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专练43圆的方程授课提示:对应学生用书91页[基础强化]一、选择题1.已知直线l过圆x2+(y-3)2=4的圆心,且与直线x+y+1=0垂直,则l的方程是()A.x+y-2=0B.x-y+2=0C.x+y-3=0D.x-
y+3=0答案:D解析:设所求的直线l的方程为x-y+C=0,∵直线l过圆心(0,3),∴-3+C=0,C=3,故所求的直线方程为x-y+3=0.2.圆心为(1,1)且过原点的圆的方程是()A.(x-1)2+(y-1)2=1B.(x
+1)2+(y+1)2=1C.(x+1)2+(y+1)2=2D.(x-1)2+(y-1)2=2答案:D解析:半径r=(1-0)2+(1-0)2=2,∴圆的标准方程为(x-1)2+(y-1)2=2.3.已知点A是直角△A
BC的直角顶点,且A(2a,2),B(-4,a),C(2a+2,2),则△ABC外接圆的方程是()A.x2+(y-3)2=5B.x2+(y+3)2=5C.(x-3)2+y2=5D.(x+3)2+y2=5答案:D解析:∵A为直角,∴AB⊥AC,∴2a=-4,a=
-2,∴△ABC外接圆的圆心(-3,0),半径r=|BC|2=(-4+2)2+(-2-2)22=5,∴所求的圆的方程为(x+3)2+y2=5.4.已知方程x2+y2-2x+2y+a=0表示圆,则实数a的取值范围是()A.(2,+∞)B.(-2,+∞)C.(-∞,2)D.(-∞,1)答案:C解
析:由题意得D2+E2-4F>0,∴4+4-4a>0,∴a<2.5.点P(5a+1,12a)在(x-1)2+y2=1的内部,则a的取值范围是()A.|a|<1B.a<113C.|a|<15D.|a|<113答案:D解析:由题意得25a2+144a2<1
,∴a2<1132,得|a|<113.6.直线y=kx-2k+1恒过定点C,则以C为圆心,以5为半径的圆的方程为()A.(x-2)2+(y-1)2=5B.(x-2)2+(y-1)2=25C.(x+2)2+(y-1)2=25D.(x+2)
2+(y+1)2=5答案:B解析:∵y=kx-2k+1可化为y=k(x-2)+1,恒过定点(2,1),则所求的圆的方程为(x-2)2+(y-1)2=25.7.已知圆M与直线3x-4y=0及3x-4y+10=0都相切,圆心在直线y=-x-4,则圆M的方程为()A.(x+3
)2+(y-1)2=1B.(x-3)2+(y+1)2=1C.(x+3)2+(y+1)2=1D.(x-3)2+(y-1)2=1答案:C解析:3x-4y=0及3x-4y+10=0的距离为d=|10-0|3
2+(-4)2=2,显然圆的半径r=22=1,与3x-4y=0和3x-4y+10=0的距离相等的直线为3x-4y+5=0,由3x-4y+5=0,y=-x-4,得x=-3,y=-1,∴圆心(-3,-1),∴所求的圆的方程为(x+3)2+(y+1)2=1.8
.圆(x-1)2+(y-1)2=2关于直线y=kx+3对称,则k的值是()A.2B.-2C.1D.-1答案:B解析:由题意得圆心(1,1)在直线y=kx+3上,∴k=-2.9.(多选)已知点A(-1,0),B(1,0),若圆(x-
2a+1)2+(y-2a-2)2=1上存在点M满足MA→·MB→=3,则实数a的值为()A.-2B.-1C.2D.0答案:BD解析:设点M(x,y),则MA→=(-x-1,-y),MB→=(-x+1,-y),所
以MA→·MB→=(-x-1)(-x+1)+y2=3,所以点M的轨迹方程为圆x2+y2=4,圆心为(0,0),半径为2.由此可知圆(x-2a+1)2+(y-2a-2)2=1与圆x2+y2=4有公共点.又圆(x-2a+1)2+
(y-2a-2)2=1的圆心为(2a-1,2a+2),半径为1,所以1≤(2a-1)2+(2a+2)2≤3,解得-1≤a≤12.故选BD.二、填空题10.若a∈-2,0,1,34,则方程x2+y
2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示的圆的个数为________.答案:1解析:方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圆的条件是a2+4a2-4(2a2+a-1)>0,即3a2+4a-4<0,解得-2<a<23,又a∈-2,0,
1,34,∴仅当a=0时该方程表示圆.11.[2022·全国甲卷(文),14]设点M在直线2x+y-1=0上,点(3,0)和(0,1)均在⊙M上,则⊙M的方程为________________.答案:(x-1)2+(y+1)
2=5解析:因为点M在直线2x+y-1=0上,所以设M(a,1-2a).由点(3,0),(0,1)均在⊙M上,可得点(3,0),(0,1)到圆心M的距离相等且为⊙M的半径,所以r=(a-3)2+(1-2a
)2=a2+(1-2a-1)2,解得a=1.所以M(1,-1),r=5,所以⊙M的方程为(x-1)2+(y+1)2=5.12.直线l:x4+y3=1与x轴、y轴分别相交于点A、B,O为坐标原点,则△AOB内切圆的方程为________.答案:(
x-1)2+(y-1)2=1解析:设△AOB内切圆的圆心为M(m,m)(m>0),半径为m,直线x4+y3=1可化为3x+4y-12=0,由题意得|3m+4m-12|32+42=m,得m=1或m=6(舍去)
.∴△AOB内切圆的方程为(x-1)2+(y-1)2=1.[能力提升]13.已知一个圆的圆心在曲线y=2x(x>0)上,且与直线2x+y+1=0相切,则当圆的面积最小时,该圆的方程为()A.(x-1)2+(y-2)2=5B.(x-2)2+(y-1)2=5C.(x-1)2
+(y-2)2=25D.(x-2)2+(y-1)2=25答案:A解析:设圆心为x,2x(x>0),r=2x+2x+15≥55=5,当且仅当x=1时等号成立,所以当圆的面积最小时,即圆的半径最小时,此时圆心
(1,2),半径为5,所以圆的方程为(x-1)2+(y-2)2=5.14.(多选)设有一组圆Ck:(x-k)2+(y-k)2=4(k∈R),下列说法正确的是()A.不论k如何变化,圆心C始终在一条直线上B.所有圆Ck均不经过点(3,0)C.经过点(2,2)
的圆Ck有且只有一个D.所有圆的面积均为4答案:ABD解析:对于A选项,圆心(k,k)一定在直线y=x上,故A正确;对于B选项,将(3,0)代入圆Ck的方程整理得2k2-6k+5=0,其中Δ=-4<0,方程无解,故所有圆Ck均不经过点(3,0),故B正确;对于C选项,将(2,2)代入圆
Ck的方程整理得k2-4k+2=0,其中Δ=16-8=8>0,故经过点(2,2)的圆Ck有两个,故C错误;对于D选项,所有圆的半径均为2,面积均为4,故D正确.故选ABD.15.已知直线l:x-3y+6=0与
圆x2+y2=12交于A,B两点,过A,B分别作l的垂线与x轴交于C,D两点,则|CD|=________.答案:4解析:如图:∵y=33x+23,∴kAC=-3,∴∠ACD=60°,过D作DE⊥AC于E,则|DE|=|AB|.∵圆心到直线l的距离d=61+3=3,∴|AB|22=r2-
d2=12-9=3.∴|AB|2=12,则|AB|=23.在Rt△DEC中,|CD|=|AB|sin60°=2332=4.16.已知点P(x,y)在(x-2)2+(y+3)2=1上,则x+y的取值范围是________.答案:[-2-1,2-1]解析:
设x=2+cosα,y=-3+sinα∴x+y=sinα+cosα-1=2sinα+π4-1∈[-2-1,2-1].