高优指导2021高考数学一轮复习考点规范练45直线与圆圆与圆的位置关系理含解析北师大版.doc

考点规范练45直线与圆、圆与圆的位置关系考点规范练A册第33页基础巩固组1.点M(a,b)是圆x2+y2=r2内异于圆心的一点,则直线ax+by=r2与圆的交点个数为() A.0B.1C.2D.需要讨论确定答案:A解析:由题意知a2+b2r,即直线与圆相离,无交点.2.直线3x+4y=b与圆x2+y2-2x-2y+1=0相切,则b的值是()A.-2或12B.2或-12C.-2或-12D.2或12答案:D解析:由题意,知圆的标准方程为(x-1)2+(y-1)2=1,其圆心为(1,1),半径为1,则圆心到直线3x+4y=b的距离d=1,所以b=2或b=12.3.(2015重庆,理8)已知直线l:x+ay-1=0(aR)是圆C:x2+y2-4x-2y+1=0的对称轴.过点A(-4,a)作圆C的一条切线,切点为B,则|AB|=()A.2B.4C.6D.2答案:C解析:依题意,直线l经过圆C的圆心(2,1),因此2+a-1=0,所以a=-1,因此点A的坐标为(-4,-1).又圆C的半径r=2,由ABC为直角三角形可得|AB|=.又|AC|=2,所以|AB|=6.4.若圆x2+y2-ax+2y+1=0与圆x2+y2=1关于直线y=x-1对称,过点C(-a,a)的圆P与y轴相切,则圆心P的轨迹方程为()A.y2-4x+4y+8=0B.y2+2x-2y+2=0C.y2+4x-4y+8=0D.y2-2x-y-1=0答案:C解析:由圆x2+y2-ax+2y+1=0与圆x2+y2=1关于直线y=x-1对称可知两圆半径相等且两圆圆心连线的中点在直线y=x-1上,故可得a=2,即点C(-2,2),所以过点C(-2,2)且与y轴相切的圆P的圆心的轨迹方程为(x+2)2+(y-2)2=x2,整理得y2+4x-4y+8=0.5.(2015山东,理9)一条光线从点(-2,-3)射出,经y轴反射后与圆(x+3)2+(y-2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为()A.-或-B.-或-C.-或-D.-或-导学号92950540答案:D解析:如图,作出点P(-2,-3)关于y轴的对称点P0(2,-3).由题意知反射光线与圆相切,其反向延长线过点P0.故设反射光线为y=k(x-2)-3,即kx-y-2k-3=0.圆心到直线的距离d=1,解得k=-或k=-.6.过点P(1,)作圆x2+y2=1的两条切线,切点分别为A,B,则=.答案:解析:由题意可作右图,OA=1,AP=,又PA=PB,PB=.APO=30.APB=60.=|cos 60=.7.(2015河北保定二模)已知圆C:(x-3)2+(y-5)2=5,过圆心C作直线l交圆于A,B两点,交y轴于点P,且2,则直线l的方程为.答案:2x-y-1=0或2x+y-11=0解析:过圆心C作直线l交圆于A,B两点,交y轴于点P,且2,|=|,即|=3|=3.设P点坐标为(0,b),则=3.解得b=11,或b=-1.故直线l的方程为,即2x-y-1=0或2x+y-11=0.8.若直线3x-4y+5=0与圆x2+y2=r2(r0)相交于A,B两点,且AOB=120(O为坐标原点),则r=.答案:2解析:如图所示,由题意知,圆心O到直线3x-4y+5=0的距离|OC|=1,故圆的半径r=2.9.已知两圆x2+y2-2x-6y-1=0和x2+y2-10x-12y+m=0,m61.(1)m取何值时两圆外切?(2)m取何值时两圆内切?(3)求当m=45时两圆的公共弦所在直线的方程和公共弦长.解:两圆的标准方程为(x-1)2+(y-3)2=11,(x-5)2+(y-6)2=61-m,圆心分别为M(1,3),N(5,6),半径分别为.(1)当两圆外切时,解得m=25+10.(2)当两圆内切时,因定圆的半径小于两圆圆心间距离5,故只有=5,解得m=25-10.(3)两圆的公共弦所在直线方程为(x2+y2-2x-6y-1)-(x2+y2-10x-12y+45)=0,即4x+3y-23=0,公共弦长为2=2.导学号9295054110.已知圆C:x2+(y-1)2=5,直线l:mx-y+1-m=0.(1)求证:对mR,直线l与圆C总有两个不同的交点;(2)设直线l与圆C交于A,B两点,若|AB|=,求直线l的倾斜角.(1)证明:将已知直线l化为y-1=m(x-1).故直线l恒过定点P(1,1).因为=1,故点P(1,1)在已知圆C内,从而直线l与圆C总有两个不同的交点.(2)解:圆半径r=,圆心C到直线l的距离为d=,由点到直线的距离公式得,解得m=,故直线的斜率为,从而直线l的倾斜角为.能力提升组11.若直线y=x+b与曲线y=3-有公共点,则b的取值范围是()A.1-2,1+2B.1-,3C.-1,1+2D.1-2,3导学号92950542答案:D解析:y=3-变形为(x-2)2+(y-3)2=4(0x4,1y3),表示以(2,3)为圆心,2为半径的下半圆,如图所示.若直线y=x+b与曲线y=3-有公共点,只需直线y=x+b在图中两直线之间(包括图中两条直线),y=x+b与下半圆相切时,圆心到直线y=x+b的距离为2,即=2,解得b=1-2或b=1+2(舍去),b的取值范围为1-2b3.故选D.12.(2015广东,理5)平行于直线2x+y+1=0且与圆x2+y2=5相切的直线的方程是()A.2x+y+5=0或2x+y-5=0B.2x+y+=0或2x+y-=0C.2x-y+5=0或2x-y-5=0D.2x-y+=0或2x-y-=0答案:A解析:设与直线2x+y+1=0平行的直线方程为2x+y+m=0(m1),因为直线2x+y+m=0与圆x2+y2=5相切,即点(0,0)到直线2x+y+m=0的距离为,所以,|m|=5.故所求直线的方程为2x+y+5=0或2x+y-5=0.13.(2015辽宁锦州一模)在平面直角坐标系xOy中,圆C的方程为x2+y2-8x+15=0,若直线y=kx-2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C有公共点,则k的最大值是.导学号92950543答案:解析:圆C的方程为x2+y2-8x+15=0,整理得(x-4)2+y2=1,即圆C是以(4,0)为圆心,1为半径的圆;又直线y=kx-2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C有公共点,只需圆C:(x-4)2+y2=4与直线y=kx-2有公共点即可.设圆心C(4,0)到直线y=kx-2的距离为d,则d=2,即3k2-4k0,0k.k的最大值是.14.(2015江苏,10)在平面直角坐标系xOy中,以点(1,0)为圆心且与直线mx-y-2m-1=0(mR)相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为.导学号92950544答案:(x-1)2+y2=2解析:(方法一)设A(1,0).由mx-y-2m-1=0,得m(x-2)-(y+1)=0,则直线过定点P(2,-1),即该方程表示所有过定点P的直线系方程.当直线与AP垂直时,所求圆的半径最大.此时,半径为|AP|=.故所求圆的标准方程为(x-1)2+y2=2.(方法二)设圆的半径为r,根据直线与圆相切的关系得r=,当m0时,1+0时,m2+12m(当且仅当m=1时取等号).所以r,即rmax=,故半径最大的圆的方程为(x-1)2+y2=2.15.(2015广东,理20)已知过原点的动直线l与圆C1:x2+y2-6x+5=0相交于不同的两点A,B.(1)求圆C1的圆心坐标;(2)求线段AB的中点M的轨迹C的方程;(3)是否存在实数k,使得直线L:y=k(x-4)与曲线C只有一个交点?若存在,求出k的取值范围;若不存在,说明理由.解:(1)由x2+y2-6x+5=0,得(x-3)2+y2=4,从而可知圆C1的圆心坐标为(3,0).(2)设线段AB的中点M(x,y),由弦的性质可知C1MAB,即C1MOM.故点M的轨迹是以OC1为直径的圆,该圆的圆心为C,半径r=|OC1|=3=,其方程为+y2=,即x2+y2-3x=0.又因为点M为线段AB的中点,所以点M在圆C1内,所以.易知x3,所以x3.所以线段AB的中点M的轨迹C的方程为x2+y2-3x=0.(3)存在实数k满足题意.由(2)知点M的轨迹是以C为圆心,为半径的圆弧(如图所示,不包括两个端点),且E,F.又直线L:y=k(x-4)过定点D(4,0),当直线L与圆C相切时,由,得k=.又kDE=-kDF=-,结合上图可知当k时,直线L:y=k(x-4)与曲线C只有一个交点.导学号929505454