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- 2021-06-11 发布
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2017-2018学年四川省雅安中学高二(上)第一次月考数学试卷(文科)
一、选择题:(本题共12个小题,每小题5分,共60分,每个小题给出的四个选项中,只有唯一个选项符合题目要求,请将正确答案的序号填涂在答题卡上.)
1.(5分)圆x2+y2+4x﹣6y﹣3=0的圆心和半径分别为( )
A.(4,﹣6),r=16 B.(2,﹣3),r=4 C.(﹣2,3),r=4 D.(2,﹣3),r=16
2.(5分)直线3x+4y﹣14=0与圆(x﹣1)2+(y+1)2=4的位置关系是( )
A.相交且直线过圆心 B.相切
C.相交但直线不过圆心 D.相离
3.(5分)若直线x+(1+m)y﹣2=0和直线mx+2y+8=0平行,则m的值为( )
A.1 B.﹣2 C.1或﹣2 D.﹣
4.(5分)过点A(1,2)且垂直于直线2x+y﹣5=0的直线方程为( )
A.x﹣2y+4=0 B.2x+y﹣7=0 C.x﹣2y+3=0 D.x﹣2y+5=0
5.(5分)过点(3,﹣4)且在坐标轴上的截距相等的直线方程为( )
A.x+y+1=0 B.4x﹣3y=0
C.x+y+1=0或4x﹣3y=0 D.4x+3y=0或x+y+1=0
6.(5分)点A(1,3)关于直线y=kx+b对称的点是B(﹣2,1),则直线y=kx+b在x轴上的截距是( )
A.﹣ B. C.﹣ D.
7.(5分)一束光线从点M(5,3)射出,与x轴正方向成α角,遇x轴后反射,若tanα=3,则反射光线所在的直线方程为( )
A.y=3x﹣12 B.y=﹣3x﹣12 C.y=3x+12 D.y=﹣3x+12
8.(5分)已知圆心(a,b)(a<0,b<0)在直线y=2x+1上的圆,若其圆心到x轴的距离恰好等于圆的半径,在y轴上截得的弦长为,则圆的方程为( )
A.(x+2)2+(y+3)2=9 B.(x+3)2+(y+5)2=25
C. D.
9.(5分)直线截圆x2+y2=4得的劣弧所对的圆心角为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
10.(5分)直线y=kx﹣3与圆(x﹣3)2+(y﹣2)2=4相交于M,N两点,若|MN|≥2,则k的取值范围是( )
A.[﹣,0] B.(﹣∞,﹣]∪[0,+∞) C.[﹣,] D.(﹣∞,﹣]∪[,+∞)
11.(5分)已知平面内两点A(1,2),B(3,1)到直线l的距离分别,+,则满足条件的直线l的条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
12.(5分)已知正△ABC的边长为2,在平面ABC中,动点P,M满足AP=1,M是PC的中点,则线段BM的最小值为( )
A. B.2 C.+1 D.3
二、填空题:(本题共4个小题,每小题5分,共20分,请把答案填在答题卡上.)
13.(5分)过点P(﹣2,m)和Q(m,4)的直线的斜率等于1,则m的值为 .
14.(5分)实数x,y满足方程x2+y2﹣2x=0,则的取值范围为 .
15.(5分)已知圆O:x2+y2=5,直线l:xcosθ+ysinθ=1(0).设圆O上到直线l的距离等于1的点的个数为k,则 k= .
16.(5分)已知动点P(x,y)满足x2+y2﹣|x|﹣|y|=0,O为坐标原点,则的最大值为 .
三、解答题:(本题共6个小题,共70分,解答应写出必要的文字说明、证明过程或者演算步骤.)
17.(10分)(1)已知直线l经过两条直线2x+3y﹣14=0和x+2y﹣8=0的交点,且与直线2x﹣2y﹣5=0平行.求直线l的一般式方程;
(2)已知椭圆的长轴长是短轴长的3倍,且经过点P(3,0),求椭圆的标准方程.
18.(12分)(1)过点P(2,4)向圆O:x2+y2=4作切线,求切线的方程;
(2)点P在圆x2+y2+4x﹣6y+12=0上,点Q在直线4x+3y=21上,求|PQ|的最小值.
19.(12分)已知两平行直线4x﹣2y+7=0,2x﹣y+1=0之间的距离等于坐标原点O到直线l:x﹣2y+m=0(m>0)的距离的一半.
(1)求m的值;
(2)判断直线l与圆C:x2+(y﹣2)2=的位置关系.
20.(12分)已知圆M过两点A(1,﹣1),B(﹣1,1),且圆心M在x+y﹣2=0上.
(1)求圆M的标准方程;
(2)设P是直线3x+4y+8=0上的动点,PA、PB是圆M的两条切线,A、B为切点,求四边形PAMB面积的最小值.
21.(12分)已知圆x2+y2+2ax﹣2ay+2a2﹣4a=0(0<a≤4)的圆心为C,直线l:y=x+m.
(1)若m=4,求直线l被圆C所截得弦长的最大值;
(2)若直线l是圆心下方的切线,当a在(0,4]变化时,求m的取值范围.
22.(12分)已知曲线C:x2+y2﹣2x﹣4y+m=0.
(1)若m=1,过点(﹣2,3)的直线l交曲线C于M,N两点,且|MN|=2,求直线l的方程;
(2)若曲线C表示圆,且直线x﹣y﹣1=0与圆C交于A,B两点,是否存在实数m,使得以AB为直径的圆过原点,若存在,求出实数m的值;若不存在,请说明理由.
2017-2018学年四川省雅安中学高二(上)第一次月考数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题:(本题共12个小题,每小题5分,共60分,每个小题给出的四个选项中,只有唯一个选项符合题目要求,请将正确答案的序号填涂在答题卡上.)
1.(5分)圆x2+y2+4x﹣6y﹣3=0的圆心和半径分别为( )
A.(4,﹣6),r=16 B.(2,﹣3),r=4 C.(﹣2,3),r=4 D.(2,﹣3),r=16
【分析】将圆的方程配方成标准形式,结合圆心和半径的公式,即可得到本题答案.
【解答】解:将圆x2+y2+4x﹣6y﹣3=0的方程化成标准形式,得(x+2)2+(y﹣3)2=16
∴圆x2+y2+4x﹣6y﹣3=0的圆心为C(﹣2,3),半径r=4
故选:C
【点评】本题给出圆的一般式方程,求圆的圆心和半径,着重考查了圆的一般方程、标准方程及其互化等知识,属于基础题.
2.(5分)直线3x+4y﹣14=0与圆(x﹣1)2+(y+1)2=4的位置关系是( )
A.相交且直线过圆心 B.相切
C.相交但直线不过圆心 D.相离
【分析】由圆的方程找出圆心坐标和半径r,利用点到直线的距离公式求出圆心到已知直线的距离d,利用d与r比较大小,即可得到直线与圆的位置关系.
【解答】解:由圆的方程,得到圆心坐标为(1,﹣1),半径r=2,
因为圆心到直线3x+4y﹣14=0的距离d==3>2=r,
所以直线与圆的位置关系是相离.
故选D.
【点评】此题考查了直线与圆的位置关系,要求学生熟练掌握直线与圆位置关系的判别方法,以及灵活运用点到直线的距离公式.
直线与圆位置关系的判别方法为:(其中d为圆心到直线的距离,r为圆的半径)当0≤d<r时,直线与圆相交;当d=r时,直线与圆相切;当d>r时,直线与圆相离.
3.(5分)若直线x+(1+m)y﹣2=0和直线mx+2y+8=0平行,则m的值为( )
A.1 B.﹣2 C.1或﹣2 D.﹣
【分析】由直线平行可得1×2﹣(1+m)m=0,解方程可得.结论
【解答】解:∵直线x+(1+m)y=2﹣m和直线mx+2y+8=0平行,
∴1×2﹣(1+m)m=0,解得m=1或﹣2,
经检验都符合题意.
故选:C.
【点评】本题考查直线的一般式方程和平行关系,属基础题.
4.(5分)过点A(1,2)且垂直于直线2x+y﹣5=0的直线方程为( )
A.x﹣2y+4=0 B.2x+y﹣7=0 C.x﹣2y+3=0 D.x﹣2y+5=0
【分析】根据两条直线垂直的性质求得所求的直线的斜率等于,用点斜式求得所求直线的方程.
【解答】解:∵直线2x+y﹣5=0的斜率等于﹣2,故所求的直线的斜率等于,
故过点A(1,2)且垂直于直线2x+y﹣5=0的直线方程为 y﹣2=(x﹣1),即x﹣2y+3=0,
故选C.
【点评】
本题主要考查两条直线垂直的性质,用点斜式求直线的方程,属于基础题.
5.(5分)过点(3,﹣4)且在坐标轴上的截距相等的直线方程为( )
A.x+y+1=0 B.4x﹣3y=0
C.x+y+1=0或4x﹣3y=0 D.4x+3y=0或x+y+1=0
【分析】当直线过原点时,根据斜截式求得直线的方程,当直线不过原点时,设方程为 x+y=a,把点(3,﹣4)代入可得 a 的
值,从而求得直线的方程.
【解答】解:当直线过原点时,方程为 y=x,即4x+3y=0.
当直线不过原点时,设方程为 x+y=a,把点(3,﹣4)代入可得 a=﹣1,故直线的方程为 x+y+1=0.
故选D.
【点评】本题考查用待定系数法求直线方程,体现了分类讨论的数学思想,注意考虑直线过原点的情况,这是解题的易错点.
6.(5分)点A(1,3)关于直线y=kx+b对称的点是B(﹣2,1),则直线y=kx+b在x轴上的截距是( )
A.﹣ B. C.﹣ D.
【分析】点关于直线对称,可以根据对称点的坐标,利用两点连线的斜率与直线垂直.然后两点中点在直线上.联立两个一元两次方程即可求解出直线方程,最后令y=0求出在x轴上的截距.
【解答】解:由题意知,
解得k=﹣,b=,
∴直线方程为y=﹣x+,
其在x轴上的截距为﹣×(﹣)=.
故选D.
【点评】本小题主要考查与直线关于点、直线对称的直线方程、直线的截距、方程组的解法等基础知识,考查运算求解能力.属于基础题.
7.(5分)一束光线从点M(5,3)射出,与x轴正方向成α角,遇x轴后反射,若tanα=3,则反射光线所在的直线方程为( )
A.y=3x﹣12 B.y=﹣3x﹣12 C.y=3x+12 D.y=﹣3x+12
【分析】利用点M(5,3)关于x轴的对称点M′(5,﹣3)在反射光线上,再根据入射光线x轴正方向成α角,tanα=3,得到反射光线所在的直线方程的斜率k=tan(π﹣α),由点斜式写出反射光线所在的直线方程,
【解答】解:∵tanα=3,
∴k=tan(π﹣α)=﹣3,
∵点M(5,3)关于x轴的对称点M′(5,﹣3)在反射光线上,
设反射光线所在的直线方程 y=﹣3x+b,
∴﹣3=﹣3×5+b,
解得b=12,
故反射光线所在的直线方程 y=﹣3x+12,
故选:D.
【点评】本题考查求一个点关于直线的对称点坐标的方法,用两点式求直线的方程,反射定律的应用.考查计算能力.
8.(5分)已知圆心(a,b)(a<0,b<0)在直线y=2x+1上的圆,若其圆心到x轴的距离恰好等于圆的半径,在y轴上截得的弦长为,则圆的方程为( )
A.(x+2)2+(y+3)2=9 B.(x+3)2+(y+5)2=25
C. D.
【分析】根据题意画出图形,过M作MA垂直于x轴,MB垂直于y轴,连接MC,由垂径定理得到B为CD中点,由|CD|求出|BC|,由圆与x轴垂直得到圆与x轴相切,所以MA和MC为圆M的半径,在直角三角形MBC中,由|MB|=|a|,|MC|=|MA|=|b|及|BC|,利用勾股定理列出关于a与b的方程,再把M的坐标代入到直线y=2x+1中,又得到关于a与b的另一个方程,联立两方程即可求出a与b的值,从而确定出圆心M的坐标,及圆的半径,根据圆心坐标和半径写出圆的方程即可.
【解答】解:根据题意画出图形,如图所示:
过M作MA⊥x轴,MB⊥y轴,连接MC,
由垂径定理得到B为CD中点,又|CD|=2,
∴|CB|=,
由题意可知圆的半径|MA|=|MC|=|b|,|MB|=|a|,
在直角三角形BC中,根据勾股定理得:b2=a2+()2,①
又把圆心(a,b)代入y=2x+1中,得b=2a+1,②
联立①②,解得:a=﹣2,b=﹣3,
所以圆心坐标为(﹣2,﹣3),半径r=|﹣3|=3,
则所求圆的方程为:(x+2)2+(y+3)2=9.
故选A
【点评】此题考查了直线与圆的位置关系,垂径定理及勾股定理.根据圆心到x轴的距离恰好等于圆的半径得到所求的圆与x轴相切,进而求出圆的半径为|b|
是解本题的关键,同时运用了数形结合的思想解决数学问题,培养了学生发现问题,分析问题,解决问题的能力.
9.(5分)直线截圆x2+y2=4得的劣弧所对的圆心角为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
【分析】由圆的标准方程找出圆心坐标和半径r,利用点到直线的距离公式求出圆心C到已知直线的距离d,由垂径定理及勾股定理求出直线被圆截得的弦长,由弦长等于圆的半径得到三角形ABC为等边三角形,即可得到直线被圆截得的劣弧所对的圆心角为60°.
【解答】解:过O作OC⊥AB,垂足为点C,
由圆的方程x2+y2=4,得到圆心O的坐标为(0,0),半径r=2,
∵圆心到直线x+y﹣2=0的距离d=|OC|==,
∴直线被圆截得的弦|AB|=2=2,
∴△AOB为等边三角形,即∠AOB=60°,
∴直线被圆截的劣弧所对的圆心角为60°.
故选C
【点评】此题考查了直线与圆相交的性质,涉及的知识有:圆的标准方程,点到直线的距离公式,垂径定理,勾股定理,以及等边三角形的判定与性质,当直线与圆相交时,常常根据垂径定理由垂直得中点,再由弦长的一半,圆的半径及弦心距构造直角三角形,利用勾股定理来解决问题.
10.(5分)直线y=kx﹣3与圆(x﹣3)2+(y﹣2)2=4相交于M,N两点,若|MN|≥2,则k的取值范围是( )
A.[﹣,0] B.(﹣∞,﹣]∪[0,+∞) C.[﹣,] D.(﹣∞,﹣]∪[,+∞)
【分析】由弦长公式得,当圆心到直线的距离等于1时,弦长等于2,故当弦长大于或等于2时,圆心到直线的距离小于或等于1,解此不等式求出k的取值范围.
【解答】解:设圆心(3,2)到直线y=kx+3的距离为d,由弦长公式得,MN=2≥2,故d≤1,
即≤1,化简得 8k(k+)≤0,∴﹣≤k≤0,
故选A.
【点评】本题主要考查点到直线的距离公式,以及弦长公式的应用,属于中档题.
11.(5分)已知平面内两点A(1,2),B(3,1)到直线l的距离分别,+,则满足条件的直线l的条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】由点A(1,2),B(3,1),易得AB=,以点A为圆心,半径为的圆,与以点B为圆心,半径为的圆相内切,即可得出.
【解答】解:由点A(1,2),B(3,1),易得AB=,以点A为圆心,半径为的圆,与以点B为圆心,半径为的圆相内切,
则这两个圆共有的切线有1条(即1条外公切线).
∴满足条件的直线l的条数为1.
故选:A.
【点评】本题考查了两个圆的位置关系、两点之间的距离公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
12.(5分)已知正△ABC的边长为2,在平面ABC中,动点P,M满足AP=1,M是PC的中点,则线段BM的最小值为( )
A. B.2 C.+1 D.3
【分析】首先建立直角坐标系,进一步把:x2+(y﹣3)2=1,转化为:(θ为参数),利用M是PC的中点,求出M的坐标,在利用两点间的距离公式求出函数的三角关系式,再利用三角函数关系式的恒等变换,变形成正弦型函数,最后求出最小值.
【解答】解:在平面ABC中,以BC线段为x轴,线段BC的中垂线为y轴,建立平面直角坐标系,
正△ABC的边长为2,在平面ABC中,动点P,M满足AP=1,
则:B(﹣,0),C(,0),A(0,3),
设P(x,y),由于|AP|=1,
则:x2+(y﹣3)2=1,
转化为:(θ为参数),
M是PC的中点,
则:M(,),
|BM|=,
=,
当sin()=﹣1时,最小值为.
故选:B
【点评】本题考查的知识要点:直角坐标方程和参数方程的转化,中点坐标公式的应用,两点间距离公式的应用,三角函数关系式的恒等变换,属于中档题型.
二、填空题:(本题共4个小题,每小题5分,共20分,请把答案填在答题卡上.)
13.(5分)过点P(﹣2,m)和Q(m,4)的直线的斜率等于1,则m的值为 1 .
【分析】首先分析题意,直线过(﹣2,m)和Q(m,4)两点,故写出过两个点的直线斜率,令其等于1.解出m的值即可.
【解答】解:过点P(﹣2,m)和Q(m,4)的直线斜率为1
∴
解得:m=1
故答案为:1
【点评】本题考查斜率的计算公式,按照两个点求斜率的公式,求出参数即可.属于基础题.
14.(5分)实数x,y满足方程x2+y2﹣2x=0,则的取值范围为
.
【分析】将已知条件中方程x2+y2﹣2x=0化简得(x﹣1)2+y2=1则表示两点(x,y),(﹣1,0)的斜率,当直线与圆相切时取最大最小值.根据圆心到直线的距离等于半径确定的最大最小值.
【解答】解:将方程x2+y2﹣2x=0化简得(x﹣1)2+y2=1,
∴方程表示以点(1,0)为圆心,以r=1为半径的圆,
表示两点(x,y),(﹣1,0)的斜率,
设k=,
即kx﹣y+k=0
当直线与圆相切时,k取最大最小值,
此时,圆心到直线的距离d=r,即d==1,
∴k=±,
∴的取值范围为[﹣,],
故答案为:[﹣,].
【点评】此题考查了直线与圆相切的性质,涉及的知识有:点到直线的距离公式,直线与圆相切时满足的条件,利用了转化的思想,求出直线与圆相切时斜率的值是解本题的关键.
15.(5分)已知圆O:x2+y2=5,直线l:xcosθ+ysinθ=1(0).设圆O上到直线l的距离等于1的点的个数为k,则 k= 4 .
【分析】找出圆O的圆心坐标与半径r,利用点到直线的距离公式求出圆心O到直线l的距离d,根据d与r的大小关系及r﹣d的值,即可作出判断.
【解答】解:由圆的方程得到圆心O(0,0),半径r=,
∵圆心O到直线l的距离d==1<,且r﹣d=﹣1>1=d,
∴圆O上到直线l的距离等于1的点的个数为4,即k=4.
故答案为:4
【点评】此题考查了直线与圆的位置关系,涉及的知识有:圆的标准方程,点到直线的距离公式,弄清题意是解本题的关键.
16.(5分)已知动点P(x,y)满足x2+y2﹣|x|﹣|y|=0,O为坐标原点,则的最大值为 .
【分析】由曲线的方程可得曲线关于x轴、y轴、原点都是对称的,故只需考虑第一象限内的情况即可,数形结合求得OP的最大值和最小值,即|PO|的取值范围.
【解答】解:由曲线的方程 x2+y2﹣|x|﹣|y|=0,可得曲线关于x轴、y轴、
原点都是对称的,
故只需考虑第一象限内的情况即可,如图:
在第一象限内(含坐标轴),曲线方程为 x2+y2﹣x﹣y=0,
转化为:,
表示以C(,)为圆心,半径等于的圆的一部分.
由于|CO|=,
∴|OP|的最大值为|CO|+|CP|=+=;
故答案为:
【点评】本题主要考查圆的标准方程,体现了转化、数形结合的数学思想,
三、解答题:(本题共6个小题,共70分,解答应写出必要的文字说明、证明过程或者演算步骤.)
17.(10分)(1)已知直线l经过两条直线2x+3y﹣14=0和x+2y﹣8=0的交点,且与直线2x﹣2y﹣5=0平行.求直线l的一般式方程;
(2)已知椭圆的长轴长是短轴长的3倍,且经过点P(3,0),求椭圆的标准方程.
【分析】(1)求得两条直线的交点,根据直线平行求得直线l的斜率,利用点斜式即可求得直线l的一般式方程;
(2)分类讨论,根据椭圆的性质,即可求得椭圆的方程.
【解答】解:(1),解得:,
由直线2x﹣2y﹣5=0的斜率k=1,则直线l的斜率为1,
则直线l的方程y﹣2=x﹣4,整理得x﹣y﹣2=0,
∴直线l的一般式方程x﹣y﹣2=0;
(2)假设椭圆的焦点在x轴上,设椭圆的方程为:(a>b>0),
由a=3b,由经过点P(3,0),则a=3,则b=1
∴椭圆的方程为:;
假设椭圆的焦点在y轴上,设椭圆的方程为:(a>b>0),
由a=3b,由经过点P(3,0),则b=3,∴a=9,
∴椭圆的标准方程为:,
∴椭圆的标准方程为:或.
【点评】本题考查直线的一般方程,椭圆的标准方程及性质,考查分类讨论思想,属于基础题.
18.(12分)(1)过点P(2,4)向圆O:x2+y2=4作切线,求切线的方程;
(2)点P在圆x2+y2+4x﹣6y+12=0上,点Q在直线4x+3y=21上,求|PQ|的最小值.
【分析】(1)利用分类讨论思想对直线的方程进行分类①斜率不存在②斜率存在两种情况,最后求的结果.
(2)利用点到直线的距离公式求出结果,进一步求出最小值.
【解答】解:(1)过点P(2,4)向圆O:x2+y2=4作切线,
①当斜率不存在时,直线x=2与圆相切.
②当斜率存在时,设直线的方程为:y﹣4=k(x﹣2),
利用圆心(0,0)到y﹣4=k(x﹣2)的距离为2,
即:,
解得:k=.
所求的直线的方程为:3x﹣4y+10=0;
综上所述直线的方程为:x=2或3x﹣4y+10=0.
(2)圆x2+y2+4x﹣6y+12=0的方程可转化为:(x+2)2+(y﹣3)2=1,
则:圆心(﹣2,3)到直线4x+3y=21的距离为:d=,
点|PQ|的最小值为:4﹣1=3.
【点评】本题考查的知识要点:直线与圆的位置关系的应用,点到直线的距离公式的应用,主要培养学生分类讨论思想的能力.
19.(12分)已知两平行直线4x﹣2y+7=0,2x﹣y+1=0之间的距离等于坐标原点O到直线l:x﹣2y+m=0(m>0)的距离的一半.
(1)求m的值;
(2)判断直线l与圆C:x2+(y﹣2)2=的位置关系.
【分析】(1)求出两平行直线4x﹣2y+7=0,2x﹣y+1=0之间的距离,利用两平行直线4x﹣2y+7=0,2x﹣y+1=0之间的距离等于坐标原点O到直线l:x﹣2y+m=0(m>0)的距离的一半,建立方程,即可求m的值;
(2)求出C到直线l的距离,即可得出结论.
【解答】解:(1)2x﹣y+1=0化为4x﹣2y+2=0,则两平行直线4x﹣2y+7=0,2x﹣y+1=0之间的距离等于=,
∴点O到直线l:x﹣2y+m=0(m>0)的距离==,
∵m>0
∴m=5;
(2)圆C:x2+(y﹣2)2=的圆心C(0,2),半径r=,
∵C到直线l的距离d==,
∴l与圆C相切.
【点评】本题考查直线与圆的位置关系,考查两条平行线间的距离,点到直线的距离公式,属于中档题.
20.(12分)已知圆M过两点A(1,﹣1),B(﹣1,1),且圆心M在x+
y﹣2=0上.
(1)求圆M的标准方程;
(2)设P是直线3x+4y+8=0上的动点,PA、PB是圆M的两条切线,A、B为切点,求四边形PAMB面积的最小值.
【分析】(1)待定系数法求解圆的方程即可;
(2)由题意得到面积的表达式,据此求解面积的最值即可.
【解答】解 (1)设圆M的方程为:(x﹣a)2+(y﹣b)2=r2(r>0),解得:a=b=1,r=2,
故所求圆M的方程为:(x﹣1)2+(y﹣1)2=4.
(2)由题知,四边形PAMB的面积为S=S△PAM+S△PBM=|AM||PA|+|BM||PB|.
又|AM|=|BM|=2,|PA|=|PB|,所以S=2|PA|,
而 ,即,
因此要求S的最小值,只需求|PM|的最小值即可,即在直线3x+4y+8=0上找一点P,使得|PM|的值最小,
所以|PM|min==3,
所以四边形PAMB面积的最小值为.
【点评】本题考查了圆的方程的求解,直线与圆的位置关系等,重点考查学生对基础概念的理解和计算能力,属于中等题.
21.(12分)已知圆x2+y2+2ax﹣2ay+2a2﹣4a=0(0<a≤4)的圆心为C,直线l:y=x+m.
(1)若m=4,求直线l被圆C所截得弦长的最大值;
(2)若直线l是圆心下方的切线,当a在(0,4]变化时,求m的取值范围.
【分析】(1)将圆的方程转化为标准方程求得圆心C的坐标和半径,再求得圆心C到直线l的距离,由圆弦长、圆心距和圆的半径之间关系得:L=2
最后由二次函数法求解.
(2)由直线l与圆C相切,建立m与a的关系,|m﹣2a|=2,再由点C在直线l的上方,去掉绝对值,将m转化为关于a二次函数求解.
【解答】解:(1)已知圆的标准方程是(x+a)2+(y﹣a)2=4a(0<a≤4),
则圆心C的坐标是(﹣a,a),半径为2.
直线l的方程化为:x﹣y+4=0.则圆心C到直线l的距离是=|2﹣a|.
设直线l被圆C所截得弦长为L,由圆弦长、圆心距和圆的半径之间关系是:
L=2
∵0<a≤4,∴当a=3时,L的最大值为2.
(2)因为直线l与圆C相切,则有,
即|m﹣2a|=2.
又点C在直线l的上方,∴a>﹣a+m,即2a>m.
∴2a﹣m=2,∴m=﹣1.
∵0<a≤4,∴0<≤2.
∴m∈[﹣1,8﹣4].
【点评】本题主要考查直线与圆的位置关系及其方程的应用,主要涉及了直线与圆相切构建了函数模型,求参数的范围,以及直线与圆相交,由圆心距,半径和圆的弦长构成的直角三角形.
22.(12分)已知曲线C:x2+y2﹣2x﹣4y+m=0.
(1)若m=1,过点(﹣2,3)的直线l交曲线C于M,N两点,且|MN|=2,求直线l的方程;
(2)若曲线C表示圆,且直线x﹣y﹣1=0与圆C交于A,B两点,是否存在实数m,使得以AB为直径的圆过原点,若存在,求出实数m的值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)根据题意,分析可得当m=1时,曲线C是以C(1,2)为圆心,2为半径的圆,进而设直线l为:y﹣3=k(x+2),由点到直线的距离公式分析可得,解可得k的值,代入直线方程即可得答案;
(2)首先分析曲线C表示圆时m的取值范围,再假设存在实数m使得以AB为直径的圆过原点,设出A、B的坐标,若以AB为直径的圆过原点,必有OA⊥OB,由此分析可得x1x2+y1y2=0,联立直线与圆的方程,由根与系数的关系分析,解可得m的值,即可得答案.
【解答】解:(1)根据题意,当m=1时,曲线C:x2+y2﹣2x﹣4y+1=0,即(x﹣1)2+(y﹣2)2=4,
是以C(1,2)为圆心,2为半径的圆,
若直线l的斜率不存在,显然不符合题意,
故可设直线l为:y﹣3=k(x+2),即kx﹣y+2k+3=0.
由题意知,圆心C(1,2)到直线l的距离等于,
即:
解得k=0或.
故的方程y=3或(即3x+4y﹣6=0).
(2)由曲线C表示圆x2+y2﹣2x﹣4y+m=0,即(x﹣1)2+(y﹣2)2=5﹣m,
所以圆心C(1,2),半径,则必有m<5.
假设存在实数m使得以AB为直径的圆过原点,则OA⊥OB,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2+y1y2=0,
由得2x2﹣8x+5+m=0,
∴△=64﹣8(m+5)=24﹣8m>0,即m<3,
又m<5,故m<3,
从而
∴
∴
∴m=﹣2<3,
故存在实数m使得以AB为直径的圆过原点,m=﹣2.
【点评】本题考查直线与圆的方程的综合应用,涉及直线与圆的位置关系问题时需要分析直线的斜率是否存在.