2022年高中数学第四章《圆与方程》知识点总结与练习 .pdf
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1、学习必备欢迎下载第三节圆_的_方_程知识能否忆起 1圆的定义及方程定义平面内与定点的距离等于定长的点的集合(轨迹 ) 标准方程(xa)2(yb)2r2(r0)圆心: (a, b),半径: r一般方程x2 y2 DxEyF0 (D2E24F0)圆心:D2,E2,半径:12D2 E24F2点与圆的位置关系点 M(x0,y0)与圆 (xa)2(y b)2r2的位置关系:(1)若 M(x0,y0)在圆外,则 (x0a)2 (y0b)2r2. (2)若 M(x0,y0)在圆上,则 (x0a)2 (y0b)2 r2. (3)若 M(x0,y0)在圆内,则 (x0a)2 (y0b)20,b0)始终平分圆C:
2、x2y28x 2y10,则 ab 的最大值为 () A4B2 C1 D.14解析: 选 C圆 C 的圆心坐标为 (4, 1),则有 4ab40,即 4ab4. 所以 ab14(4a b)144ab22144221. 当且仅当 a12,b 2 取得等号1圆 (x 2)2y25 关于原点P(0,0)对称的圆的方程为() A(x 2)2y25Bx2(y2)25 C(x2)2(y2)2 5 Dx2(y2)25 解析:选 A圆上任一点 (x, y)关于原点对称点为(x, y)在圆 (x2)2y25 上,即(x2)2(y)25.即(x2)2y25. 2(2012 辽宁高考 )将圆 x2y22x4y10 平
3、分的直线是() Axy10 Bxy30 Cxy1 0 Dx y30 解析: 选 C要使直线平分圆,只要直线经过圆的圆心即可,圆心坐标为(1,2)A,B,C,D 四个选项中,只有C 选项中的直线经过圆心精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 26 页学习必备欢迎下载3(2012 青岛二中期末 )若圆 C 的半径为1,圆心在第一象限,且与直线4x3y0 和x 轴都相切,则该圆的标准方程是() A(x 3)2y7321 B(x2)2(y1)21 C(x1)2(y3)2 1 D.x322(y1)21 解析:选 B依题意设圆心C(a,1)
4、(a0),由圆 C 与直线 4x3y0 相切,得|4a 3|5 1,解得 a 2,则圆 C 的标准方程是(x2)2(y1)21. 4 (2012 海淀检测 )点 P(4, 2)与圆 x2 y2 4上任一点连线的中点的轨迹方程是() A(x 2)2(y1)2 1 B(x2)2(y1)24 C(x4)2(y2)2 4 D(x2)2(y1)21 解析: 选 A设圆上任一点为Q(x0,y0),PQ 的中点为M(x,y),则x4x02,y2y02,解得x02x4,y02y2.因为点 Q 在圆 x2y24 上,所以 (2x 4)2(2y2)24,即 (x2)2 (y1)21. 5(2013 杭州模拟 )若
5、圆 x2y22x6y 5a0,关于直线yx2b 成轴对称图形,则 ab 的取值范围是 () A(, 4) B(, 0) C(4, ) D(4, ) 解析: 选 A将圆的方程变形为(x1)2(y3)2105a,可知,圆心为(1, 3),且10 5a0,即 a2.圆关于直线yx2b 对称,圆心在直线y x2b 上,即 312b,解得 b 2, a b4. 6已知点M 是直线 3x4y 20 上的动点,点N 为圆 (x1)2(y1)2 1上的动点,则|MN|的最小值是 () A.95B1 C.45D.135解析: 选 C圆心 (1, 1)到点 M 的距离的最小值为点(1, 1)到直线的距离d| 34
6、2|595,故点 N 到点 M 的距离的最小值为d145. 7如果三角形三个顶点分别是O(0,0), A(0,15), B( 8,0),则它的内切圆方程为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 26 页学习必备欢迎下载_解析:因为AOB 是直角三角形, 所以内切圆半径为r|OA|OB|AB|21581723,圆心坐标为(3,3),故内切圆方程为(x3)2(y3)29. 答案: (x3)2 (y 3)29 8(2013 河南三市调研 )已知圆 C 的圆心与抛物线y24x 的焦点关于直线yx 对称,直线 4x3y20 与圆 C 相交
7、于 A,B 两点,且 |AB|6,则圆 C 的方程为 _解析: 设所求圆的半径是R,依题意得,抛物线y24x 的焦点坐标是(1,0),则圆 C 的圆心坐标是 (0,1), 圆心到直线4x3y20的距离 d|40 312|42 321, 则 R2d2|AB|2210,因此圆C 的方程是x2(y1)210. 答案: x2(y1)2 10 9(2012 南京模拟 )已知 x, y 满足 x2y21,则y 2x 1的最小值为 _解析:y 2x 1表示圆上的点P(x,y)与点 Q(1,2)连线的斜率,所以y2x1的最小值是直线PQ与圆相切时的斜率设直线PQ 的方程为y2k(x1)即 kx y2k 0.由
8、|2k|k21 1 得k34,结合图形可知,y2x134,故最小值为34. 答案:3410过点 C(3,4)且与 x 轴, y 轴都相切的两个圆的半径分别为r1,r2,求 r1r2. 解: 由题意知,这两个圆的圆心都在第一象限,且在直线 yx 上,故可设两圆方程为(x a)2(ya)2a2,(xb)2(yb)2b2,且 r1a,r2b.由于两圆都过点C,则(3a)2(4a)2a2,(3b)2 (4b)2b2即 a214a250,b214b250. 则 a、b 是方程 x214x25 0的两个根精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,
9、共 26 页学习必备欢迎下载故 r1r2ab25. 11已知以点P 为圆心的圆经过点A(1,0)和 B(3,4),线段 AB 的垂直平分线交圆P 于点 C 和 D,且 |CD| 4 10. (1)求直线 CD 的方程;(2)求圆 P 的方程解: (1)直线 AB 的斜率 k1, AB 的中点坐标为(1,2)则直线 CD 的方程为y2 (x1),即 xy30. (2)设圆心 P(a,b),则由 P 在 CD 上得 ab30.又直径 |CD |410,|PA|210, (a1)2b240.由解得a 3,b6或a5,b 2.圆心 P(3,6)或 P(5, 2)圆 P 的方程为 (x3)2(y6)24
10、0 或(x5)2(y2)240. 12(2012 吉林摸底 )已知关于x,y 的方程 C:x2y22x4ym0. (1)当 m 为何值时,方程C 表示圆;(2)在(1)的条件下,若圆C 与直线 l:x2y40 相交于 M、 N 两点,且 |MN|4 55,求 m 的值解: (1)方程 C 可化为 (x 1)2(y2)2 5m,显然只要5m0,即 m5 时方程 C表示圆(2)因为圆 C 的方程为 (x1)2(y2)25m,其中 m5,所以圆心C(1,2),半径 r5m,则圆心 C(1,2)到直线 l:x2y40 的距离为d|1224|122215,因为 |MN|455,所以12|MN|2 55,
11、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 26 页学习必备欢迎下载所以 5m1522552,解得 m4. 1(2012 常州模拟 )以双曲线x26y231 的右焦点为圆心且与双曲线的渐近线相切的圆的方程是 () A(x3)2y21 B(x3)2y23 C(x3)2y23 D(x3)2y29 解析: 选 B双曲线的渐近线方程为x 2y 0,其右焦点为(3,0),所求圆半径r |3|12 223,所求圆方程为(x3)2y23. 2由直线yx2 上的点 P 向圆 C:(x4)2(y2)2 1引切线 PT(T 为切点 ),当 |PT|最小
12、时,点P 的坐标是 () A(1,1) B(0,2) C(2,0) D(1,3) 解析:选 B根据切线长、 圆的半径和圆心到点P 的距离的关系, 可知 |PT|PC|2 1,故|PT|最小时,即 |PC|最小,此时PC 垂直于直线yx2,则直线PC 的方程为y2 (x4),即 y x2,联立方程yx2,y x2,解得点 P 的坐标为 (0,2)3已知圆M 过两点 C(1, 1),D( 1,1),且圆心 M 在 x y20 上(1)求圆 M 的方程;(2)设 P 是直线 3x4y 80 上的动点, P A、PB 是圆 M 的两条切线, A,B 为切点,求四边形 PAMB 面积的最小值解: (1)
13、设圆 M 的方程为 (xa)2(yb)2r2(r0)根据题意,得1 a2 1b2r2,1a2 1b2r2,ab2 0.解得 ab 1,r2,故所求圆 M 的方程为 (x1)2(y1)24. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 26 页学习必备欢迎下载(2)因为四边形PAMB 的面积 S SPAMSPBM12|AM| |PA|12|BM| |PB|,又|AM|BM|2,|PA|PB|,所以 S2|P A|,而|P A|PM|2|AM|2|PM|24,即 S2|PM|24. 因此要求 S的最小值,只需求|PM|的最小值即可,即
14、在直线 3x4y8 0 上找一点 P,使得 |PM|的值最小,所以 |PM|min|31418|32423, 所以四边形P AMB 面积的最小值为S2|PM|2min423242 5. 1在圆x2y22x6y 0 内,过点E(0,1)的最长弦和最短弦分别为AC 和 BD,则四边形 ABCD 的面积为 () A5 2 B10 2 C152 D202 解析: 选 B由题意可知,圆的圆心坐标是(1,3),半径是10,且点 E(0,1)位于该圆内,故过点E(0,1)的最短弦长 |BD|210 122225(注:过圆内一定点的最短弦是以该点为中点的弦 ),过点 E(0,1)的最长弦长等于该圆的直径,即|
15、AC|2 10,且 AC BD,因此四边形 ABCD 的面积等于12|AC| |BD|1221025102. 2已知两点A(2,0),B(0,2),点 C 是圆 x2 y22x0 上任意一点,则ABC 面积的最小值是 _解析: lAB:xy20,圆心 (1,0)到 l 的距离 d32,则 AB 边上的高的最小值为32 1. 故 ABC 面积的最小值是12 2 232132. 答案: 32 3(2012 抚顺调研 )已知圆 x2y24 上一定点 A(2,0),B(1, 1)为圆内一点, P,Q 为圆精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11
16、 页,共 26 页学习必备欢迎下载上的动点(1)求线段 AP 中点的轨迹方程;(2)若 PBQ90 ,求线段PQ 中点的轨迹方程解: (1)设 AP 的中点为M(x,y),由中点坐标公式可知,P 点坐标为 (2x2,2y)因为 P 点在圆 x2y24 上,所以 (2x2)2(2y)24. 故线段 AP 中点的轨迹方程为(x1)2y21. (2)设 PQ 的中点为N(x,y),在 Rt PBQ 中, |PN|BN|,设 O 为坐标原点,连接ON,则 ONPQ,所以 |OP|2|ON|2 |PN|2|ON|2 |BN|2,所以 x2y2(x1)2(y1)24. 故线段 PQ 中点的轨迹方程为x2
17、y2 xy10. 一、直线与圆的位置关系(圆心到直线的距离为d,圆的半径为r) 相离相切相交图形量化方程观点 0 0 0 几何观点dr dr dr二、圆与圆的位置关系( O1、 O2半径 r1、r2,d|O1O2|) 相离外切相交内切内含图形量化dr1 r2d r1r2|r1 r2|dr1r2d|r1r2| d|r1r2| 小题能否全取 1(教材习题改编)圆(x1)2 (y2)26 与直线 2xy 50 的位置关系是 () A相切B相交但直线不过圆心C相交过圆心D相离解析: 选 B由题意知圆心 (1, 2)到直线 2xy50 的距离 d5,0d6,故该直线与圆相交但不过圆心精选学习资料 - -
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