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- 2021-06-16 发布
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【课时训练】直线与圆、圆与圆的位置关系
一、选择题
1.(2018广州调研)若点A(1,0)和点B(4,0)到直线l的距离依次为1和2,则这样的直线有( )
A.1条 B.2条
C.3条 D.4条
【答案】C
【解析】如图,分别以A,B为圆心,1,2为半径作圆.依题意得,直线l是圆A的切线,A到l的距离为1,直线l也是圆B的切线,B到l的距离为2,所以直线l是两圆的公切线,共3条(2条外公切线,1条内公切线).
2.(2018合肥调研)已知圆x2+y2+2x-2y+a=0截直线x+y+2=0所得弦的长度为4,则实数a的值是( )
A.-2 B.-4
C.-6 D.-8
【答案】B
【解析】由x2+y2+2x-2y+a=0,
得(x+1)2+(y-1)2=2-a,
所以圆心坐标为(-1,1),半径r=,
圆心到直线x+y+2=0的距离为=.
所以22+()2=2-a,解得a=-4.
3.(2018浙江金丽衢十二校模拟)过点P(4,2)作圆x2+y2=4的两条切线,切点分别为A,B,O为坐标原点,则△OAB外接圆的方程是( )
A.(x-2)2+(y-1)2=5
B.(x-4)2+(y-2)2=20
C.(x+2)2+(y+1)2=5
D.(x+4)2+(y+2)2=20
【答案】A
【解析】由题意,知O,A,B,P四点共圆,所以所求圆的圆心为线段OP的中点(2,1).
又圆的半径r=|OP|=,
所以所求圆的方程为(x-2)2+(y-1)2=5.
4.(2018西安模拟)若直线x-y+1=0与圆(x-a)2+y2=2有公共点,则实数a的取值范围是( )
A.[-3,-1]
B.[-1,3]
C.[-3,1]
D.(-∞,-3]∪[1,+∞)
【答案】C
【解析】由题意可得圆的圆心为(a,0),半径为,
∴≤,即|a+1|≤2,解得-3≤a≤1.
5.(2018湖北襄阳联考)已知点P(1,2)和圆C:x2+y2+kx+2y+k2=0 ,过点P作圆C的切线有两条,则k的取值范围是( )
A.R B.
C. D.
【答案】C
【解析】]圆C:2+(y+1)2=1-k2,因为过点P 有两条切线,所以点P在圆外,从而解得-<k<.故选C.
6.(2018河北衡水中学三模)已知圆C:(x-1)2+y2=25,则过点P(2,-1)的圆C的所有弦中,以最长弦和最短弦为对角线的四边形的面积是( )
A.10 B.9
C.10 D.9
【答案】C
【解析】易知最长弦为圆的直径10.又最短弦所在直线与最长弦垂直,且|PC|=,∴最短弦的长为2=2=2.故所求四边形的面积S=×10×2=10.
7.(2018黑龙江大庆实验中学期末)已知圆C1:(x-2)2+(y-3)2=1,圆C2:(x-3)2+(y-4)2=9,M,N分别是圆C1,C2上的动点,P为x轴上的动点,则|PM|+|PN|的最小值为( )
A.6-2 B.5-4
C.-1 D.
【答案】B
【解析】圆C1关于x轴对称的圆C′1的圆心为C′1(2,-3),半径不变,圆C2的圆心为(3,4),半径r=3,|PM|+|PN|的最小值为圆C′1和圆C2的圆心距减去两圆的半径,所以|PM|+|PN|的最小值为-1-3=5-4.
8.(2018南昌二模)若圆C1:x2+y2-2ax+a2-9=0(a∈R)与圆C2:x2+y2+2by+b2-1=0(b∈R)内切,则ab的最大值为( )
A. B.2
C.4 D.2
【答案】B
【解析】圆C1:x2+y2-2ax+a2-9=0(a∈R).
化为(x-a)2+y2=9,圆心坐标为(a,0),半径为3.
圆C2:x2+y2+2by+b2-1=0(b∈R),化为x2+(y+b)2=1,圆心坐标为(0,-b),半径为1,
∵圆C1:x2+y2-2ax+a2-9=0(a∈R)与圆C2:x2+y2+2by+b2-1=0(b∈R)内切,
∴=3-1,即a2+b2=4,ab≤(a2+b2)=2.
∴ab的最大值为2.
9.(2018泰安模拟)过点P(3,1)作圆C:(x-1)2+y2=1的两条切线,切点分别为A,B,则直线AB的方程为( )
A.2x+y-3=0 B.2x-y-3=0
C.4x-y-3=0 D.4x+y-3=0
【答案】A
【解析】如图所示:由题意,知AB⊥PC,kPC=,∴kAB=-2.∴直线AB的方程为y-1=-2(x-1),即2x+y-3=0.
10.(2018湖南东部六校联考)若直线l:y=kx+1(k<0)与圆C:x2+4x+y2-2y+3=0相切,则直线l与圆D:(x-2)2+y2=3的位置关系是( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.不确定
【答案】A
【解析】因为圆C的标准方程为(x+2)2+(y-1)2=2,所以其圆心坐标为(-2,1),半径为,因为直线l与圆C相切,所以=,解得k=±1.因为k<0,所以k=-1.所以直线l的方程为x+y-1=0.圆心D(2,0)到直线l的距离d==<,所以直线l与圆D相交.
11.(2018重庆第二次调研)已知点A(-2,0),B(0,2),实数k是常数,M,N是圆x2+y2+kx=0上两个不同点,P是圆x2+y2+kx
=0上的动点,如果M,N关于直线x-y-1=0对称,那么△PAB面积的最大值是( )
A.3- B.4
C.3+ D.6
【答案】C
【解析】依题意,得圆x2+y2+kx=0的圆心位于直线x-y-1=0上,
于是有--1=0,即k=-2,因此圆心坐标是(1,0),半径是1.
由题意可得|AB|=2,直线AB的方程是+=1,
即x-y+2=0,圆心(1,0)到直线AB的距离等于=,
点P到直线AB的距离的最大值是+1,∴△PAB面积的最大值为×2×=3+.故选C.
二、填空题
12.(2018天津联考)以点(0,b)为圆心的圆与直线y=2x+1相切于点(1,3),则该圆的方程为__________.
【答案】x2+2=
【解析】由题意设圆的方程为x2+(y-b)2=r2(r>0).根据条件得 解得∴该圆的方程为x2+2=.
13.(2018安徽十校联考)已知圆C:(x+2)2+y2=4,直线l:kx-y-2k=0(k∈R),若直线l与圆C恒有公共点,则实数k的最小值是________.
【答案】-
【解析】圆心C(-2,0),半径r=2.
又圆C与直线l恒有公共点,
所以圆心C(-2,0)到直线l的距离d≤r.
因此≤2,解得-≤k≤.
所以实数k的最小值为-.
14.(2018泰安调研)已知直线x-y+2=0及直线x-y-10=0截圆C所得的弦长均为8,则圆C的面积是________.
【答案】25π
【解析】因为已知的两条直线平行且截圆C所得的弦长均为8,所以圆心到直线的距离d为两平行直线距离的一半,即d=×=3.又直线截圆C所得的弦长为8,所以圆的半径r==5.所以圆C的面积是25π.
15.(2018福州质检)若直线x-y+2=0与圆C:(x-3)2+(y-3)2=4相交于A、B两点,则·的值为________.
【答案】0
【解析】依题意,得点C的坐标为(3,3).
由
解得或
可令A(3,5),B(1,3),∴=(0,2),=(-2,0).
∴·=0.
16.(2018天津四校联考)过点(1,)的直线l将圆(x-2)2+y2=4分成两段弧,当劣弧所对的圆心角最小时,直线l的斜率k=________.
【答案】
【解析】∵(1-2)2+()2=3<4,
∴点(1,)在圆(x-2)2+y2=4的内部.
当劣弧所对的圆心角最小时,圆心(2,0)与点(1,)的连线垂直于直线l.
∵=-,∴所求直线l的斜率k=.