1、专项强化练(十一)直线与圆A组题型一直线的方程1已知直线l:axy2a0在x轴和y轴上的截距相等,则a的值为_解析:由题意可知a0.当x0时,ya2.当y0时,x.所以a2,解得a2或a1.答案:2或12将直线y3x绕原点逆时针旋转90,再向右平移1个单位,所得到的直线方程为_解析:将直线y3x绕原点逆时针旋转90得到直线yx,再向右平移1个单位,所得直线的方程为y(x1),即x3y10.答案:x3y103若直线y2x10,yx1,yax2交于一点,则a_.解析:直线y2x10与yx1的交点坐标为(9,8),代入yax2,得8a(9)2,解得a.答案:4点A(1,1)到直线xcos ysin
2、20的距离的最大值为_解析:由点到直线的距离公式,得d2sin,又R,所以dmax2.答案:2临门一脚1求直线方程的一般方法(1)直接法:根据条件,选择适当的直线方程形式,直接写出方程(2)待定系数法:先设出方程,再根据条件求出待定系数2五种直线方程灵活选择,要牢记用斜率首先考虑斜率不存在;用截距要考虑截距为0或不存在的情况,不能出现漏解的情况题型二圆的方程1已知方程x2y22kx4y3k80表示一个圆,则实数k的取值范围是_解析:由(2k)2424(3k8)4(k23k4)0,解得k4.答案:(,1)(4,)2圆心在y轴上且过点(3,1)的圆与x轴相切,则该圆的方程是_解析:设圆心为(0,b
3、),半径为r,则r|b|,所以圆的方程为x2(yb)2b2.因为点(3,1)在圆上,所以9(1b)2b2,解得b5.所以圆的方程为x2(y5)225.答案:x2(y5)2253已知圆x2y22x4ya0关于直线y2xb成轴对称图形,则ab的取值范围是_解析:由题意知,直线y2xb过圆心,而圆心坐标为(1,2),故b4,圆的方程化为标准方程为(x1)2(y2)25a,所以a5,由此,得ab0.3如果遇到求解与三角形有关的圆的方程,应该研究三角形特征如等边三角形或直角三角形的外接圆和内切圆,更容易用标准式求解题型三直线与圆、圆与圆的位置关系1(2019盐城中学模拟)在平面直角坐标系xOy中,已知点
4、P在直线l:ykx6(k0)上,过点P作圆O:x2y24的切线,切点分别是A,B,且AB的中点为Q,若OQ1,则k的取值范围为_解析:连接OP,OA,由已知及圆的几何性质知,OP经过点Q,且OAAP,AQOP,所以RtOPARtOAQ,所以,即OA2OPOQ,又OA2,OQ1,所以OP4,所以点O到直线l的距离d4.因为k0,所以k,故k的取值范围为.答案:2(2018镇江高三期末)已知圆C与圆x2y210x10y0相切于原点,且过点A(0,6),则圆C的标准方程为_解析:由题意可知,圆C的圆心在直线yx上,设圆C的圆心为(a,a),半径为r,则r2a2a2a2(a6)2,解得a3,所以圆心为
5、(3,3),r218,圆C的标准方程为(x3)2(y3)218.答案:(x3)2(y3)2183过点P(4,0)的直线l与圆C:(x1)2y25相交于A,B两点,若点A恰好是线段PB的中点,则直线l的方程为_解析:根据题意,由于(41)25,所以点P在圆C外,过圆心C作CMAB于M,连结AC.易知直线l的斜率存在,设直线l的方程为yk(x4),即kxy4k0,则CM,AM.又点A恰好是线段PB的中点,所以PM3AM,在RtPMC中,CM2PM2PC2,即25,得180k220,即k,故直线l的方程为x3y40.答案:x3y404在平面直角坐标系xOy中,已知点A(0,2),点B(1,1),P为
6、圆x2y22上一动点,则的最大值是_解析:法一:设点P(x,y),则x2y22,所以,令,则x(21)y320,由题意,直线x(21)y320与圆x2y22有公共点,所以,解得04,所以的最大值为2.法二:当AP不与圆相切时,设AP与圆的另一个交点为D,由条件AB与圆C相切,则ABPADB,所以ABPADB,所以2,所以的最大值为2.答案:2临门一脚1直线与圆的位置关系用圆心到直线的距离d与半径r的大小关系判定较好2涉及圆的切线时,要考虑过切点与切线垂直的半径,计算弦长时,要注意应用半径、弦心距、半弦长构成的直角三角形3根据相交、相切的位置关系求直线方程时,要注意先定性再定量,不能漏解4圆上存
7、在一点的存在性问题可以通过求解动点轨迹转化为位置关系问题B组高考提速练1“a1”是“直线axy2a0与直线(2a1)xaya0互相垂直”的_条件(选填“充分不必要”“必要不充分”“充要”“既不充分也不必要”)解析:两直线互相垂直,a(2a1)(1)a0,即2a22a0,解得a0或a1.答案:充分不必要2经过点P(5,4),且与两坐标轴围成的三角形的面积为5的直线方程是_解析:由题意设所求方程为y4k(x5),即kxy5k40.由|5k4|5,得k或k,故所求直线方程为8x5y200或2x5y100.答案:8x5y200或2x5y1003圆心在直线2xy70上的圆C与y轴交于两点A(0,4),B
8、(0,2),则圆C的方程为_解析:因为圆过A(0,4),B(0,2),所以圆心C的纵坐标为3,又圆心C在直线2xy70上,所以圆心C为(2,3),从而圆的半径为rAC,故所求的圆C的方程为(x2)2(y3)35.答案:(x2)2(y3)354(2019扬州期末)已知直线l:yx4与圆C:(x2)2(y1)21相交于P,Q两点,则CQ_.解析:根据题意知,圆C:(x2)2(y1)21的圆心坐标为(2,1),半径r1,圆心C到直线l的距离d,则PQ2,则PCQ90,故CQ0.答案:05过坐标原点且与圆x24xy220相切的直线方程为_解析:圆x24xy220的圆心为(2,0),半径为,易知过原点与
9、该圆相切时,直线有斜率设斜率为k,则直线方程为ykx,则,所以k21,所以k1,所以直线方程为yx.答案:yx6已知圆C1:(x1)2(y1)21,圆C2与圆C1关于直线xy10对称,则圆C2的方程为_解析:由题意得C1(1,1),圆心C2与C1关于直线xy10对称,且半径相等,则C2(2,2),所以圆C2的方程为(x2)2(y2)21.答案:(x2)2(y2)217已知直线xya0与圆C:(x2)2(y2)24相交于A,B两点,且ABC为等腰直角三角形,则实数a_.解析:由题意得圆的圆心为C(2,2),半径为2,由ABC为等腰直角三角形可知圆心到直线的距离为,所以,所以a2.答案:28在平面
10、直角坐标系xOy中,若与点A(2,2)的距离为1且与点B(m,0)的距离为3的直线恰有两条,则实数m的取值范围是_解析:由题意知,以A(2,2)为圆心,1为半径的圆与以B(m,0)为圆心,3为半径的圆相交,所以4(m2)2416,所以22m22,且m2.答案:(22,2)(2,22)9已知A(1,0),B(2,1),C(5,8),ABC的外接圆在点A处的切线为l,则点B到直线l的距离为_解析:设ABC的外接圆的圆心为O(a,b),线段AB的中点为D,线段BC的中点为E,因为A(1,0),B(2,1),C(5,8),所以D,E,kAB,kBC3,由ODAB,OEBC,得即解得设直线l的斜率为k,
11、则kkOA1,解得k,故直线l的方程为y0(x1),即3x4y30,故点B到直线l的距离为1.答案:110已知圆C:x2y24x2y200,直线l:4x3y150与圆C相交于A,B两点,D为圆C上异于A,B两点的任一点,则ABD面积的最大值为_解析:因为圆C的标准方程为(x2)2(y1)225,所以圆心C(2,1),半径r5,所以圆心C到直线l:4x3y150的距离为d4,所以AB226,因为D为圆C上异于A,B两点的任一点,所以D到直线AB即直线l:4x3y150的距离的最大值为dr9,所以ABD面积的最大值为6927.答案:2711(2019扬州中学模拟)已知点P(x1,y1)为圆C1:(
12、x1)2(y1)24上的动点,Q(x2,y2)为圆C2:(x2)2(y2)216上的动点,则集合M(x,y)|xx1x2,yy1y2表示的平面区域的面积为_解析:法一:由题意知 ,C1(1,1),C2(2,2),(x11)2(y11)24,(x22)2(y22)216,(x11,y11),(x22,y22)因为xx1x2,yy1y2,所以x1(x11)(x22),y1(y11)(y22),所以(x1)2(y1)2(x11)(x22)2(y11)(y22)2202(x11)(x22)2(y11)(y22)20220224cos 2016cos 4,36(其中为与的夹角),所以集合M(x,y)|x
13、x1x2,yy1y2表示的平面区域为以(1,1)为圆心,半径分别为2,6的圆所围成的圆环,则其面积S36432.法二:因为点P(x1,y1)为圆C1:(x1)2(y1)24上的动点,Q(x2,y2)为圆C2:(x2)2(y2)216上的动点,所以可设x112cos ,y112sin ,x224cos ,y224sin ,则xx1x2(12cos )(24cos )12cos 4cos ,yy1y2(12sin )(24sin )12sin 4sin ,所以(x1)2(y1)2(2cos 4cos )2(2sin 4sin )22016cos ()4,36,所以集合M(x,y)|xx1x2,yy
14、1y2表示的平面区域为以(1,1)为圆心,半径分别为2,6的圆所围成的圆环,则其面积S36432.答案:3212已知点P(t,2t)(t0)是圆C:x2y21内一点,直线tx2tym与圆C相切,则直线l:xym0与圆C的位置关系是_解析:由点P(t,2t)(t0)是圆C:x2y21内一点,得|t|1.因为直线tx2tym与圆C相切,所以1,所以|m|1.圆C:x2y21的圆心(0,0)到直线xym0的距离d0),若对于线段AB上的任意一点P,圆C上都存在不同的两点M,N,满足2,则r的取值范围为_解析:法一:由题意得,线段AB的方程为3xy30(0x1)设P(m,n)(0m1),N(x,y),
15、则由2,得M.因为M,N均在圆C上,所以即由题意知,以(3,2)为圆心,r为半径的圆与以为圆心,为半径的圆有公共点,所以rr.又3mn30,所以r210m212m1025r2.令f(m)10m212m10(0m1),易知f(m)10m212m10在0,1上的值域为,故r2且1025r2,得r2r2,所以r2.综上,r2,故圆C的半径r的取值范围为.法二:过点C作CDMN于点D,设CDd,MN2l,则PD5l,MDl,连接CP,CM,则消去l,得d2,因为0d2r2,所以得r2CP225r2.易得线段AB的方程为3xy30(0x1),设P(m,n)(0m1),则3mn30,所以CP2(m3)2(
16、n2)210m212m10,所以r210m212m1025r2对任意的m0,1成立令f(m)10m212m10(0m1),易知f(m)10m212m10在0,1上的值域为,故r2且1025r2,解得r2r2对任意的m0,1成立,所以r2.综上,r2,故圆C的半径r的取值范围为.答案:14在平面直角坐标系xOy中,圆O:x2y21,圆M:(xa3)2(y2a)21(a为实数)若圆O与圆M上分别存在点P,Q,使得OQP30,则a的取值范围为_解析:过Q作圆O的切线QR,切点为R,根据圆的切线性质,有OQROQP30;反过来,如果OQR30,则存在圆O上的点P,使得OQP30.所以,若圆O上存在点P,使得OQP30,则OQR30.因为OP1,所以OQ2时不成立,所以OQ2,即点Q在圆面x2y24上又因为点Q在圆M上,所以圆M:(xa3)2(y2a)21与圆面x2y24有公共点,所以OM3.因为OM2(0a3)2(02a)2,所以(0a3)2(02a)29,解得a0.答案: