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文檔簡介
1、精心整理直線與圓一解答題(共10小題)1已知直線xy+3=0與圓心為(3,4)的圓C相交,截得的弦長為2(1)求圓C的方程;(2)設Q點的坐標為(2,3),且動點M到圓C的切線長與|MQ|的比值為常數k(k0)若動點M的軌跡是一條直線,試確定相應的k值,并求出該直線的方程2已知直線l:y=x+2被圓C:(x3)2+(y2)2=r2(r0)截得的弦AB的長等于該圓的半徑(1)求圓C的方程;(2)已知直線m:y=x+n被圓C:(x3)2+(y2)2=r2(r0)截得的弦與圓心構成三角形CDE若CDE的面積有最大值,求出直線m:y=x+n的方程;若CDE的面積沒有最大值,說明理由3已知M(4,0),
2、N(1,0),曲線C上的任意一點P滿足:?=6|()求點P的軌跡方程;()過點N(1,0)的直線與曲線C交于A,B兩點,交y軸于H點,設=1,=2,試問1+2是否為定值?如果是定值,請求出這個定值;如果不是定值,請說明理由4已知動圓P與圓F1:(x+2)2+y2=49相切,且與圓F2:(x2)2+y2=1相內切,記圓心P的軌跡為曲線C()求曲線C的方程;()設Q為曲線C上的一個不在x軸上的動點,O為坐標原點,過點F2作OQ的平行線交曲線C于M,N兩個不同的點,求QMN面積的最大值5已知動圓P過定點且與圓N:相切,記動圓圓心P的軌跡為曲線C()求曲線C的方程;()過點D(3,0)且斜率不為零的直
3、線交曲線C于A,B兩點,在x軸上是否存在定點Q,使得直線AQ,BQ的斜率之積為非零常數?若存在,求出定點的坐標;若不存在,請說明理由6如圖所示,在ABC中,AB的中點為O,且OA=1,點D在AB的延長線上,且固定邊AB,在平面內移動頂點C,使得圓M與邊BC,邊AC的延長線相切,并始終與AB的延長線相切于點D,記頂點C的軌跡為曲線以AB所在直線為x軸,O為坐標原點如圖所示建立平面直角坐標系()求曲線的方程;()設動直線l交曲線于E、F兩點,且以EF為直徑的圓經過點O,求OEF面積的取值范圍7已知ABC的頂點A(1,0),點B在x軸上移動,|AB|=|AC|,且BC的中點在y軸上()求C點的軌跡的
4、方程;()已知過P(0,2)的直線l交軌跡于不同兩點M,N,求證:Q(1,2)與M,N兩點連線QM,QN的斜率之積為定值8已知圓M:x2+y2+2y7=0和點N(0,1),動圓P經過點N且與圓M相切,圓心P的軌跡為曲線E(1)求曲線E的方程;(2)點A是曲線E與x軸正半軸的交點,點B、C在曲線E上,若直線AB、AC的斜率k1,k2,滿足k1k2=4,求ABC面積的最大值9已知過點A(0,1)且斜率為k的直線l與圓C:(x2)2+(y3)2=1交于點M,N兩點(1)求k的取值范圍;(2)請問是否存在實數k使得(其中O為坐標原點),如果存在請求出k的值,并求|MN|;如果不存在,請說明理由10已知
5、O為坐標原點,拋物線C:y2=nx(n0)在第一象限內的點P(2,t)到焦點的距離為,C在點P處的切線交x軸于點Q,直線l1經過點Q且垂直于x軸(1)求線段OQ的長;(2)設不經過點P和Q的動直線l2:x=my+b交C交點A和B,交l1于點E,若直線PA,PB的斜率依次成等差數列,試問:l2是否過定點?請說明理由直線與圓一解答題(共10小題)1已知直線xy+3=0與圓心為(3,4)的圓C相交,截得的弦長為2(1)求圓C的方程;(2)設Q點的坐標為(2,3),且動點M到圓C的切線長與|MQ|的比值為常數k(k0)若動點M的軌跡是一條直線,試確定相應的k值,并求出該直線的方程【分析】(1)求出圓心
6、C到直線l的距離,利用截得的弦長為2求得半徑的值,可得圓C的方程;(2)設動點M(x,y),則由題意可得=k,即=k,化簡可得(k21)?x2+(k21)?y2+(64k2)x+(86k2)y+13k29=0,若動點M的軌跡方程是直線,則k21=0,即可得出結論【解答】解:(1)圓心C到直線l的距離為=,截得的弦長為2,半徑為2,圓C:(x3)2+(y4)2=4;(2)設動點M(x,y),則由題意可得=k,即=k,化簡可得(k21)?x2+(k21)?y2+(64k2)x+(86k2)y+13k221=0,若動點M的軌跡方程是直線,則k21=0,k=1,直線的方程為x+y4=0【點評】本小題主
7、要考查直線與圓的位置關系,弦長公式的應用,圓的一般式方程,屬于中檔題2已知直線l:y=x+2被圓C:(x3)2+(y2)2=r2(r0)截得的弦AB的長等于該圓的半徑(1)求圓C的方程;(2)已知直線m:y=x+n被圓C:(x3)2+(y2)2=r2(r0)截得的弦與圓心構成三角形CDE若CDE的面積有最大值,求出直線m:y=x+n的方程;若CDE的面積沒有最大值,說明理由【分析】(1)根據直線和圓相交得到的弦長公式求出圓的半徑即可求圓C的方程;(2)根據直線和圓相交的位置關系,結合CDE的面積公式即可得到結論【解答】解:(1)設直線l與圓C交于A,B兩點直線l:y=x+2被圓C:(x3)2+
8、(y2)2=r2(r0)截得的弦長等于該圓的半徑,CAB為正三角形,三角形的高等于邊長的,圓心C到直線l的距離等于邊長的直線方程為xy+2=0,圓心的坐標為(3,2),圓心到直線的距離d=,r=,圓C的方程為:(x3)2+(y2)2=6(2)設圓心C到直線m的距離為h,H為DE的中點,連結CD,CH,CE在CDE中,DE=,=,當且僅當h2=6h2,即h2=3,解得h=時,CDE的面積最大CH=,|n+1|=,n=,存在n的值,使得CDE的面積最大值為3,此時直線m的方程為y=x【點評】本題主要考查直線和圓的位置關系的應用,根據弦長公式是解決本題的關鍵3已知M(4,0),N(1,0),曲線C上
9、的任意一點P滿足:?=6|()求點P的軌跡方程;()過點N(1,0)的直線與曲線C交于A,B兩點,交y軸于H點,設=1,=2,試問1+2是否為定值?如果是定值,請求出這個定值;如果不是定值,請說明理由【分析】()求出向量的坐標,利用條件化簡,即可求點P的軌跡方程;()分類討論,利用=1,=2,結合韋達定理,即可得出結論【解答】解:()設P(x,y),則=(3,0),=(x4,y),=(1x,y)?=6|,3×(x4)+0×y=6,化簡得=1為所求點P的軌跡方程.4分()設A(x1,y1),B(x2,y2)當直線l與x軸不重合時,設直線l的方程為x=my+1(m0),則H(0
10、,)從而=(x1,y1+),=(1x1,y1),由=1得(x1,y1+)=1(1x1,y1),1=1+同理由得2=1+,(1+2)=2+由直線與橢圓方程聯立,可得(4+3m2)y2+6my9=0,y1+y2=,y1y2=代入得(1+2)=2+=,1+2=當直線l與x軸重合時,A(2,0),B(2,0),H(0,0),1=2=2,1+2=11分綜上,1+2為定值.12分【點評】本題考查軌跡方程,考查向量知識的運用,考查直線與橢圓位置關系的運用,考查分類討論的數學思想,屬于中檔題4已知動圓P與圓F1:(x+2)2+y2=49相切,且與圓F2:(x2)2+y2=1相內切,記圓心P的軌跡為曲線C()求
11、曲線C的方程;()設Q為曲線C上的一個不在x軸上的動點,O為坐標原點,過點F2作OQ的平行線交曲線C于M,N兩個不同的點,求QMN面積的最大值【分析】(I)由已知條件推導出|PF1|+|PF2|=8|F1F2|=6,從而得到圓心P的軌跡為以F1,F2為焦點的橢圓,由此能求出圓心P的軌跡C的方程(II)由MNOQ,知QMN的面積=OMN的面積,由此能求出QMN的面積的最大值【解答】解:()設圓P的半徑為R,圓心P的坐標為(x,y),由于動圓P與圓F1:(x+2)2+y2=49相切,且與圓F2:(x2)2+y2=1相內切,所以動圓P與圓F1只能內切(1分)所以|PF1|+|PF2|=7R+R1=6
12、|F1F2|=4(3分)所以圓心圓心P的軌跡為以F1,F2為焦點的橢圓,其中2a=6,2c=4,a=3,c=2,b2=a2c2=5所以曲線C的方程為=1(4分)()設M(x1,y1),N(x2,y2),Q(x3,y3),直線MN的方程為x=my+2,由可得:(5m2+9)y2+20my25=0,則y1+y2=,y1y2=(5分)所以|MN|=(7分)因為MNOQ,QMN的面積=OMN的面積,O到直線MN:x=my+2的距離d=(9分)所以QMN的面積(10分)令=t,則m2=t21(t0),S=設,則因為t1,所以所以,在1,+)上單調遞增所以當t=1時,f(t)取得最小值,其值為9(11分)
13、所以QMN的面積的最大值為(12分)【點評】本題考查橢圓的標準方程、直線、圓、與橢圓等橢圓知識,考查推理論證能力、運算求解能力,考查函數與方程思想、化歸與轉化思想、數形結合思想等5已知動圓P過定點且與圓N:相切,記動圓圓心P的軌跡為曲線C()求曲線C的方程;()過點D(3,0)且斜率不為零的直線交曲線C于A,B兩點,在x軸上是否存在定點Q,使得直線AQ,BQ的斜率之積為非零常數?若存在,求出定點的坐標;若不存在,請說明理由【分析】()由題意可知丨PM丨+丨PN丨=4丨MN丨=2,則P的軌跡C是以M,N為焦點,長軸長為4的橢圓,則a=4,c=,b2=a2c2=1,即可求得橢圓方程;()將直線方程
14、代入橢圓方程,考查韋達定理,直線的斜率公式,當且僅當,解得t=±2,代入即可求得,定點的坐標【解答】解:()設動圓P的半徑為r,由N:及,知點M在圓N內,則有,從而丨PM丨+丨PN丨=4丨MN丨=2,P的軌跡C是以M,N為焦點,長軸長為4的橢圓,設曲線C的方程為:(ab0),則2a=4,a=4,c=,b2=a2c2=1故曲線C的軌跡方程為;()依題意可設直線AB的方程為x=my+3,A(x1,y1),B(x2,y2),由,整理得:(4+m2)y2+6my+5=0,則=36m24×5×(4+m2)0,即m24,解得:m2或m2,由y1+y2=,y1y2=,x1+x2
15、=m(y1+y2)+6=,x1x2=(my1+3)(my2+3)=m2y1y2+m(y1+y2)+9=,假設存在定點Q(t,0),使得直線AQ,BQ的斜率之積為非零常數,則(x1t)(x2t)=x1x2t(x1+x2)+t2=t×+t2=,kAQ?kBQ=?=,要使kAQ?kBQ為非零常數,當且僅當,解得t=±2,當t=2時,常數為=,當t=2時,常數為=,存在兩個定點Q1(2,0)和Q2(2,0),使直線AQ,BQ的斜率之積為常數,當定點為Q1(2,0)時,常數為;當定點為Q2(2,0)時,常數為【點評】本題考查橢圓標準方程及簡單幾何性質,橢圓的定義,考查直線與橢圓的位置
16、關系,韋達定理,直線的斜率公式,考查計算能力,屬于中檔題6如圖所示,在ABC中,AB的中點為O,且OA=1,點D在AB的延長線上,且固定邊AB,在平面內移動頂點C,使得圓M與邊BC,邊AC的延長線相切,并始終與AB的延長線相切于點D,記頂點C的軌跡為曲線以AB所在直線為x軸,O為坐標原點如圖所示建立平面直角坐標系()求曲線的方程;()設動直線l交曲線于E、F兩點,且以EF為直徑的圓經過點O,求OEF面積的取值范圍【分析】()確定點C軌跡是以A,B為焦點,長軸長為4的橢圓,且挖去長軸的兩個頂點,即可求曲線的方程;()可設直線,進而表示面積,即可求OEF面積的取值范圍【解答】解:()依題意得AB=
17、2,BD=1,設動圓M與邊AC的延長線相切于T1,與邊BC相切于T2,則AD=AT1,BD=BT2,CT1=CT2所以AD+BD=AT1+BT2=AC+CT1+BT2=AC+CT1+CT2=AC+BC=AB+2BD=4AB=2(2分)所以點C軌跡是以A,B為焦點,長軸長為4的橢圓,且挖去長軸的兩個頂點則曲線的方程為(4分)()由于曲線要挖去長軸兩個頂點,所以直線OE,OF斜率存在且不為0,所以可設直線(5分)由得,同理可得:,;所以,又OEOF,所以(8分)令t=k2+1,則t1且k2=t1,所以=(10分)又,所以,所以,所以,所以,所以OEF面積的取值范圍為(12分)【點評】本題考查軌跡方
18、程,考查直線與橢圓位置關系的運用,考查三角形面積的計算,考查學生分析解決問題的能力,屬于中檔題7已知ABC的頂點A(1,0),點B在x軸上移動,|AB|=|AC|,且BC的中點在y軸上()求C點的軌跡的方程;()已知過P(0,2)的直線l交軌跡于不同兩點M,N,求證:Q(1,2)與M,N兩點連線QM,QN的斜率之積為定值【分析】()利用直接法,求C點的軌跡的方程;()設直線l的方程為y=kx2,與拋物線方程聯立,求出斜率,即可證明結論【解答】解:()設C(x,y)(y0),因為B在x軸上且BC中點在y軸上,所以B(x,0),由|AB|=|AC|,得(x+1)2=(x1)2+y2,化簡得y2=4
19、x,所以C點的軌跡的方程為y2=4x(y0)()直線l的斜率顯然存在且不為0,設直線l的方程為y=kx2,M(x1,y1),N(x2,y2),由得ky24y8=0,所以,同理,所以Q(1,2)與M,N兩點連線的斜率之積為定值4【點評】本題考查軌跡方程,考查直線與拋物線位置關系的運用,考查學生的計算能力,屬于中檔題8已知圓M:x2+y2+2y7=0和點N(0,1),動圓P經過點N且與圓M相切,圓心P的軌跡為曲線E(1)求曲線E的方程;(2)點A是曲線E與x軸正半軸的交點,點B、C在曲線E上,若直線AB、AC的斜率k1,k2,滿足k1k2=4,求ABC面積的最大值【分析】(1)利用圓與圓的位置關系
20、,得出曲線E是M,N為焦點,長軸長為的橢圓,即可求曲線E的方程;(2)聯立方程組得(1+2t2)y2+4mty+2m22=0,利用韋達定理,結合k1k2=4,得出直線BC過定點(3,0),表示出面積,即可求ABC面積的最大值【解答】解:(1)圓M:x2+y2+2y7=0的圓心為M(0,1),半徑為點N(0,1)在圓M內,因為動圓P經過點N且與圓M相切,所以動圓P與圓M內切設動圓P半徑為r,則r=|PM|因為動圓P經過點N,所以r=|PN|,|MN|,所以曲線E是M,N為焦點,長軸長為的橢圓由,得b2=21=1,所以曲線E的方程為(4分)()直線BC斜率為0時,不合題意設B(x1,y1),C(x
21、2,y2),直線BC:x=ty+m,聯立方程組得(1+2t2)y2+4mty+2m22=0,又k1k2=4,知y1y2=4(x11)(x21)=4(ty1+m1)(ty2+m1)=代入得又m1,化簡得(m+1)(14t2)=2(4mt2)+2(m1)(1+2t2),解得m=3,故直線BC過定點(3,0)(8分)由0,解得t24,=(當且僅當時取等號)綜上,ABC面積的最大值為(12分)【點評】本題考查圓與圓的位置關系,考查橢圓的定義與方程,考查直線與橢圓位置關系的運用,考查韋達定理,屬于中檔題9已知過點A(0,1)且斜率為k的直線l與圓C:(x2)2+(y3)2=1交于點M,N兩點(1)求k的
22、取值范圍;(2)請問是否存在實數k使得(其中O為坐標原點),如果存在請求出k的值,并求|MN|;如果不存在,請說明理由【分析】(1)設出直線方程,利用直線與圓的位置關系,列出不等式求解即可(2)設出M,N的坐標,利用直線與圓的方程聯立,通過韋達定理,結合向量的數量積,求出直線的斜率,然后判斷直線與圓的位置關系求解|MN|即可【解答】解:(1)由題設,可知直線l的方程為y=kx+1,因為直線l與圓C交于兩點,由已知可得圓C的圓心C的坐標(2,3),半徑R=1故由1,解得:k所以k的取值范圍為得(,)(2)設M(x1,y1),N(x2,y2)將y=kx+1代入方程:(x2)2+(y3)2=1,整理得(1+k2)x24(1+k)x+7=0所以x1+x2=,x1x2=,?=x1x2+y1y2=(1+k2)(x1x2)+k(x1+x2)+1=12,解得k=1,所以直線l的方程為y=x+1故圓心C在直線l上,所以|MN|=2【點評】本題主要考查直線和圓的位置關系的應用,以及直線和圓相交的弦長公式的計算,考查學生的計算能力,是中檔題10已知O為坐標原點,拋物線C:
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