直线重合的可能性.(2)要注意直线方程每种形式的局限性.(3)讨论两直线的位置关系时,要注意直线的斜率是否存在.【考点二】圆的方程核心梳理:1.圆的标准方程当圆心为(a,b),半径为r时,其标准方程为(x-a)2+(y-b)2=r2.2.圆的一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0,其中D2+E2-4F>0,表示以eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(D,2),-\f(E,2)))为圆心,eq\f(\r(D2+E2-4F),2)为半径的圆.一、单选题1.(2024·广西来宾·模拟预测)一动圆与圆外切,同时与圆内切,则动圆圆心的轨迹方程为(
)A. B.C. D.2.(2024·广东·一模)过,,三点的圆与轴交于,两点,则(
)A.3 B.4 C.8 D.6二、多选题3.(22-23高二上·广东深圳·期末)已知是圆心为,半径为2的圆上一动点,是圆所在平面上一定点,设().若线段的垂直平分线与直线交于点,记动点的轨迹为,则(
)A.当时,为椭圆 B.当时,为双曲线C.当时,为双曲线一支 D.当且越大时,的离心率越大4.(2024·湖南邵阳·二模)已知复数满足:(其中为虚数单位),则下列说法正确的有(
)A. B.C.的最小值为 D.的最大值为三、填空题5.(2024·广东佛山·二模)在平面直角坐标系中,已知,,,则的外接圆的标准方程为.6.(23-24高三上·浙江温州·期末)已知圆与直线交于A,B两点,则经过点A,B,的圆的方程为.参考答案:题号1234答案CDABDBC1.C【分析】计算两个已知圆的圆心和半径,根据圆的位置关系得到动圆圆心到两已知圆圆心距离和为定值,结合椭圆的定义即可得到结果.【详解】圆可化为,圆心,半径为.圆可化为,圆心,半径为.设动圆圆心为点,半径为,圆与圆外切于点,圆与圆内切于点,如图所示:由题意得,三点共线,三点共线,,,∴,∴点的轨迹为以为焦点的椭圆,且,,∴,∴点的轨迹方程为.故选:C.2.D【分析】设圆的方程为,代入坐标得的值,即可得圆的方程,再令,即可求得与轴相交弦长.【详解】设圆的方程为,代入点,,,则,解得,可得,整理得符合题意,所以圆的方程为,令,可得,解得,所以.故选:D.3.ABD【分析】根据题意,由线段垂直平分线的性质可得,结合选项,判断点B与圆的位置关系,结合椭圆、双曲线的定义以及其几何性质,依次判断选项即可.【详解】A:由题意知,点A、B为定点,,当时,点B在圆内,由线段垂直平分线的性质知,,所以,由椭圆的定义知,点M的轨迹为椭圆,故A正确;B:当时,点B在圆外,不妨设点B在点A的右边,由线段垂直平分线的性质知,,所以;同理,若点B在点A的左边,有,所以,由双曲线的定义知,点M的轨迹为双曲线,故B正确;C:由选项B的分析,可知C错误;D:由选项A知,当时,点M的轨迹是以A、B为焦点的椭圆,且,焦距为t,若t增大,则半焦距c增大,所以离心率随之增大;由选项B知,当时,点M的轨迹是以A、B为焦点的双曲线,且,焦距为t,若t增大,则半焦距c增大,所以离心率随之增大;所以当且越大时,E的离心率越大,故D正确.故选:ABD.4.BC【分析】设,,根据已知条件求出两个复数对应点的轨迹,从而依次计算可得正确答案.【详解】设,则,即,它表示以原点为圆心,半径为1的圆;设,则由,得,即,它表示一条直线;对于选项A:,故选项A错误;对于选项B:,故选项B正确;对于选项C和D:表示圆上点与直线上点的连线段的长度,该距离最小为圆心到直线距离减去圆的半径,即为;该距离无最大值(直线上的点可离圆上的点无穷远);故选:BC.5.;【分析】利用待定系数法,结合配方法即可得解.【详解】依题意,设的外接圆的一般方程为,则,解得,所以所求圆的一般方程为,则其标准方程为.故答案为:.6.【分析】设Ax1,y1,Bx2,y2【详解】设Ax由解得,可得,设经过点A,B,的圆的方程为,所以,解得,即,可得.故答案为:.规律方法:解决圆的方程问题一般有两种方法(1)几何法:通过研究圆的性质、直线与圆、圆与圆的位置关系,进而求得圆的基本量和方程.(2)代数法:即用待定系数法先设出圆的方程,再由条件求得各系数.【考点三】直线、圆的位置关系核心梳理:1.直线与圆的位置关系:相交、相切和相离.其判断方法为:(1)点线距离法.(2)判别式法:设圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2,直线l:Ax+By+C=0(A2+B2≠0),联立方程组eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Ax+By+C=0,,x-a2+y-b2=r2,))消去y,得到关于x的一元二次方程,其根的判别式为Δ,则直线与圆相离⇔Δ<0,直线与圆相切⇔Δ=0,直线与圆相交⇔Δ>0.2.圆与圆的位置关系,即内含、内切、相交、外切、外离.一、单选题1.(2024·山东济南·一模)与抛物线和圆都相切的直线的条数为(
)A.0 B.1 C.2 D.32.(2023·湖南永州·一模)在平面直角坐标系中,过直线上一点作圆的两条切线,切点分别为,则的最大值为(
)A. B. C. D.二、多选题3.(2024·安徽合肥·二模)已知圆,圆,则(
)A.两圆的圆心距的最小值为1B.若圆与圆相切,则C.若圆与圆恰有两条公切线,则D.若圆与圆相交,则公共弦长的最大值为24.(2024·安徽·二模)已知双曲线:(,)左右焦点分别为,,.经过的直线与的左右两支分别交于,,且为等边三角形,则(
)A.双曲线的方程为B.的面积为C.以为直径的圆与以实轴为直径的圆相交D.以为直径的圆与以实轴为直径的圆相切三、填空题5.(2024·福建漳州·一模)过点作圆:的两条切线,切点分别为A,,若直线与圆:相切,则.6.(2023·河南·模拟预测)圆与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),点N满足,直线与圆M和点N的轨迹同时相切,则直线l的斜率为.参考答案:题号1234答案DAADBD1.D【分析】设出切点坐标,利用导数的几何意义求出抛物线的切线方程,再由圆的切线性质列式计算即得.【详解】设直线与抛物线相切的切点坐标为,由,求导得,因此抛物线在点处的切线方程为,即,依题意,此切线与圆相切,于是,解得或,所以所求切线条数为3.故选:D2.A【分析】由题意圆的标准方程为,如图,又,所以,又由圆心到直线的距离可求出的最小值,进而求解.【详解】如下图所示:
由题意圆的标准方程为,,又因为,所以,所以,又圆心到直线的距离为,所以,所以不妨设,则,又因为在单调递增,所以当且仅当即,即当且仅当直线垂直已知直线时,有最大值.故选:A.3.AD【分析】根据两点的距离公式,算出两圆的圆心距,从而判断出A项的正误;根据两圆相切、相交的性质,列式算出的取值范围,判断出B,C两项的正误;当圆的圆心在两圆的公共弦上时,公共弦长有最大值,从而判断出D项的正误.【详解】根据题意,可得圆的圆心为,半径,圆的圆心为,半径.对于A,因为两圆的圆心距,所以A项正确;对于B,两圆内切时,圆心距,即,解得.两圆外切时,圆心距,即,解得.综上所述,若两圆相切,则或,故B项不正确;对于C,若圆与圆恰有两条公切线,则两圆相交,,即,可得,解得且,故C项不正确;对于D,若圆与圆相交,则当圆的圆心在公共弦上时,公共弦长等于,达到最大值,因此,两圆相交时,公共弦长的最大值为2,故D项正确.故选:AD.4.BD【分析】根据双曲线定义结合为等边三角形得,,由余弦定理得,进而求出方程为判断选项A;求出判断选项B;利用两圆相切的几何意义可判断选项C、D.【详解】由已知得,由双曲线定义知:,因为,所以,故,,在中,由余弦定理得:,解得:,所以,方程为,A错误.的面积为,B正确.取的中点,,两圆内切,故C错误.取的中点,则,两圆外切,故D正确.故选:BD5.81【分析】由题意可知点在以为直径的圆上,结合两圆相交可得直线的方程为,再根据直线与圆相切列式求解.【详解】圆:的圆心为O0,0,半径;圆:的圆心为,半径;由题意可知:,可知点在以为直径的圆上,以为直径的圆为,整理得,结合圆:,两圆方程作差,可得直线的方程为,即,若直线与圆:相切,则,整理得.故答案为:81.6.【分析】求出A、B坐标,设N(x,y),求出N的轨迹圆E的方程,作出图象,利用圆的公切线的几何性质即可求其斜率.【详解】对于圆,令,得,解得或,则,.设,∵,∴,则,整理得,则点N的轨迹是圆心为,半径为的圆.又圆M的方程为,则圆M的圆心为,半径为.∵,∴两圆相交,设直线l与圆M和点N轨迹圆E切点分别为C,D,连接CM,DE,过M作DE的垂线,垂足为点F,则四边形CDFM为矩形,∵,,∴,则,则两圆公切线CD的斜率即为直线FM的斜率为.故答案为:.规律方法:直线与圆相切问题的解题策略当直线与圆相切时,利用“切线与过切点的半径垂直,圆心到切线的距离等于半径”建立关于切线斜率的等式,所以求切线方程时主要选择点斜式.过圆外一点求解切线段长的问题,可先求出圆心到圆外一点的距离,再结合半径利用勾股定理计算.专题精练专题精练一、单选题1.(2024·河南洛阳·模拟预测)“”是“直线与直线平行”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2.(2024·福建厦门·二模)在平面直角坐标系中,点在直线上.若向量,则在上的投影向量为(
)A. B. C. D.3.(23-24高三下·内蒙古赤峰·开学考试)若双曲线的实轴长为2,离心率为,则双曲线的左焦点到一条渐近线的距离为(
)A. B. C.1 D.24.(2024·辽宁大连·一模)过点和,且圆心在x轴上的圆的方程为(
)A. B.C. D.5.(2024·江西·模拟预测)若点在圆的外部,则a的取值范围为(
)A. B. C. D.6.(2023·北京房山·一模)已知直线与圆相交于M,N两点.则的最小值为(
)A. B. C.4 D.67.(2023·湖北·二模)已知动直线l的方程为,,,O为坐标原点,过点O作直线l的垂线,垂足为Q,则线段PQ长度的取值范围为(
)A. B. C. D.8.(2024·安徽合肥·一模)已知直线与交于两点,设弦的中点为为坐标原点,则的取值范围为(
)A. B.C. D.二、多选题9.(22-23高二上·湖北武汉·期末)设圆,直线为上的动点,过点作圆的两条切线,切点为为圆上任意两点,则下列说法中正确的有(
)A.的取值范围为B.四边形面积的最大值为C.满足的点有两个D.的面积最大值为10.(23-24高三上·河北衡水·阶段练习)已知直线和圆,则(
)A.直线过定点B.直线与圆有两个交点C.存在直线与直线垂直D.直线被圆截得的最短弦长为11.(2024·广东汕头·一模)如图,是连接河岸与的一座古桥,因保护古迹与发展的需要,现规划建一座新桥,同时设立一个圆形保护区.规划要求:①新桥与河岸垂直;②保护区的边界为一个圆,该圆与相切,且圆心在线段上;③古桥两端和到该圆上任意一点的距离均不少于.经测量,点分别位于点正北方向、正东方向处,.根据图中所给的平面直角坐标系,下列结论中,正确的是(
)A.新桥的长为B.圆心可以在点处C.圆心到点的距离至多为D.当长为时,圆形保护区的面积最大三、填空题12.(2023·全国·模拟预测)已知圆与圆有3条公切线,则的值为.13.(2024·四川·模拟预测)圆与圆的公共弦长为.14.(23-24高三下·山东菏泽·阶段练习)若曲线上两个不同点处的切线重合,则称这条切线为曲线的“自公切线”,则下列方程对应的曲线中存在“自公切线”的序号为..四、解答题15.(23-24高二上·江苏南通·阶段练习)已知圆O:(1)过圆外一点引圆的切线,求切线方程;(2)设点P是直线上的一点,过点P作圆的切线,切点是M,求的面积最小值以及此时点P的坐标.16.(22-23高二上·云南昆明·期中)已知圆C:和直线l:相切.(1)求圆C半径;(2)若动点M在直线上,过点M引圆C的两条切线MA、MB,切点分别为A、B.①记四边形MACB的面积为S,求S的最小值;②证明直线AB恒过定点.17.(2024·四川成都·模拟预测)已知点,,点P在以AB为直径的圆C上运动,轴,垂足为D,点M满足,点M的轨迹为W,过点的直线l交W于点E、F.(1)求W的方程;(2)若直线l的倾斜角为,求直线l被圆C截得的弦长;(3)设直线AE,BF的斜率分别为,,证明为定值,并求出该定值.参考答案:题号12345678910答案DCADACBDACABC题号11答案AC1.D【分析】求出直线平行的充要条件为,结合充分条件、必要条件的定义即可得解.【详解】若,则有,所以或,当时,,故,重合;当时,,满足条件,所以“”是“”的既不充分也不必要条件,故选:D.2.C【分析】确定直线的方向向量,结合数量积的运算判断出为直线的法向量,结合投影向量的含义即可求得答案.【详解】由题意设直线的方向向量为,则,而,则,即为直线的法向量,又O到直线的距离为,故在上的投影向量为,
故选:C3.A【分析】根据条件列方程组求出,然后利用点到直线的距离求解即可.【详解】由已知得,解得,则双曲线的左焦点,一条渐近线,故双曲线的左焦点到一条渐近线的距离为.故选:A.4.D【分析】借助待定系数法计算即可得.【详解】令该圆圆心为,半径为,则该圆方程为,则有,解得,故该圆方程为.故选:D.5.A【分析】根据表示圆得,又利用点在圆外得,从而可得结果.【详解】因为可化为,则,所以.又点在圆的外部,所以,故,综上,.故选:A.6.C【分析】先求出圆心和半径,以及直线的定点,利用圆的几何特征可得到当时,最小【详解】由圆的方程,可知圆心,半径,直线过定点,因为,则定点在圆内,则点和圆心连线的长度为,当圆心到直线距离最大时,弦长最小,此时,由圆的弦长公式可得,故选:C7.B【分析】利用万能公式将直线方程化为,求出过原点与直线垂直的直线方程,进而得出点的轨迹为圆心为半径为3的圆,进而转化为点到圆的距离即可求解.【详解】由可得,令,由万能公式可得,,所以直线的方程为①,由题意可知过原点与直线垂直的直线方程为②,可得,即表示点的轨迹为圆心为半径为3的圆,于是线段长度的取值范围为,因为,所以线段PQ长度的取值范围为,故选:B.8.D【分析】首先求出圆心坐标与半径,再求出直线过定点坐标,设Ax1,y1,Bx2,y【详解】即,则圆心为,半径,直线,令,解得,即直线恒过定点1,0,又,所以点1,0在圆内,设Ax1,y1,B消去整理得,显然,则,则,所以,,则,则,又直线的斜率不为,所以不过点1,0,所以动点的轨迹方程为(除点1,0外),圆的圆心为,半径,又,所以,即,即的取值范围为.故选:D
【点睛】关键点点睛:本题关键是求出动点的轨迹,再求出圆心到原点的距离,最后根据圆的几何性质计算可得.9.AC【分析】根据切线长公式即可求解A,B,C,根据三角形的面积公式可求解D.【详解】圆心到直线的距离,所以,因为圆的半径为,根据切线长公式可得,当时取得等号,所以的取值范围为,A正确;因为,所以四边形的面积等于,四边形面积的最小值为,故B错误;因为,所以,在直角三角形中,,所以,设,因为,整理得,则有,所以满足条件的点有两个,C正确;因为所以当,即,面积有最大值为,此时四边形为正方形,则,满足要求,故D错误,故选:AC.10.ABC【分析】利用直线方程求定点可判断选项A;利用直线恒过定点在圆内可判断选项B;利用两直线的垂直关系与斜率的关系判断选项C;利用弦长公式可判断选项D.【详解】对A,由可得,,令,即,此时,所以直线l恒过定点,A正确;对B,因为定点到圆心的距离为,所以定点在圆内,所以直线l与圆O相交,B正确;对C,因为直线的斜率为,所以直线l的斜率为,即,此时直线l与直线垂直,满足题意,C正确;对D,因为直线l恒过定点,圆心到直线l的最大距离为,此时直线l被圆O截得的弦长最短为,D错误;故选:ABC.11.AC【分析】根据给定条件,求出直线的方程,联立求出点的坐标判断A;设,由题意列出
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