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本文(2022-2023学年高二数学上学期期中挑战满分冲刺卷(人教A版2019选择性必修第一册浙江专用)专题04 直线和圆的方程(难点)WORD版含解析.doc)为本站会员(a****)主动上传,免费在线备课命题出卷组卷网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知免费在线备课命题出卷组卷网(发送邮件至kefu@ketangku.com或直接QQ联系客服),我们立即给予删除!

2022-2023学年高二数学上学期期中挑战满分冲刺卷(人教A版2019选择性必修第一册浙江专用)专题04 直线和圆的方程(难点)WORD版含解析.doc

1、专题04 直线和圆的方程(难点)一、单选题1过坐标原点作直线:的垂线,垂足为,则的取值范围是()ABCD【答案】D【分析】根据给定条件,将表示成a的函数,求出函数的值域的作答.【解析】依题意,直线l的方向向量,则有,解得,因此,因当时,取最小值,则有,所以的取值范围是.故选:D2唐代诗人李颀的诗古从军行开头两句为“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,其中隐含了一个有趣的数学问题“将军饮马”,即将军在白天观望烽火台之后黄昏时从山脚下某处出发,先到河边饮马再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,已知军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短

2、总路程为()AB5CD【答案】A【分析】先找出B关于直线的对称点C再连接AC即为“将军饮马”的最短路程.【解析】如图所示,设点关于直线的对称点为,在直线上取点P,连接PC,则由题意可得,解得,即点,所以,当且仅当A,P,C三点共线时等号成立,所以“将军饮马”的最短总路程为故选:A3直线l:ypx(p是不等于0的整数)与直线yx10的交点恰好是整点(横坐标和纵坐标都是整数),那么满足条件的直线l有 A6条B7条C8条D无数条【答案】B【解析】试题分析:,所以 值有7个,直线有7条故选:B考点:直线交点4已知点与点在直线的两侧,给出以下结论:;当时,有最小值,无最大值;当且时,的取值范围是.正确的

3、个数是()A1B2C3D4【答案】B【分析】由与的位置关系有,数形结合法判断位置,结合的几何意义判断、的范围,应用点线距离公式有判断.【解析】将代入有,而与在的两侧,则,错误;由上知:且,则在直线上方与y轴右侧部分,所以,故无最值,错误;由上图知:在直线左上方,则,正确;由过且且,即在直线上方与y轴右侧部分,而表示与连线的斜率,由图知:,正确.故选:B5已知点,直线将ABC分割为面积相等的两部分,则b的取值范围是()ABCD【答案】B【分析】先求得直线(a0)与x轴的交点为M(,0),由0可得点M在射线OA上求出直线和BC的交点N的坐标,若点M和点A重合,求得b;若点M在点O和点A之间,求得b

4、; 若点M在点A的左侧,求得b1再把以上得到的三个b的范围取并集,可得结果【解析】由题意可得,三角形ABC的面积为 1,由于直线与x轴的交点为M,由直线将ABC分割为面积相等的两部分,可得b0,故0,故点M在射线OA上设直线和BC的交点为N,则由可得点N的坐标为, 若点M和点A重合,如图:则点N为线段BC的中点,故N(,), 把A、N两点的坐标代入直线,求得ab若点M在点O和点A之间,如图:此时,点N在点B和点C之间,由题意可得三角形NMB的面积等于,即,即 ,可得a0,求得 b,故有若点M在点A的左侧,则,由点M的横坐标1,求得ba设直线和AC的交点为P,则由 求得点P的坐标为,此时,由题意

5、可得,三角形CPN的面积等于,即 ,即,化简可得 由于此时 ba0,0a1,2(1b)2|a21|1a2 两边开方可得 1,化简可得,故有1综上可得b的取值范围应是 ,故选:B6已知直线:,:,直线垂直于,且垂足分别为A,B,若,则的最小值为()ABCD8【答案】C【分析】根据条件设出直线l3的方程,求出点A,B坐标,用m表示出,再借助几何意义即可计算得解.【解析】因直线垂直于,则设直线l3的方程为:,由得点,由得点,而,于是得,而表示动点到定点与的距离的和,显然,动点在直线上,点与在直线两侧,因此,当且仅当点M是直线与线段EF:的交点,即原点时取“=”,此时m=0,从而得取最小值,所以,当直

6、线l3方程为:时,取最小值.故选:C7若曲线:与曲线:有三个不同的公共点,则实数的取值范围是ABCD【答案】D【分析】表示的是圆,表示的两条直线,结合三个不同的交点,从而确定只需直线ymxm=0与圆相交,根据圆心到直线距离小于半径,求出的范围,再去掉不合要求的值,从而确定实数的取值范围.【解析】由题意可知曲线:表示一个圆,化为标准方程得:(x1)2+y2=1,所以圆心坐标为(1,0),半径r=1;:表示两条直线x=0和ymxm=0,由直线ymxm=0可知:此直线过定点(1,0),其中直线x=0与圆有1个交点为,要想,有3个不同的交点,只需直线ymxm=0与圆有2个交点,即直线与圆相交,在平面直

7、角坐标系中画出图象如图所示:圆心到直线的距离,化简得:所以当时,直线ymxm=0化简为,此时直线与圆的交点为,综上:当时,与交点个数为2个,不合要求,所以m,故选:D.8已知圆动直线于圆C交于A,B两点,线段的中点为P,则的取值范围是()ABCD【答案】B【分析】根据题意可得C(4,0)和直线l过定点,设,利用平面向量的坐标表示得出P的轨迹方程,进而根据,计算即可.【解析】由题意知,圆C:,得圆心C(4,0),半径为4,得直线l过定点,设,则,根据题意,得,所以,有,即,所以中点P的轨迹是以为圆心,半径为的圆,所以,所以,所以的取值范围为,故选:B9已知直线x+yk0(k0)与圆x2+y24交

8、于不同的两点A、B,O是坐标原点,且有,那么k的取值范围是()ABCD【答案】C【分析】由题设,为等腰底边中线长度的2倍,为底边长度,而是直线在坐标轴上的截距,由已知条件并结合数形结合思想及圆的性质,求的范围.【解析】设AB中点为C,则OCAB,直线x+yk0(k0)与圆x2+y24交于不同的两点A、B,4,4,k0,.故选:C10已知为等边三角形,动点在以为直径的圆上,若,则的最大值为()ABCD【答案】C【解析】设等边的边长为2,以边的中点为原点,所在直线为轴建立平面直角坐标系,设点,通过向量的坐标运算,将、用表示出来,然后利用辅助角公可求出的最大值【解析】解:设的边长为2,不妨以线段的中

9、点为坐标原点,建立如下图所示的平面直角坐标系,则点、,以线段直径的圆的方程为,设点,则,由于,则,解得,所以,因此,的最大值为,故选:C.【点睛】本题考查平面向量的基本定理,涉及圆的参数方程、辅助角公式,关键在于引入合适的变量来表示问题涉及的参数11设,O为坐标原点,点P满足,若直线上存在点Q使得,则实数k的取值范围为()ABCD【答案】B【分析】设,由两点距离公式计算可得根据题意可得,进而利用点到直线的距离公式即可求解【解析】设,即点P的轨迹为以原点为圆心,2为半径的圆面若直线上存在点Q使得,则PQ为圆的切线时最大,如图,即圆心到直线的距离,或故选:B12太极图的形状如中心对称的阴阳两鱼互抱

10、在一起,因而也被称为“阴阳鱼太极图”.如图是放置在平面直角坐标系中简略的“阴阳鱼太极图”,其外边界是一个半径为的圆,其中黑色阴影区域在轴右侧部分的边界为一个半圆,已知直线.给出以下命题:当时,若直线截黑色阴影区域所得两部分的面积分别记为,则;当时,直线与黑色阴影区域有1个公共点;当时,直线与黑色阴影区域的边界曲线有2个公共点.其中所有正确命题的序号是().ABCD【答案】A【分析】根据直线和圆的位置关系,逐项分析判断即可得解【解析】如图1所示,大圆的半径为2,小圆的半径为1,所以大圆的面积为,小圆的面积为对于,当时,直线的方程为此时直线将黑色阴影区域的面积分为两部分,所以,故正确对于,根据题意

11、,黑色阴影区域在第一象限的边界方程为当时,直线的方程为,即,小圆圆心到直线的距离,所以直线与该半圆弧相切,如图2所示,所以直线与黑色阴影区域只有一个公共点,故正确对于,当时,如图3所示,直线与黑色阴影区域的边界曲线有2个公共点,当时,直线与黑色阴影区域的边界曲线有1个公共点,故错误综上所述,正确故选:A二、多选题13设、为不同的两点,直线,以下命题中正确的为()A存在实数,使得点在直线上;B若,则过的直线与直线平行;C若,则直线经过的中点;D若,则点在直线l的同侧且直线l与线段的延长线相交;【答案】BCD【分析】对于A,点在直线上,则点的坐标满足直线方程,从而得到,进而可判断A不正确对于B,当

12、时,若,则,整理得,再结合不在直线上科判断,当时,若,可判断故,进而得到,再综合得答案对于C,若,即可得到,即可判断C对于D,若,则,或,根据点与直线的位置关系即可判定D【解析】解:对于A选项,若点在直线上则,不存在实数,使点在直线上,故A不正确;对于B选项,当时,若,则,整理得,此时直线垂直于轴,直线也垂直于轴,由于不在直线上,故过、两点的直线与直线平行;当时,若,则,整理得,此时若成立,则,与、为不同的两点矛盾,故,所以, 即,所以过、两点的直线与直线平行,综合可知,B正确;对于C选项,若,则即,直线经过线段的中点,即C正确;对于D选项,若,则,或,所以,且,所以点在直线的同一侧且到直线的

13、距离不相等,所以直线与线段不平行故D正确故选:BCD14如图,平面中两条直线和相交于点O,对于平面上任意一点M,若p,q分别是M到直线和的距离,则称有序非负实数对是点M的“距离坐标”.下列四个命题中正确命题为()A若,则“距离坐标”为的点有且仅有1个B若,且,则“距离坐标”为的点有且仅有2个C若,则“距离坐标”为的点有且仅有4个D若,则点M在一条过点O的直线上【答案】ABC【分析】根据点M的“距离坐标”的定义逐一判断即可.【解析】A. 若,则“距离坐标”为的点是两条直线的交点O,因此有且仅有1个,故正确.B. 若,且,则“距离坐标”为或的点有且仅有2个,故正确.C. 若,则“距离坐标”为的点有

14、且仅有4个,如图,故正确.D. 若,则点M在的轨迹是两条过O的直线,分别为交角的平分线所在直线,故不正确.故选:ABC.15已知圆M:,点P是直线l:上一动点,过点P作圆M的切线PA,PB,切点分别是A,B,下列说法正确的有()A圆M上恰有一个点到直线l的距离为B切线长PA的最小值为1C四边形AMBP面积的最小值为2D直线AB恒过定点【答案】BD【分析】利用圆心到直线的距离可判断A,利用圆的性质可得切线长利用点到直线的距离可判断B,由题可得四边形AMBP面积为,可判断C,由题可知点A,B,在以为直径的圆上,利用两圆方程可得直线AB的方程,即可判断D.【解析】由圆M:,可知圆心,半径,圆心到直线

15、l:的距离为,圆M上恰有一个点到直线l的距离为,故A错误;由圆的性质可得切线长,当最小时,有最小值,又,故B正确;四边形AMBP面积为,四边形AMBP面积的最小值为1,故C错误;设,由题可知点A,B,在以为直径的圆上,又,所以,即,又圆M:,即,直线AB的方程为:,即,由,得,即直线AB恒过定点,故D正确.故选:BD.16(多选)瑞士著名数学家欧拉在年提出定理:三角形的外心、重心、垂心位于同一直线上.这条直线被后人称为三角形的“欧拉线”.在平面直角坐标系中作,点,点,且其“欧拉线”与圆相切,则下列结论正确的是()A圆上的点到直线的最小距离为B圆上的点到直线的最大距离为C若点在圆上,则的最小值是

16、D圆与圆有公共点,则的取值范围是【答案】ACD【分析】求出线段的中垂线的方程,由圆心到中垂线的距离等于半径求出的值,可得圆的方程,求出圆心到的距离,则、分别为圆上的点到直线的最小距离和最大距离可判断选项A、B;令,令圆心到该直线的距离等于半径列方程求出的值可判断C;计算圆心距小于等于半径之和,大于等于半径之差的绝对值,解不等式求出的取值范围可判断D,进而可得正确选项.【解析】因为,所以是等腰三角形,可得的外心、重心、垂心都位于的垂直平分线上,由点,点可得线段的中点为,且直线的斜率,所以线段的垂直平分线的方程为,即.又圆的圆心为,直线与圆相切,所以点到直线的距离为,所以圆.对于选项A、B:圆的圆

17、心到直线的距离,所以圆上的点到直线的最小距离为,最大距离为,故选项A正确,选项 B错误;对于C,令,即,当直线与圆相切时,圆心到直线的距离为,解得或,则的最小值是,故选项C正确;对于D,圆的圆心为,半径为,若该圆与圆有公共点,则,即,解得,故选项D正确.故选:ACD.三、填空题17已知动点到的距离是到的距离的2倍,记动点的轨迹为,直线:与交于,两点,若(点为坐标原点,表示面积),则_【答案】【分析】由题意求出的轨迹方程,与直线方程联立,再由面积关系求解【解析】设,则,整理得设,联立整理得,故,又,故联立,解得故答案为:18定义点到直线的有向距离.已知点到直线l的有向距离分别是,给出以下命题:若

18、,则直线与直线l平行;若,则直线与直线l平行;若,则直线与直线l垂直;若,则直线与直线l相交.其中正确命题的个数是_.【答案】1【分析】设点的坐标分别为,求出,可知当时,命题均不正确,当时,在直线的两边,可以判断命题正确.【解析】设点的坐标分别为,则,若,则,即,所以,若,即,则点都在直线l上,此时直线与直线l重合,故命题均不正确,当时,在直线的两边,则直线与直线l相交,故命题正确.故答案为:1.【点睛】本题主要考查与直线距离有关的命题的判断,利用条件推出点与直线的位置关系是解决本题的关键,综合性较强.19若平面内两定点A、B间的距离为2,动点P满足,则的最大值为_【答案】#【分析】建立直角坐

19、标系,利用列式化简,可得点的轨迹方程,再代入,从而可得答案.【解析】以经过的直线为轴,线段的垂直平分线为轴建立直角坐标系,则,设,由,所以,两边平方并整理得,所以点的轨迹为以为圆心,为半径的圆,所以,则有,所以的最大值为.故答案为:.20已知点A为圆和在第一象限内的公共点,过点A的直线分别交圆,于C,D两点(C,D异于点A),且,则直线CD的斜率是_.【答案】1或5【分析】先求出.设直线CD为:.过作于F,过作于E. 由垂径定理表示出,.根据列方程,解出k的值.【解析】因为点A为圆和在第一象限内的公共点,所以由解得:(y=-1舍去)故.由题意可知,直线CD的斜率存在,设其为k,则直线CD为:.

20、过作于F,过作于E.则,由垂径定理得:,.因为,所以,解得:或.故答案为:1或5.四、解答题21已知直线,.(1)若直线l与直线垂直,求实数的值(2)若直线l在x轴上的截距是在y轴上截距的2倍,求直线l的方程.【答案】(1)或(2)或【分析】(1)根据直线垂直的充要条件列方程求解即可;(2)求出在坐标轴上的截距,由条件求出,即可得出直线方程.(1)因为直线l与直线垂直,所以,解得或.(2)令,得,令,由题意知,解得或,所以直线l的方程为或.22已知直线:(1)求经过的定点坐标;(2)若直线交轴负半轴于点,交轴正半轴于点的面积为,求的最小值和此时直线的方程;当取最小值时,求直线的方程【答案】(1

21、);(2)的最小值为,;.【分析】(1)整理已知方程,使得的系数等于即可求解;(2)求出点,的坐标,利用表示的面积为,利用基本不等式求最值,由等号成立的条件可得的值,进而可得直线的方程;设直线的倾斜角为,则,可得,再利用三角函数的性质计算 的最小值,以及此时的值,进而可得的值以及直线的方程.【解析】(1)由可得:,由可得,所以经过的定点坐标;(2)直线:,令可得;令,可得,所以,由可得:,的面积,当且仅当即时等号成立,的最小值为,此时直线的方程为:即;设直线的倾斜角为,则,可得,所以,令,因为,可得,将两边平方可得:,所以,所以,因为在上单调递增,所以,所以,此时,可得,所以,所以直线的方程为

22、.23已知圆:,(1)若过定点的直线与圆相切,求直线的方程;(2)若过定点且倾斜角为30的直线与圆相交于,两点,求线段的中点的坐标;(3)问是否存在斜率为1的直线,使被圆截得的弦为,且以为直径的圆经过原点?若存在,请写出求直线的方程;若不存在,请说明理由.【答案】(1)或(2)(3)存在,或【分析】(1)首先设直线的方程为:,与圆的方程联立,令,即可求解的值;(2)设直线的方程为:,与圆的方程联立,利用韦达定理表示中点坐标;(3)方法一,设直线:,与圆的方程联立,利用韦达定理表示,即可求解;方法二,设圆系方程,利用圆心在直线,以及圆经过原点,即可求解参数.(1)根据题意,设直线的方程为:联立直

23、线与圆的方程并整理得:所以,从而,直线的方程为:或;(2)根据题意,设直线的方程为:代入圆方程得:,显然,设,则,所以点的坐标为(3)假设存在这样的直线:联立圆的方程并整理得:当设,则,所以因为以为直径的圆经过原点,所以,即均满足.,所以直线的方程为:或.(3)法二:可以设圆系方程则圆心坐标,圆心在直线上,得 且该圆过原点,得 由,求得或 所以直线的方程为:或.24如图,设直线:,:点A的坐标为过点A的直线l的斜率为k,且与,分别交于点M,N的纵坐标均为正数(1)设,求面积的最小值;(2)是否存在实数a,使得的值与k无关若存在,求出所有这样的实数a;若不存在,说明理由【答案】(1);(2)存在

24、;【分析】(1)利用直线的点斜式方程直线l的方程,再利用两条直线的交点坐标得和,再结合题目条件得,当时,得直线OA的方程为,和,以及,再利用点到直线的距离公式得点M和N到直线OA的距离,从而得面积,令,则,从而得S,再利用基本不等式求最值,计算得结论;(2)利用(1)的结论,结合两点间的距离公式得和,计算,由得结论【解析】(1)因为直线l过点,且斜率为k,所以直线l的方程为因为直线l与,分别交于点M,N,所以,因此由得,即,由得,即又因为M,N的纵坐标均为正数,所以,即而,因此又因为当时,直线OA的方程为,且,所以点M到直线OA的距离为,点N到直线OA的距离为,因此面积令,则且,因此,当且仅当

25、,即时,等号成立,所以S的最小值为,即面积的最小值为(2)存在实数,使得的值与k无关由(1)知:,且因此,所以又因为,所以当时,为定值,因此存在实数,使得的值与k无关25已知圆,直线 .(1)求直线所过定点A的坐标;(2)求直线被圆C所截得的弦长最短时的值及最短弦长;(3)已知点,在直线上(C为圆心),存在定点N(异于点M),满足:对于圆C上任一点P,都有为一常数,试求所有满足条件的点N的坐标及该常数.【答案】(1);(2);(3),常数.【分析】(1)利用直线系方程的特征,直接求解直线过定点的坐标(2)当时,所截得弦长最短,由题知,求出的斜率,利用点到直线的距离,转化求解即可(3)由题知,直

26、线的方程为,假设存在定点满足题意,则设,得,且,求出,然后求解比值【解析】解:(1)依题意得,令且,得,直线过定点,(2)当时,所截得弦长最短,由题知,得,由得,圆心到直线的距离为,最短弦长为(3)由题知,直线的方程为,假设存在定点满足题意,则设,得,且整理得,上式对任意,恒成立,且解得或,(舍去,与重合)综上可知,在直线上存在定点,使得为常数【点睛】处理直线与圆的位置关系时,若两方程已知或圆心到直线的距离易表达,则用几何法;若方程中含有参数,或圆心到直线的距离的表达较繁琐,则用代数法26已知平面上的线段l及点P,任取l上一点Q,线段PQ长度的最小值称为点P到线段l的距离,记作.(1)求点到线

27、段l:的距离;(2)设l是长为2的线段,求点的集合所表示的图形面积;(3)写出到两条线段距离相等的点的集合,其中,.【答案】(1)(2)(3)【分析】(1)先求出过点与直线垂直的直线,求出垂足,根据,判断出线段l:的端点使得最小;(2)不妨设线段为l,且,画出满足的图象,求出面积;(3)根据ABCD四个点的位置,得到四边形ABCD为等腰梯形,故BC的垂直平分线即为所求.(1)设过点与直线垂直的直线为,代入点,解得:,所以,两直线垂直,联立得:,解得:,故垂足为,显然,设线段l:的端点,则为求点到线段l:的距离.(2)不妨设线段为l,且,此时点集D由如下曲线围成,其中由两个半圆和两条线段组成,其

28、中两半圆圆心分别为和,半径为1,两线段分别是( ),(),故图形面积为. (3),故,且,所以,故四边形ABCD为等腰梯形,故到两条线段距离相等的点的集合为线段AD或BC的垂直平分线,其中AD中点坐标为,BC的中点为,故直线GF:.所以27在平面直角坐标系中,圆,直线,直线.(1)已知为直线上一点,若点在第一象限,且,求过点圆的切线方程;若存在过点的直线交圆于点,且B恰为线段的中点,求点横坐标的取值范围;(2)设直线与轴交于点,线段的中点为,为圆上一点,且,直线与圆交于另一点,求线段长的最小值.【答案】(1)或;(2).【分析】(1)设,根据 ,求得点P的坐标,再利用圆的切线求法求解.设,根据

29、B恰为线段的中点,求得点B的坐标,再根据点A,B都在圆上,得到两圆有公共点求解. (2)设,根据R在圆上,且,求得R的坐标,得到RM的方程,进而与圆联立,求得N的坐标,再利用两点间距离公式结合二次函数求解.【解析】(1)设,因为 ,所以 ,解得 ,因为点P在第一象限,所以 ,则 ,当切线斜率存在时,设直线方程为 ,即 ,由圆心到直线的距离相等得,解得 ,所以切线方程是 ,当斜率不存在时,综上:过点圆的切线方程为或;设,因为B恰为线段的中点,则,所以,因为点A,B都在圆上,所以即 ,所以两圆有公共点,所以,解得 ,所以点P的横坐标的取值范围是(2)设,因为点R在圆上,且,所以。解得,所以RM的方

30、程为,由 ,解得 ,又,所以 ,当,即时,.【点睛】方法点睛:过一点求圆的切线的方法:(1)过圆上一点(x0,y0)的圆的切线方程的求法:先求切点与圆心连线的斜率k,由垂直关系知切线斜率为,由点斜式方程可求切线方程若切线斜率不存在,则由图形写出切线方程xx0.(2)过圆外一点(x0,y0)的圆的切线方程的求法:当斜率存在时,设为k,切线方程为yy0k(xx0),即kxyy0kx00.由圆心到直线的距离等于半径,即可得出切线方程当斜率不存在时要加以验证28如图,点P(x0,y0)是圆O:x2+y29上一动点,过点P作圆O的切线l与圆O1:(xa)2+(y4)2100(a0)交于A,B两点,已知当

31、直线l过圆心O1时,|O1P|4(1)求a的值;(2)当线段AB最短时,求直线l的方程;(3)问:满足条件的点P有几个?请说明理由【答案】(1)a3;(2)3x+4y+150;(3)2个,理由见解析【分析】(1)依题意计算 ,可得结果;(2)解法1(代数法):当圆心O1到直线l的距离d最大时,线段AB最短,再求出d的最大值即可得结果;解法2(几何法):当圆心O1到直线l的距离d最大时,线段AB最短,当且仅当O1,O,P三点共线时,d取得最大值,从而得解;(3)采用分类讨论,O1,O 在直线 AB 同侧或异侧,假设|AP|t,可得 d2+(2t)2100,并得t2|MP|225(d3)2 或 t

32、2|MP|225(d+3)2计算即可判断【解析】解:(1)当直线l过圆心点O1时,解得a3(负值舍去)(2)解法1(代数法):因为OP与圆O相切,所以直线l的方程为 x0x+y0y9,且 ,所以圆心O1到直线l的距离,记z3x0+4y0,则直线3x0+4y0z0 与圆 有公共点,所以圆心(0,0)到直线 3x+4yz0 的距离,所以15z15,所以当z15 时,dmax8,此时弦长 最短,由,解得,所以直线l 的方程为 3x+4y+150解法2(几何法):如图,过 O1 作 O1MAB,则 M 为弦 AB 的中点,设 d|O1M|,当|O1M|最长时,弦长|AB|最短,因为 d|O1P|OO1

33、|+|OP|8,当且仅当O1,O,P三点共线时,取得最大值,此时 OO1AB,因为 ,所以直线 OO1 的方程为 ,由,解得(P点在第 3 象限)所以直线l的方程为3 x+4y+150(3)因为,所以设|AP|t,则|BP|3t(t0),所以|AB|4t,所以 d2+(2t)2100,(i)如图,当O1,O 在直线 AB 同侧时,t2|MP|225(d3)2,由得d6 或 d2,当d6 时,直线 AB 可看作是圆 x2+y29 与圆(x3)2+(y4)236 的公切线,此时两圆相交,公切线有两条,所以满足条件的点P有2个,d2 时,直线 AB 可看作是圆 x2+y29 与圆(x3)2+(y4)24 的公切线,此时两圆相外切,外公切线有两条,所以满足条件的点P有2个,(ii)如图,当O1,O 在直线 AB 异侧时,t2|MP|225(d+3)2,由可得d6 或 d2(舍),满足条件的P点不存在,综上,满足条件的点P共有4个附:当d6 时 ,即|3x0+4y09|18,由解得P(3,0)或 ,当d2 时 ,即|3x0+4y09|6,由,解得或 或 ( 舍去 )【点睛】本题考查直线与圆的位置关系、圆与圆的位置关系及其判定,涉及两圆的公切线问题,与圆有关的最值问题,要注意考虑到各种不同的情况,避免遗漏,又要注意检验取舍,仔细认真计算.

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