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第四章测试题
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.已知点,那么点关于y轴对称点的坐标是( ).
A. B. C. D.
2.若直线3x+4y+c=0与圆(x+1)2+y2=4相切,则c的值为( ).
A.17或-23 B.23或-17 C.7或-13 D.-7或13
3.过圆x2+y2-2x+4y-4=0内一点M(3,0)作圆的割线l,使它被该圆截得的线段最短,则直线l的方程是( ).
A.x+y-3=0 B.x-y-3=0 C.x+4y-3=0 D.x-4y-3=0
4.经过三点的圆的标准方程是( ).
A. B.
C. D.
5.一束光线从点A(-1, 1)出发经x轴反射,到达圆C:(x-2)2+(y-3)2=1上一点的最短路程是( ).
A.-1 B. C.5 D.4
6.若直线l:ax+by+1=0始终平分圆M:x2+y2+4x+2y+1=0的周长,则(a-2)2+(b-2)2的最小值为( ).
A. B.5 C.2 D.10
7.已知两点、,若点是圆上的动点,则面积的最大值和最小值分别为( ).
A. B.
C. D.
8.已知圆与圆关于直线对称,则直线的方程是( ).
A. B.
C. D.
9.直角坐标平面内,过点且与圆相切的直线( ).
A.有两条 B.有且仅有一条 C.不存在 D. 不能确定
10.若曲线上相异两点P、Q关于直线对称,则k的值为( ).
A. 1 B. -1 C. D. 2
11.已知圆和圆相交于A、B两点,
则AB的垂直平分线方程为( ). A. B. C. D.
12. 直线与圆相交于M,N两点,若︱MN︱≥,则的取值范围是( ).
A. B. C. D.
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上)
13.圆的圆心到直线:的距离 .
14.直线与圆相交于、两点,则 .
15.过点A(4,1)的圆C与直线相切于点 B(2,1),则圆C的方程为 .
16.在平面直角坐标系xOy中,已知圆上有且仅有四个点到直线12x-5y+c=0的距离为1,则实数c的取值范围是______ .
三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(10分) 已知圆经过,两点,且截轴所得的弦长为2,求此圆的方程.
18.(12分)已知线段AB的端点B的坐标为 (1,3),端点A在圆C:上运动.
(1)求线段AB的中点M的轨迹;
(2)过B点的直线L与圆有两个交点P,Q.当CPCQ时,求L的斜率.
19.(12分)设定点M(-2,2),动点N在圆上运动,以OM、0N为两边作平行四边形MONP,求点P的轨迹方程.
20.(12分)已知圆C的半径为,圆心在直线上,且被直线截得的弦长为,求圆C的方程.
21.(12分)已知圆C:.
(1)若不经过坐标原点的直线与圆C相切,且直线在两坐标轴上的截距相等,求直线的方程;
(2)设点P在圆C上,求点P到直线距离的最大值与最小值.
22.(12分)在平面直角坐标系中,已知圆和圆.
(1)若直线过点,且被圆截得的弦长为,求直线的方程;
(2)设P为平面上的点,满足:存在过点P的无穷多对互相垂直的直线和,它们分别与圆和圆相交,且直线被圆截得的弦长与直线被圆截得的弦长相等,试求所有满足条件的点P的坐标.
参考答案
一、选择题
1. 选B.纵坐标不变,其他的变为相反数.
2. 选D.圆心到切线的距离等于半径.
3. 选 A.直线l为过点M, 且垂直于过点M的直径的直线.
4. 选D.把三点的坐标代入四个选项验证即可.
5. 选D.因为点A(-1, 1)关于x轴的对称点坐标为(-1,-1),圆心坐标为(2,3),所以点.A(-1, 1)出发经x轴反射,到达圆C:(x-2)2+(y-3)2=1上一点的最短路程为
6.选B.由题意知,圆心坐标为(-2,-1),
,
所以的最小值为5.
7.选B.过圆心作于点,设交圆于、两点,分析可知 和分别为最大值和最小值,可以求得,,所以最大值和最小值分别为.
8.选D.两圆关于直线对称,则直线为两圆圆心连线的垂直平分线.
9.选A.可以判断点P在圆外,因此,过点P与圆相切的直线有两条.
10.选D.曲线方程可化为,由题设知直线过圆心,即.故选D.
11.选C.由平面几何知识,知AB的垂直平分线即为两圆心的连线,把两圆分别化为标准式可得两圆心,分别为C1(2,-3)、C2(3,0),因为C1C2斜率为3,所以直 线方程为y-0=3(x-3),化为一般式可得3x-y-9=0.
12.选A.(方法1)由题意,若使︱MN︱≥,则圆心到直线的距离d≤1,即≤1,解得≤k≤0.故选A.
(方法2)设点M,N的坐标分别为,将直线方程和圆的方程联立得方程组消去y,得,
由根与系数的关系,得,
由弦长公式知=
,
︱MN︱≥,∴≥,即≤0,
∴≤k≤0,故选A.
二、填空题
13. 3. 由圆的方程可知圆心坐标为C(1,2),由点到直线的距离公式,可得.
14. (方法1) 设,,由消去得,由根与系数的关系得
,
∴ .
(方法2)因为圆心到直线的距离,
所以.
15. . 由题意知,圆心既在过点B(2,1)且与直线垂直的直线上,又在点的中垂线上.可求出过点B(2,1)且与直线垂直的直线为,的中垂线为,联立方程,解得,即圆心,半径,
所以,圆的方程为.
16. . 如图,圆的半径为2,圆上有且仅有四个点到直线12x-5y+c=0的距离为1,问题转化为坐标原点(0,0)到直线12x-5y+c=0的距离小于1.
三、解答题
17.【解析】根据条件设标准方程,
截轴所得的弦长为2,可以运用半径、半弦长、圆心到直线的距离构成的直角三角形;
则: ∴或
∴所求圆的方程为或.
18.【解析】(1)设,由中点公式得
因为A在圆C上,所以 .
点M的轨迹是以为圆心,1为半径的圆.
(2)设L的斜率为,则L的方程为,即,
因为CPCQ,△CPQ为等腰直角三角形,
圆心C(-1,0)到L的距离为CP=,
由点到直线的距离公式得,
∴2k2-12k+7=0,解得k=3±.
故直线PQ必过定点 .
19.【解析】 设P(x,y),N (x0,y0),
∴, (*)
∵平行四边形MONP,
∴
有
代入(*)有,
又∵M、O、N不能共线,
∴将y0=-x0代入(*)有x0≠±1,
∴x≠-1或x≠-3,
∴点P的轨迹方程为 ().
20.【解析】因为所求圆的圆心C在直线上,所以设圆心为,
所以可设圆的方程为,
因为圆被直线截得的弦长为,则圆心到直线的距离,即,解得.
所以圆的方程为或.
21.【解析】(1)圆C的方程可化为,即圆心的坐标为(-1,2),半径为 ,因为直线在两坐标轴上的截距相等且不经过坐标原点,所以可设
直线的方程为 ;
于是有,得或,
因此直线的方程为或.
(2)因为圆心(-1,2)到直线的距离为,所以点P到直线距离的最大值与最小值依次分别为和.
22.【解析】(1)设直线的方程为:,即,
由垂径定理,得:圆心到直线的距离,
结合点到直线距离公式,得:
化简得:,
求直线的方程为:或,
即或.
(2) 设点P坐标为,直线、的方程分别为:
,即:,
因为直线被圆截得的弦长与直线被圆截得的弦长相等,两圆半径相等.
由垂径定理,得圆心到直线与直线的距离相等.
故有:,
化简得:,
关于的方程有无穷多解,有:
解之得:点P坐标为或.
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