?第2章 圓與方程綜合測試
第Ⅰ卷
一、選擇題:本題共8小題,每小題5分,共40分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。
1.(2023·江蘇·高二假期作業(yè))將圓平分的直線是(????)
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】要使直線平分圓,只要直線經(jīng)過圓的圓心即可,
由,得,
所以圓心坐標為,
對于A,因為,所以直線不過圓心,所以A錯誤,
對于B,因為,所以直線不過圓心,所以B錯誤,
對于C,因為,所以直線過圓心,所以C正確,
對于D,因為,所以直線不過圓心,所以D錯誤,
故選:C
2.(2023·高二課時練習(xí))已知圓與圓,求兩圓的公共弦所在的直線方程(????)
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】將兩個圓的方程相減,得3x-4y+6=0.
故選:D.
3.(2023·江蘇南京·高二江蘇省江浦高級中學(xué)校聯(lián)考期中)直線被圓截得的弦長為1,則半徑(????)
A. B. C.2 D.
【答案】B
【解析】圓心到直線的距離為,
所以,故,
故選:B
4.(2023·高二課時練習(xí))若圓關(guān)于直線l的對稱圖形為圓,則直線l的方程為(????).
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】的圓心為,半徑為;
的圓心為,半徑為.
由題意知,直線l是線段的垂直平分線.
線段的中點為,斜率為,所以直線l的斜率為,
所以直線l的方程為,即.
故選:B.
5.(2023·福建寧德·高二統(tǒng)考期中)已知,圓,圓, 若直線過點且與圓相切,則直線被圓所截得的弦長為(???)
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】設(shè)直線的方程為,
由直線與圓相切,則,
解得,即,
即直線的方程為,
又圓的圓心坐標為,半徑為,
圓圓心到直線距離為,
則直線被圓所截弦長為.
故選:A
6.(2023·高二課時練習(xí))為圓內(nèi)異于圓心的一點,則直線與該圓的位置關(guān)系為(????)
A.相切 B.相交 C.相離 D.相切或相交
【答案】C
【解析】由題意知為圓內(nèi)異于圓心的一點,
則,
而圓:的圓心到直線的距離為,
故直線與該圓的位置關(guān)系為相離,
故選:C
7.(2023·高二校考課時練習(xí))過點的直線中,被圓截得的弦最長的直線的方程是(????)
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】的圓心為,
過點的直線中,被圓截得的弦最長的直線必過圓心,
所以,
所以直線方程為,即.
故選:D.
8.(2023·重慶長壽·高二統(tǒng)考期末)已知直線與圓相交于,兩點,當(dāng)面積最大時,實數(shù)的值為(????)
A.2 B.1 C. D.
【答案】B
【解析】依題意,如圖所示

??
則,
,
∴即時,面積最大,
此時圓心到直線的距離為,
,解得,
又,
故選:B.
二、選擇題:本題共4小題,每小題5分,共20分。在每小題給出的選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得5分,部分選對的得2分,有選錯的得0分。
9.(2023·遼寧·高二校聯(lián)考期末)已知圓C的方程為,直線的方程為,下列選項正確的是(????)
A.直線恒過定點
B.直線與圓相交
C.直線被圓所截最短弦長為
D.存在一個實數(shù),使直線經(jīng)過圓心
【答案】ABC
【解析】對于A項:由直線的方程,可化為,
聯(lián)立方程組,解得,即直線恒經(jīng)過定點,所以A正確;
對于B項:由圓的方程,可得圓心,半徑,
又由,可得在圓內(nèi),所以直線與圓相交,所以B正確;
對于C項:由,根據(jù)圓的性質(zhì),可得當(dāng)直線和直線垂直時,此時截得的弦長最短,最短弦長為,所以C正確;
對于D項:將圓心代入直線的方程,可得,所以不存在一個實數(shù),使得直線過圓心,所以D不正確.
故選:ABC.
10.(2023·廣東深圳·高二統(tǒng)考期末)已知點和圓,則下列選項正確的有(????)
A.若點P在圓O內(nèi),則直線與圓O相交
B.若點P在圓O上,則直線與圓O相切
C.若點P在圓O外,則直線與圓O相離
D.若直線與圓O相切,A為切點,則
【答案】BD
【解析】對于A,點P在圓O內(nèi),則,又點O到直線的距離,所以直線與圓O相離,故而A錯誤;
對于B,點P在圓O上,則,又點O到直線的距離,所以直線與圓O相切,故而B正確;
對于C,點P在圓O外,則,又點O到直線的距離,所以直線與圓O相交,故而C錯誤;
對于D,若直線與圓O相切,A為切點,則,故而D正確.
故選:BD.
11.(2023·云南·高二校聯(lián)考階段練習(xí))已知直線和圓,下列說法正確的是(????)
A.對任意,直線與圓相交
B.存在,使得直線與圓相切
C.存在,使得直線被圓截得的弦長為5
D.對任意,圓上都存在四點到直線的距離為2
【答案】AC
【解析】由直線,可得,
聯(lián)立方程組,解得,即無論為何值,直線恒過點,因為點在圓內(nèi),故A正確,B錯誤;
當(dāng)直線過圓心時,直線被圓截得的弦長最大,最大值為;
當(dāng)直線時,直線被圓截得的弦長最小,且最小值為,所以正確;
因為,且圓的半徑為,
所以當(dāng)直線時,圓上只存在兩點到直線的距離為,所以D錯誤.
故選:AC
12.(2023·河南周口·高二校聯(lián)考階段練習(xí))已知直線l與圓相切于點M,且分別與x軸的正半軸、y軸的正半軸交于A,B點,則下列各選項正確的是(????)
A.為定值 B.的最小值為2
C.面積的最小值為2 D.的最小值為
【答案】AB
【解析】由直角三角形的性質(zhì)得,故A正確;
設(shè),,則直線l的方程為,
原點到l的距離為1,即,則,
又,則,
故,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,故C錯誤;
,而,則,
則,故,當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立,故B正確;
,顯然是滿足的一組值,,,
則,故D錯誤.
故選:AB.

第Ⅱ卷
三、填空題:本題共4小題,每小題5分,共20分。
13.(2023·安徽·高二校聯(lián)考期末)已知圓,,,若以線段為直徑的圓與圓有公共點,則的值可能為______.(寫出一個即可)
【答案】1(2,3均可)答案不唯一
【解析】由題意得,圓與圓有公共點,
∴,∴,且,
解得;故,2,3均可.
故答案為:1(2,3均可)
14.(2023·高二課時練習(xí))圓過點,求面積最小的圓的方程為_________
【答案】
【解析】當(dāng)為直徑時,過的圓的半徑最小,從而面積最小,又,
所以,所求圓的圓心為中點,半徑為,則所求圓的方程為:.
故答案為:.
15.(2023·安徽·高二馬鞍山二中校聯(lián)考階段練習(xí))已知,則的最小值為__________.
【答案】0
【解析】由可得圓心為,半徑為,
設(shè),即,
依題意得,解得,
所以的最小值為.
故答案為:.
16.(2023·河南新鄉(xiāng)·高二統(tǒng)考期末)已知直線與曲線有兩個交點,則的取值范圍為______________.
【答案】
【解析】直線,得,可知直線過定點,
如圖,曲線表示以為圓心,2為半徑的上半圓.
當(dāng)直線與半圓相切時,,解得.
曲線與軸負半軸交于點.
因為直線與曲線有兩個交點,所以.
故答案為:.

??
四、解答題:本題共6小題,共70分。解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步棸。
17.(10分)
(2023·北京豐臺·高二北京市第十二中學(xué)校考期中)已知圓C過點,,.
(1)求圓C的方程;
(2)若直線與圓C交于兩點A,B,且,求m的值.
【解析】(1)設(shè)圓的一般方程為,
由題意可得:,解得,
故圓的一般方程為,即.
(2)由(1)可得:圓心,半徑,
則圓心到直線的距離,
可得,解得,
所以m的值為.
18.(12分)
(2023·河南平頂山·高二統(tǒng)考期末)已知的頂點坐標分別是,,.
(1)求外接圓的方程;
(2)若直線l:與的外接圓相交于M,N兩點,求.
【解析】(1)設(shè)圓的一般方程為:,,
代入點得,
,解得,
所以圓的一般方程為:,
標準方程為:.
(2)圓心到直線的距離,
又因為,在等腰中,,
所以圓心角,則.

19.(12分)
(2023·浙江紹興·高二統(tǒng)考期末)已知,,,圓經(jīng)過三點.
(1)求圓C的方程,并寫出圓心坐標和半徑的值;
(2)若經(jīng)過點的直線l與圓C交于兩點,求弦長的取值范圍.
【解析】(1)由題意,點,,,且圓經(jīng)過三點,
可得圓是以為直徑的圓,
設(shè)圓的圓心坐標為,半徑為,
可得,即圓心坐標為,半徑,
所以圓的方程為.
(2)由圓的性質(zhì)得,當(dāng)直線過圓心,此時弦長取得最大值,最大值為,
當(dāng)為中點的弦最短,其中,所以最短弦長為,
所以弦長的取值范圍.
20.(12分)
(2023·上海靜安·高二統(tǒng)考期末)如圖是一座類似于上海盧浦大橋的圓拱橋示意圖,該圓弧拱跨度為,圓拱的最高點離水面的高度為,橋面離水面的高度為.
??
(1)建立適當(dāng)?shù)钠矫嬷苯亲鴺讼担髨A拱所在圓的方程;
(2)求橋面在圓拱內(nèi)部分的長度.(結(jié)果精確到)
【解析】(1)設(shè)圓拱所在圓的圓心為,以為原點,方向為軸正方向,
中垂線向上為軸正方向,建立如圖所示的平面直角坐標系.

??
設(shè)與軸交于點,與軸交于點,連接
設(shè)圓的半徑為,
則,,,
在直角中,,
所以,解得,
所以,
所以圓拱方程為,.
(2)由題意得,,
令,得,
所以,
所以,所以.
所以橋面在圓拱內(nèi)部分的長度約為367.4m
21.(12分)
(2023·上海徐匯·高二上海市徐匯中學(xué)??计谥校┮阎獔AM方程為,直線的方程為,點在直線上,過P作圓M的切線、,切點為A、B.
(1)若P點坐標為,求
(2)經(jīng)過A、P、M三點的圓是否經(jīng)過異于點的定點,若是,求出定點坐標,若不是,請說明理由.
【解析】(1)因為點坐標為,所以,
又因為,所以,故.
(2)設(shè)的中點,因為為圓的切線,
所以經(jīng)過三點的圓是以為圓心,為半徑的圓,
故其方程為
化簡得,
由,解得(舍)或
所以經(jīng)過三點的圓經(jīng)過異于點的定點.

??
22.(12分)
(2023·四川廣安·高二廣安二中??茧A段練習(xí))已知在平面直角坐標系xOy中,,,平面內(nèi)動點P滿足.
(1)求點P的軌跡方程;
(2)點P軌跡記為曲線,若C,D是曲線與x軸的交點,E為直線l:x=4上的動點,直線CE,DE與曲線的另一個交點分別為M,N,直線MN與x軸交點為Q,求點Q的坐標.
【解析】(1)設(shè)點為曲線上任意一點,
因為,,,
則,
化簡得.
(2)由題意得,,
設(shè),則直線的方程為,
直線的方程為,
聯(lián)立得,
則,
即,,
所以
聯(lián)立得,
則,即,,
所以
當(dāng)時,直線的斜率,
則直線的方程為,
即,所以,
當(dāng)時,直線垂直于軸,方程為,也過定點.
綜上,直線恒過定點.



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