A.內(nèi)切B.外切C.相交D.外離
【分析】由已知圓的方程求出圓心坐標(biāo)與半徑,再由兩圓的圓心距與半徑的關(guān)系得答案.
【解答】解:圓M:(x﹣3)2+(y+4)2=4的圓心坐標(biāo)為M(3,﹣4),半徑為2;
圓N:x2+y2=9,的圓心坐標(biāo)N(0,0),半徑為3.
由|MN|==5=2+3,
∴兩圓的位置關(guān)系是外切.
故選:B.
2.直線x+y﹣2=0與圓x2+y2=4交于A,B兩點(diǎn),則弦AB的長(zhǎng)是( )
A.B.C.2D.2
【分析】根據(jù)題意,分析圓的圓心與半徑,求出圓心到直線的距離,結(jié)合直線與圓的位置關(guān)系分析可的答案.
【解答】解:根據(jù)題意,圓x2+y2=4的圓心為(0,0),半徑r=2,
圓心到直線x+y﹣2=0的距離d==,
則|AB|=2 =2 ;
故選:C.
3.若直線x+y=0與圓(x﹣m)2+(y﹣1)2=2相切,則m=( )
A.1B.﹣1C.﹣1或3D.﹣3或1
【分析】根據(jù)題意,分析圓的圓心與半徑,結(jié)合直線與圓相切的判斷方法可得=,解可得m的值,即可得答案.
【解答】解:根據(jù)題意,圓(x﹣m)2+(y﹣1)2=2,圓心為(m,1),半徑r=,
若直線x+y=0與圓(x﹣m)2+(y﹣1)2=2相切,必有=,
解可得:m=﹣3或1;
故選:D.
4.圓x2+y2﹣4x﹣4y﹣10=0上的點(diǎn)到直線x+y﹣14=0距離的最小值為( )
A.36B.18C.2D.5
【分析】由圓的方程求得圓心坐標(biāo)與半徑,再由點(diǎn)到直線的距離公式求出圓心到直線的距離,減去半徑得答案.
【解答】解:化圓x2+y2﹣4x﹣4y﹣10=0為(x﹣2)2+(y﹣2)2=18,
得圓心坐標(biāo)為(2,2),半徑為.
圓心到直線x+y﹣14=0的距離d=.
∴圓x2+y2﹣4x﹣4y﹣10=0上的點(diǎn)到直線x+y﹣14=0距離的最小值為.
故選:C.
5.直線y=a(x﹣1)+2(a∈R)過(guò)定點(diǎn)A,則過(guò)點(diǎn)A且與圓x2+y2=1相切的直線方程為( )
A.3x﹣4y+5=0B.3x+4y﹣5=0
C.3x+4y﹣5=0或x=1D.3x﹣4y+5=0或x=1
【分析】根據(jù)題意,設(shè)要求直線為直線l,由直線y=a(x﹣1)+2的方程得到定點(diǎn)A的坐標(biāo),進(jìn)而分直線l的斜率存在與不存在兩種情況討論,求出直線l的方程,綜合即可得答案.
【解答】解:根據(jù)題意,設(shè)要求直線為直線l,
直線y=a(x﹣1)+2,變形可得y﹣2=a(x﹣1),過(guò)點(diǎn)A,
有,則有,故A的坐標(biāo)為(1,2),
若直線l的斜率存在,則直線可以表示為y=a(x﹣1)+2,即ax﹣y﹣a+2=0,
則有=1,解可得a=,此時(shí)直線l的方程為y=(x﹣1)+2,
變形可得3x﹣4y+5=0
若直線l的斜率不存在,直線l的方程為x=1,與圓x2+y2=1相切,符合題意;
綜上,直線的方程為3x﹣4y+5=0或x=1;
故選:D.
6.直線y=x+m與圓O:x2+y2=16相交于M、N兩點(diǎn),若∠MON≥,則m的取值范圍是( )
A.[﹣2,2]B.[﹣4,4]C.[﹣2,2]D.[0,2]
【分析】由題意畫(huà)出圖形,若∠MON≥,可得O到直線y=x+m的距離小于等于2,再由點(diǎn)到直線的距離公式列式求解.
【解答】解:如圖,過(guò)O作OH⊥MN,垂足為H,則H為MN的中點(diǎn),
由∠MON≥,得∠MOH,可得OH≤2.
即O到直線x﹣y+m=0的距離d=≤2,
∴.
∴m的取值范圍是[,].
故選:C.
7.已知直線l:kx+y﹣2=0(k∈R)是圓C:x2+y2﹣6x+2y+6=0的一條對(duì)稱軸,若點(diǎn)A(2,k),B為圓C上任意的一點(diǎn),則線段AB長(zhǎng)度的最小值為( )
A.+2B.2C.D.﹣2
【分析】化圓的方程為標(biāo)準(zhǔn)方程,求得圓心坐標(biāo)與半徑,把圓心坐標(biāo)代入直線l的方程求得k,得到A的坐標(biāo),再由A到圓心的距離減去半徑得答案.
【解答】解:化圓C:x2+y2﹣6x+2y+6=0為(x﹣3)2+(y+1)2=4,
得圓心坐標(biāo)為C(3,﹣1),半徑r=2
∵直線l:kx+y﹣2=0(k∈R)是圓C的一條對(duì)稱軸,∴3k﹣1﹣2=0,即k=1.
∴A(2,k)=(2,1),且A在圓C外部,
又B為圓C上任意的一點(diǎn),
∴=.
故選:D.
8.已知兩圓x2+y2+4ax+4a2﹣4=0和x2+y2﹣2by+b2﹣1=0恰有三條公切線,若a∈R,b∈R,且ab≠0,則的最小值為( )
A.3B.1C.D.
【分析】求出兩圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,結(jié)合兩圓有三條公切線,得到兩圓相外切,結(jié)合圓外切的等價(jià)條件,求出a,b的關(guān)系,結(jié)合基本不等式的性質(zhì)進(jìn)行求解即可.
【解答】解:兩圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x+2a)2+y2=4和x2+(y﹣b)2=1,
圓心為(﹣2a,0),和(0,b),半徑分別為2,1,
若兩圓恰有三條公切線,
則等價(jià)為兩圓外切,
則滿足圓心距=2+1=3,
即4a2+b2=9,
則a2+b2=1,
則=()(a2+b2)=+++≥+2=+=1,
故選:B.
9.(多選過(guò)點(diǎn)(2,0)作圓x2+y2﹣2x﹣6y+9=0的切線l,則直線l的方程為( )
A.3x+4y﹣6=0B.4x+3y﹣8=0C.x﹣2=0D.x+2=0
【分析】根據(jù)題意,分析圓x2+y2﹣2x﹣6y+9=0的圓心以及半徑,分直線l的斜率不存在與存在兩種情況討論,求出每種情況下直線l的方程,綜合即可得答案.
【解答】解:根據(jù)題意,圓x2+y2﹣2x﹣6y+9=0即(x﹣1)2+(y﹣3)2=1,其圓心為(1,3),半徑r=1;
若直線l的斜率不存在,直線l的方程為x=2,圓心(1,3)到直線l的距離d=r,與圓相切,符合題意;
若直線l的斜率存在,設(shè)直線l的斜率為k,則直線l方程為y=k(x﹣2),即kx﹣y﹣2k=0,
則有d==1,解可得k=﹣,此時(shí)直線l的方程為4x+3y﹣8=0,
綜合可得:直線l的方程為x=2或4x+3y﹣8=0;
故選:BC.
10.(多選)設(shè)有一組圓?k:(x﹣k)2+(y﹣k)2=4,(k∈R),下命題正確的是( )
A.不論k如何變化,圓心?k始終在一條直線上
B.所有圓?k均不經(jīng)過(guò)點(diǎn)(3,0)
C.存在一條定直線始終與圓?k相切
D.若k,則圓?k上總存在兩點(diǎn)到原點(diǎn)的距離為1
【分析】直接求出圓心所在直線方程判斷A;把(3,0)代入圓的方程,求得k無(wú)解判斷B;舉例說(shuō)明C正確;把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圓x2+y2=1與圓?k有兩個(gè)交點(diǎn),求出k的范圍判斷D.
【解答】解:圓心在直線y=x上,A正確;
若(3﹣k)2+(0﹣k)2=4,化簡(jiǎn)得2k2﹣6k+5=0,△=36﹣40=﹣4<0,無(wú)解,B正確;
存在定直線始終與圓?k相切,C正確;
圓?k上總存在兩點(diǎn)到原點(diǎn)的距離為1,問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圓x2+y2=1與圓?k有兩個(gè)交點(diǎn),
則k∈,D正確.
故選:ABCD.
11.直線y=x+1被圓x2+y2=4截得的弦長(zhǎng)為 .
【分析】根據(jù)題意,求出圓的圓心與半徑,得到圓心到直線的距離,結(jié)合直線與圓的位置關(guān)系可得答案.
【解答】解:根據(jù)題意,圓x2+y2=4,圓心為(0,0),半徑r=2,
圓心到直線y=x+1的距離d==,
則直線被圓x2+y2=4截得的弦長(zhǎng)為2×=;
故答案為:.
12.已知圓x2+y2=5,則過(guò)點(diǎn)P(2,﹣1)的圓C的切線方程是 .
【分析】根據(jù)題意,分析可得點(diǎn)P在圓上,求出直線OP的斜率,即可得切線的斜率,由直線的點(diǎn)斜式方程分析可得答案.
【解答】解:根據(jù)題意,圓x2+y2=5,點(diǎn)P(2,﹣1)滿足22+(﹣1)2=5,即點(diǎn)P在圓上,
則kOP==﹣,則切線的斜率k=2,即切線的方程為y+1=2(x﹣2),變形可得2x﹣y=5,
即切線的方程為2x﹣y=5;
故答案為:2x﹣y=5.
13.圓C1:x2+(y﹣1)2=4與圓C2:(x﹣3)2+y2=1的公切線共有 條.
【分析】根據(jù)題意,分析兩個(gè)圓的圓心以及半徑,由圓與圓的位置關(guān)系分析可得兩圓相離,據(jù)此分析可得答案.
【解答】解:圓C1:x2+(y﹣1)2=4,圓心C1(0,1),半徑為2,
圓C2:(x﹣3)2+y2=4,圓心C2(3,0),半徑為1,
兩圓的圓心距為>2+1=3,正好大于兩圓的半徑之和,故兩圓相離,
故兩圓的公切線有4條,
故答案為:4.
14.直線y=x+b被圓(x﹣1)2+(y﹣1)2=4截得的弦長(zhǎng)的最大值是 ;若該圓上到此直線y=x+b的距離等于1的點(diǎn)有且僅有4個(gè),則b的取值范圍是 .
【分析】①當(dāng)直線過(guò)圓心時(shí)所截的弦長(zhǎng)取最大值;②利用數(shù)形結(jié)合法將題意轉(zhuǎn)化為d<1,再解絕對(duì)值不等式即可得到答案.
【解答】解:①設(shè)圓(x﹣1)2+(y﹣1)2=4的圓心為C(1,1),半徑r=2,
當(dāng)直線y=x+b過(guò)圓(x﹣1)2+(y﹣1)2=4的圓心C(1,1)時(shí),即當(dāng)b=0時(shí),此時(shí)直線截圓得到的弦為直徑,
即直線y=x+b被圓(x﹣1)2+(y﹣1)2=4截得的弦長(zhǎng)的最大值2r=4.
②若該圓上到此直線y=x+b的距離等于1的點(diǎn)有且僅有4個(gè),
設(shè)圓心C到直線y=x+b的距離為d,
則d<1,即,解得,
則b的取值范圍是.
15.已知圓C1:x2+y2+2ax+a2﹣4=0,(a∈R)與圓C2:x2+y2﹣2by﹣1+b2=0,(b∈R)只有一條公切線,則a+b的最小值為 .
【分析】由圓的方程求出圓心坐標(biāo)及半徑,再由由兩個(gè)圓只有一條公切線可得兩個(gè)圓內(nèi)切,即圓心距等于兩個(gè)半徑之差,進(jìn)而可得a2+b2=1,設(shè)a,b為三角函數(shù),由三角函數(shù)的范圍求出a+b的最小值.
【解答】解:圓C1:x2+y2+2ax+a2﹣4=0的圓心C1坐標(biāo)(﹣a,0),半徑r1=2,
圓C2:x2+y2﹣2by﹣1+b2=0的圓心C2(0,b),半徑r2=1,
由兩個(gè)圓只有一條公切線可得兩個(gè)圓內(nèi)切,圓心距|C1C2|==2﹣1=1,
所以可得a2+b2=1,設(shè)a=csα,b=sinα,α∈R,
所以a+b=sin()∈[﹣,],當(dāng)且僅當(dāng)=+2kπ,k∈Z時(shí),
即α=﹣+2kπ,k∈Z時(shí),a+b的最小值為﹣,
故答案為:﹣.
16.已知圓C1:x2+y2=9,圓C2:x2+y2=4,定點(diǎn)M(1,0),動(dòng)點(diǎn)A,B分別在圓C2和圓C1上,滿足∠AMB=90°,則線段AB的取值范圍 .
【分析】設(shè)A(x1,y1)、B(x2,y2),由條件可得|AB|2=15﹣2(x1+x2).設(shè)AB中點(diǎn)為N(x0,y0),則|AB|2=15﹣4x0,利用線段的中點(diǎn)公式求得N的方程,再由x0的范圍,求得|AB|的范圍.
【解答】解:設(shè)A(x1,y1)、B(x2,y2),則|AB|2=(x2﹣x1)2+(y2﹣y1)2=13﹣2(x1x2+y1y2).
∵﹣2≤x1≤2,MA⊥MB,
∴(x1﹣1,y1).(x2﹣1,y2)=0,即 (x1﹣1)(x2﹣1)+y1y2=0,即 x1x2+y1y2=x1+x2﹣1,
∴|AB|2=13﹣2(x1+x2﹣1)=15﹣2(x1+x2).
設(shè)AB中點(diǎn)為N(x0,y0),則|AB|2=15﹣4x0,
∵2x0=x1+x2,2y0=y(tǒng)1+y2,
∴4(x02+y02)=13+2(x1x2+y1y2)=13+2(x1+x2﹣1)=11+4x0,即(x0﹣)2+y02=3,
∴點(diǎn)N(x0,y0)的軌跡是以(,0)為圓心、半徑等于的圓,
∴x0的取值范圍是[,],
故13﹣4≤|AB|2≤13+,
故|AB|的范圍為[,],
故答案為:[,].
17.已知圓C經(jīng)過(guò)A(﹣1,5),B(5,5),D(6,﹣2)三點(diǎn).
(Ⅰ)求圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(Ⅱ)求經(jīng)過(guò)點(diǎn)E(﹣3,2)且和圓C相切的直線l的方程.
【分析】(Ⅰ)根據(jù)題意,設(shè)要求圓的一般方程為x2+y2+Dx+Ey+F=0,將三點(diǎn)坐標(biāo)代入計(jì)算可得D、E、F的值,即可得圓C的一般式方程,變形可得答案;
(Ⅱ)根據(jù)題意,分析圓C的圓心與半徑,進(jìn)而分別討論直線l的斜率存在與不存在時(shí)直線l的方程,綜合即可得答案.
【解答】解:(Ⅰ)根據(jù)題意,設(shè)過(guò)A(﹣1,5),B(5,5),C(6,﹣2)三點(diǎn)的圓的一般方程為x2+y2+Dx+Ey+F=0,
則有,
解可得D=﹣4,E=﹣2,F(xiàn)=﹣20,
故所求圓的一般方程為x2+y2﹣4x﹣2y﹣20=0,變形可得(x﹣2)2+(y﹣1)2=25,
故圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x﹣2)2+(y﹣1)2=25,
(Ⅱ)由(Ⅰ)的結(jié)論,圓C的方程為(x﹣2)2+(y﹣1)2=25,其圓心C(2,1),半徑r=5,
若直線l的斜率不存在,直線l的方程為x=﹣3,圓心(2,1)到直線l的距離d=5,與圓相切,符合題意,
若直線l的斜率存在,設(shè)直線l的斜率為k,則直線l的方程為y﹣2=k(x+3),即kx﹣y+3k+2=0,
則有d==5,解可得k=,
故直線l的方程為12x﹣5y+46=0;
綜合可得:直線l的方程為x=﹣3或12x﹣5y+46=0.
18.已知直線l:x﹣y+2=0和圓C:x2+y2﹣6y+5=0.
(1)直線l交圓C于A,B兩點(diǎn),求弦長(zhǎng)|AB|;
(2)求過(guò)點(diǎn)P(2,﹣5)的圓的切線方程.
【分析】(1)根據(jù)題意,由圓的方程分析圓的圓心以及半徑,求出圓心到直線的距離,由勾股定理分析可得答案;
(2)根據(jù)題意,分直線的斜率存在與不存在兩種情況討論,求出切線的方程,綜合2種情況即可得答案.
【解答】解:(1)根據(jù)題意,圓C:x2+y2﹣6y+5=0,即x2+(y﹣3)2=4,其圓心為(0,3),半徑r=2;
直線l:x﹣y+2=0,
圓心到直線l的距離d==,
故|AB|=2×=;
(2)根據(jù)題意,分2種情況討論:
①當(dāng)直線斜率不存在時(shí),此時(shí)要求直線為x=2,
圓心C(0,3)到直線x=2的距離d=r=2,直線與圓相切,符合題意;
②當(dāng)直線的斜率k存在時(shí),設(shè)切線方程為y+5=k(x﹣2),即kx﹣y﹣2k﹣5=0,
則有d==2,解可得k=﹣,
此時(shí)切線的方程為15x+8y+10=0,
綜合可得:切線的方程為x=2或15x+8y+10=0.
19.已知圓C:(x﹣1)2+(y﹣1)2=5,直線l:mx﹣y﹣m=0.
(1)求證:對(duì)m∈R,直線l與圓C總有兩個(gè)不同交點(diǎn);
(2)設(shè)l與圓C交于不同兩點(diǎn)A,B,若|AB|=,求直線l的傾斜角.
【分析】(1)方法1:直線通過(guò)比較圓心到直線l的距離與半徑的大小比較得到直線與圓相交,進(jìn)而證明直線l與圓C有兩個(gè)不同的交點(diǎn),
方法2:直線l經(jīng)過(guò)定點(diǎn)(1,0),定點(diǎn)(1,0)在圓C內(nèi),由此能證明對(duì)m∈R,直線l與圓C總有兩個(gè)不同的交點(diǎn);
(2)先求出圓心到直線l的距離,再結(jié)合圓的弦長(zhǎng)公式列方程即可解出m,進(jìn)而求出直線l的傾斜角.
【解答】解:(1)方法1:圓C的圓心坐標(biāo)為(1,1),半徑為 ,
圓心C到直線l的距離d=,
故直線l與圓C相交,則對(duì)m∈R,直線l與圓C總有兩個(gè)不同的交點(diǎn).
方法2:對(duì)于直線l:y=m(x﹣1)過(guò)定點(diǎn)(1,0),
又因?yàn)椋?﹣1)2+(0﹣1)2<5,則定點(diǎn)(1,0)在圓C的內(nèi)部,
即對(duì)m∈R,直線l與圓C相交,總有兩個(gè)不同的交點(diǎn).
(2)設(shè)圓心C到直線l的距離為d,直線l的傾斜角為,
則,
又因?yàn)閳AC的半徑為,,解得,
所以,∴ 或 .
20.如圖,點(diǎn)P(x0,y0)是圓O:x2+y2=9上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作圓O的切線l與圓O1:(x﹣a)2+(y﹣4)2=100(a>0)交于A,B兩點(diǎn),已知當(dāng)直線l過(guò)圓心O1時(shí),|O1P|=4.
(1)求a的值;
(2)當(dāng)線段AB最短時(shí),求直線l的方程;
(3)問(wèn):滿足條件=的點(diǎn)P有幾個(gè)?請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)依題意計(jì)算 ,可得結(jié)果;
(2)解法1(代數(shù)法):當(dāng)圓心O1到直線l的距離d最大時(shí),線段AB最短,再求出d的最大值即可得結(jié)果;
解法2(幾何法):當(dāng)圓心O1到直線l的距離d最大時(shí),線段AB最短,當(dāng)且僅當(dāng)O1,O,P三點(diǎn)共線時(shí),d取得最大值,從而得解;
(3)采用分類討論,O1,O 在直線 AB 同側(cè)或異側(cè),假設(shè)|AP|=t,可得 d2+(2t)2=100,并得t2=|MP|2=25﹣(d﹣3)2 或 t2=|MP|2=25﹣(d+3)2計(jì)算即可判斷.
【解答】解:(1)當(dāng)直線l過(guò)圓心點(diǎn)O1時(shí),
,
解得a=3(負(fù)值舍去).
(2)解法1(代數(shù)法):因?yàn)镺P與圓O相切,所以直線l的方程為 x0x+y0y=9,且 ,
所以圓心O1到直線l的距離
,
記z=3x0+4y0,則直線3x0+4y0﹣z=0 與圓 有公共點(diǎn),
所以圓心(0,0)到直線 3x+4y﹣z=0 的距離
,所以﹣15?z?15,
所以當(dāng)z=﹣15 時(shí),dmax=8,此時(shí)弦長(zhǎng)| 最短,
由,解得,
所以直線l 的方程為 3x+4y+15=0.
解法2(幾何法):如圖,過(guò) O1 作 O1M⊥AB,則 M 為弦 AB 的中點(diǎn),設(shè) d=|O1M|,
當(dāng)|O1M|最長(zhǎng)時(shí),弦長(zhǎng)|AB|最短,
因?yàn)?d?|O1P|?|OO1|+|OP|=8,
當(dāng)且僅當(dāng)O1,O,P三點(diǎn)共線時(shí),取得最大值,
此時(shí) OO1⊥AB,
因?yàn)?,
所以直線 OO1 的方程為 ,
由,
解得(P點(diǎn)在第 3 象限)
所以直線l的方程為3 x+4y+15=0.
(3)因?yàn)?,
所以設(shè)|AP|=t,則|BP|=3t(t>0),
所以|AB|=4t,
所以 d2+(2t)2=100 ①,
(i)如圖,當(dāng)O1,O 在直線 AB 同側(cè)時(shí),
t2=|MP|2=25﹣(d﹣3)2②,
由①②得d=6 或 d=2,
當(dāng)d=6 時(shí),直線 AB 可看作是圓 x2+y2=9 與圓(x﹣3)2+(y﹣4)2=36 的公切線,
此時(shí)兩圓相交,公切線有兩條,所以滿足條件的點(diǎn)P有2個(gè),
d=2 時(shí),直線 AB 可看作是圓 x2+y2=9 與圓(x﹣3)2+(y﹣4)2=4 的公切線,
此時(shí)兩圓相外切,外公切線有兩條,所以滿足條件的點(diǎn)P有2個(gè),
(ii)如圖,當(dāng)O1,O 在直線 AB 異側(cè)時(shí),
t2=|MP|2=25﹣(d+3)2,③
由①③可得d=﹣6 或 d=﹣2(舍),滿足條件的P點(diǎn)不存在,
綜上,滿足條件的點(diǎn)P共有4個(gè).
附:當(dāng)d=6 時(shí) ,
即|3x0+4y0﹣9|=18,
由,
解得P(﹣3,0)或 ,
當(dāng)d=2 時(shí) ,
即|3x0+4y0﹣9|=6,
由,
解得或 或 舍去 ).
[B組]—強(qiáng)基必備
1.如圖,圓C與x軸相切于點(diǎn)T(1,0),與y軸正半軸交于兩點(diǎn)A,B(B在A的上方),且|AB|=2.過(guò)點(diǎn)A任作一條直線與圓O:x2+y2=1相交于M,N兩點(diǎn),的值為( )
A.2B.3C.D.
【分析】先求出C的坐標(biāo),再設(shè)M(csα,sinα),N(csβ,sinβ),即可求出.
【解答】解:∵圓C與x軸相切于點(diǎn)T(1,0),
∴圓心的橫坐標(biāo)x=1,取AB的中點(diǎn)E,
∵|AB|=2,∴|BE|=1,
則|BC|=,即圓的半徑r=|BC|=,
∴圓心C(1,),
∴E(0,),
又∵|AB|=2,且E為AB中點(diǎn),
∴A(0,﹣1),B(0,+1),
∵M(jìn)、N在圓O:x2+y2=1上,
∴可設(shè)M(csα,sinα),N(csβ,sinβ),
∴|NA|==,
|NB|==,
∴=+1,
同理可得=∴=2,
故選:C.
2.已知A(0,3),B,C為圓O:x2+y2=r2(r>0)上三點(diǎn).
(1)求r的值;
(2)若直線BC過(guò)點(diǎn)(0,2),求△ABC面積的最大值;
(3)若D為曲線x2+(y+1)2=4(y≠﹣3)上的動(dòng)點(diǎn),且,試問(wèn)直線AB和直線AC的斜率之積是否為定值?若是,求出該定值;若不是,說(shuō)明理由.
【分析】(1)由A(0,3)為圓O:x2+y2=r2(r>0)上的點(diǎn)即可得r;
(2)方法1:設(shè)B(x1,y1),C(x2,y2),
S△ABC=?1?|x1﹣x2|利用韋達(dá)定理即可求解;
方法2:設(shè)O到直線BC的距離為d,d∈(0,2],
S△ABC===,即可求解;
(3)直線AB和直線AC的斜率之積為m,
設(shè)B(x1,y1),C(x2,y2),D(x0,y0),
即可得m=?,
由可得D(x1+x2,y1+y2﹣3),帶入x2+(y+1)2=4(y≠﹣3)?,
求得m即可.
【解答】解:(1)∵A(0,3)為圓O:x2+y2=r2(r>0)上的點(diǎn),∴r2=9,即r=3;
(2)方法1:設(shè)直線BC的方程為y=kx+2,B(x1,y1),C(x2,y2),
將y=kx+2代入x2+y2=9得,(1+k2)x2+4kx﹣5=0.
,
S△ABC=?1?|x1﹣x2|==.
令,則S△ABC==,
∵函數(shù)y=t+在[,+∞)遞增,
所以當(dāng)k=0時(shí),△ABC面積取得最大值;
方法2,∵直線BC過(guò)點(diǎn)(0,2),∴△ABC的面積等于△OBC面積的一半,
設(shè)O到直線BC的距離為d,d∈(0,2],
S△ABC===,
令t=d2∈(0,4],S△ABC==,
∴當(dāng)t=4,即d=2時(shí),△ABC面積取得最大值;
(3)直線AB和直線AC的斜率之積為m,
設(shè)B(x1,y1),C(x2,y2),D(x0,y0),則m=,
?,
∵,,
∴,
整理,
∵,∴(x1,y1﹣3)+(x2,y2﹣3)=(x0,y0﹣3).
從而D(x1+x2,y1+y2﹣3),又因?yàn)镈為x2+(y+1)2=4(y≠﹣3)上的動(dòng)點(diǎn),
∴,展開(kāi)得()+(x22+y)+2x1x2+2y1y2﹣4(y1+y2)+4=4.
?9+9+(y1﹣3)(y2﹣3)+2y1y2﹣4(y1+y2)=0,
?(m+1)y1y2﹣(2m+3)(y1+y2)+9(m+1)=0.
?,
∵y1+y2﹣3≠﹣3,∴y1+y2≠0,
從而5m2+m=0,(m≠0),∴.
直線AB和直線AC的斜率之積為定值﹣.

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