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1、精选优质文档-倾情为你奉上中档大题规范练直线与圆1已知圆O:x2y24和点M(1,a)(1)若过点M有且只有一条直线与圆O相切,求实数a的值,并求出切线方程(2)若a,过点M的圆的两条弦AC,BD互相垂直,求ACBD的最大值解(1)由条件知点M在圆O上,所以1a24,则a.当a时,点M为(1,),kOM,k切,此时切线方程为y(x1)即xy40,当a时,点M为(1,),kOM,k切.此时切线方程为y(x1)即xy40.所以所求的切线方程为xy40或xy40.(2)设O到直线AC,BD的距离分别为d1,d2(d1,d20),则ddOM23.又有AC2,BD2,所以ACBD22.则(ACBD)24
2、(4d4d2)4524(52)因为2d1d2dd3,所以dd,当且仅当d1d2时取等号,所以,所以(ACBD)24(52)40.所以ACBD2,即ACBD的最大值为2.2已知圆C:(x1)2y28.(1)设点Q(x,y)是圆C上一点,求xy的取值范围;(2)在直线xy70上找一点P(m,n),使得过该点所作圆C的切线段最短解(1)设xyt,因为Q(x,y)是圆上的任意一点,所以该直线与圆相交或相切,即2,解得5t3,即xy的取值范围是5,3(2)因为圆心C到直线xy70的距离d42r,所以直线与圆相离,因为切线、圆心与切点的连线、切线上的点与圆心的连线,组成一直角三角形且半径为定值;所以只有当
3、过圆心向直线xy70作垂线,过其垂足作的切线段最短,其垂足即为所求设过圆心作直线xy70的垂线为xyc0.又因为该线过圆心(1,0),所以10c0,即c1,而xy70与xy10的交点为(3,4),即点P坐标为(3,4)3已知点P(0,5)及圆C:x2y24x12y240.(1)若直线l过点P且被圆C截得的线段长为4,求l的方程;(2)求过P点的圆C的弦的中点的轨迹方程解(1)如图所示,AB4,将圆C方程化为标准方程为(x2)2(y6)216,圆C的圆心坐标为(2,6),半径r4,设D是线段AB的中点,则CDAB,又AD2,AC4.在RtACD中,可得CD2.设所求直线l的斜率为k,则直线l的方
4、程为y5kx,即kxy50.由点C到直线l的距离公式:2,得k.故直线l的方程为3x4y200.又直线l的斜率不存在时,也满足题意,此时方程为x0.所求直线l的方程为x0或3x4y200.(2)设过P点的圆C的弦的中点为D(x,y),则CDPD,即0,(x2,y6)(x,y5)0,化简得所求轨迹方程为x2y22x11y300.4a为何值时,(1)直线l1:x2ay10与直线l2:(3a1)xay10平行?(2)直线l3:2xay2与直线l4:ax2y1垂直?解(1)当a0时,两直线的斜率不存在,直线l1:x10,直线l2:x10,此时,l1l2.当a0时,l1:yx,l2:yx,直线l1的斜率
5、为k1,直线l2的斜率为k2,要使两直线平行,必须解得a.综合可得当a0或a时,两直线平行(2)方法一当a0时,直线l3的斜率不存在,直线l3:x10,直线l4:y0,此时,l3l4.当a0时,直线l3:yx与直线l4:yx,直线l3的斜率为k3,直线l4的斜率为k4,要使两直线垂直,必须k3k41,即1,不存在实数a使得方程成立综合可得当a0时,两直线垂直方法二要使直线l3:2xay2和直线l4:ax2y1垂直,根据两直线垂直的充要条件,必须A1A2B1B20,即2a2a0,解得a0,所以,当a0时,两直线垂直5已知圆C的方程为x2y2ax2ya20,一定点为A(1,2),且过定点A(1,2)作圆的切线有两条,求a的取值范围解将圆C的方程配方有(x)2(y1)2,0,圆心C的坐标为(,1),半径r.当点A在圆外时,过点A可作圆的两条切线,ACr,即 ,化简得a2a90.由得a,a的取值范围是ar,此时不满足直线与圆相交,故舍去,圆C的方程为(x2)2(y1)25.(3)解点B(0,2)关于直线xy20的对称点B(4,2),则PBPQPBPQBQ,又B到圆上点Q的最短距离为BCr32.所以PBPQ的最小值为2,直线BC的方程为yx,则直线BC与直线xy20的交点P的坐标为(,)专心-专注-专业
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