专题09圆中的范围与最值问题(知识梳理专题过关)(解析版).docx
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1、专题09圆中的范围与最值问题【知识梳理】涉及与圆有关的最值,可借助图形性质,利用数形结合求解.一般地:(1)形如=上二的最值问题,可转化为动直线斜率的最值问题. x-a(2)形如,= + b的最值问题,可转化为动直线截距的最值问题.(3)形如2 = (X )2+(y 的最值问题,可转化为曲线上的点到点(/b)的距离平方的最值问题解决圆中的范围与最值问题常用的策略:(I)数形结合(2)多与圆心联系(3)参数方程(4)代数角度转化成函数值域问题【专题过关】【考点目录】考点1:斜率型考点2:直线型考点3:距离型考点4:周长面积型考点5:长度型【典型例题】考点1:斜率型(2021 .江西.高二期中(理
2、)已知圆C:/+(y_i)2=i,点43,0)在直线/上,过直线/上的任一点P引圆C的两条切线,若切线长的最小值为2,则直线/的斜率2=()A. 2B. JC. 一2或;D. 2 或一,222【答案】C【解析】圆C:%2+(y_l)2=l的圆心为C心 半径为1,因为切线长的最小值为2,所以PC%广万石=6,16. (2021天津市新华中学高二期中)若点P(x)在圆d + y24尸1 = 0上,则2x+V+1的最小值【答案】8-2V15【解析】由Y + V4),+ 1 = 0,得f+(y 2=3,则圆的圆心为(。,2),半径为6,因为/_2%+丁2+1 =。一1)2 + 丁2表示圆上的点夕(乐,
3、)到点(1,0)的距离的平方,所以 X? 2x+ 2 +1 的最小值为(Jf +2。-6)=8 2/15 ,故答案为:8-2V1517. (2021福建厦门双十中学高二期中)已知演满足(x-l+(y-l)2=l,则9 +产的最小值为*【答案】3-22【解析】设圆(x-l+(y-1=1的圆心为半径为 =1,r +尸表示圆上的点与原点。(0,0)的距离的平方,连接 OM,可得 OM= J(l_0y+(l_0)2 =血,线段OW与圆的交点到原点的距离最小,所以f+ y2的最小值为(|0加|_7)2=(0一)2=3一20.故答案为:3-272 .18. (多选题)(2021 广东.新会陈经纶中学高二期
4、中)已知圆心为。的圆/ +4x + 6y + ll =。与点A(0,-5),则()A.圆。的半径为2B.点A在圆。外C.点A与圆。上任一点距离的最大值为3亚D.点A与圆。上任一点距离的最小值为近【答案】BCD【解析】依题意,圆。:(x-2)2+(y + 3)2=2,则圆心。(2厂3),半径=0,A不正确;因点A(0,5),则|AC| = 20乙点A在圆C外,B正确;因点A在圆。外,在圆c上任取点尸,则|FWpc|+|C4| = +|C4卜36,当且仅当点p, a a共线,且 P在线段AC延长线上时取“=”,C正确;在圆。上任取点M,则4121c4|-|MC|=|C4|-及,当且仅当点c, M,
5、 A共线,且M在线段C4上时 取f C正确.故选:BCD(2021湖南雅礼中学高二期中)已知半径为1的圆经过点(3,4),则其圆心到原点的距离的最小值为 ().A. 4B. 5C. 6D. 7【答案】A【解析】设圆心C(x,y),则J(x-3)2+(y 4=1,化简得(x-3)2+(丁一4)2=1,所以圆心。的轨迹是以M(3,4)为圆心,1为半径的圆,所以|。|+12|。”|=户不=5,所以I。25 1 = 4,当且仅当。在线段OM上时取得等号,故选:A.19. (2021 .四川双流中学高二期中(理)已知实数工、V满足方程d + 丁4% + 1 =。,则f +最小值为 ()A. 7-473B
6、. 7 + 4百C. 2 + 百D. 2一6【答案】A【解析】圆的标准方程为(x-2 + y2=3,圆心为C(2,0),半径长为百,-/(0-2)2+023,所以,原点在圆(x2+ 丁=3外.工2 +的几何意义为坐标原点0到圆上一点距离的平方,卜2 +2)讪=(|04 6=(2 6了=7 46. 故选:A.20. (2021 福建永安市第一中学高二期中)若直线/:依+力+ 1 = 0始终平分圆加:/ + /+41+ 2),+ 1 = 0的周长,贝IJ(a 2y+S 2)2的最小值为()A. V5B. 5C. 275D, 10【答案】A【解析】由题意直线/过已知圆的圆心,圆心为(一2,-1),,
7、一2。一+1 = 0,即2+4-1 = 0,点(a在直线2%+。-1 =。上,&2+3)2表示直线2x + y -1 =。的点3打到点(2,2)的距离,.最小值为lX212T|=6故选:A.21. (2021 北京八中高二期中)点在圆f + y2=2上,点n在直线/: =1-3上,贝的最小值是 ()A. 0B. C. -D. 122【答案】B【解析】由题意可知,圆心”(0,0),所以圆心(0,0)到/:y = x3的距离为所以圆心(0,0)到/:y = x3的距离为H_ 3及V2 2所以即I的最小值为乎-=乎-必当.故选:B.22. (2021 内蒙古包头市田家炳中学高二期中)已知为直线y =
8、 x + l上的动点,N为圆f + y2+2x + 4y + 4 = 0上的动点,则|MN|的最小值是()A.桓B. 2-72C. 1D. 72-1【答案】D【解析】由圆 + y2+2x + 4y + 4 = 0,得(x + iy+(y + 2=l,可得圆心坐标为(-1,-2),半径为1,圆心到直线- y + 1 = 0的距离d =|-1 + 2 + 1|而M为直线y = x + l上的动点,N为圆Y + y2 +2x + 4y + 4 = 0上的动点,则|MN|的最小值是啦1.故选:D24. (2021 黑龙江哈九中高二期中(文)设曲线f+(y l)2=8上的点到直线x-y-2 =。的距离的
9、最大值为最小值为乩则。-办的值为()A.叵B. 4夜2【答案】C7722D. 2【解析】由题意,圆/+(), =8的圆心坐标为(0),半径为厂=2血,、|0 1 2|32可得圆心M(。)至lj直线x-y-2 =。的星巨离为d = / r = f所以 Q = d + r= 3 拒 + 22 = 7 后, b = 0, 所以。一/?=. 222故选:C.考点4:周长面积型25. (2021 江苏淮阴中学高二期中)已知圆C经过点A(2,-1),且与直线x+y = l相切,圆心。在直线 y = -2x 上.(1)求圆。的方程;(2)点P在直线2x-y + l =。上,过P点作圆C的两条切线,分别与圆切
10、于V、N两点,求四边形 PMCN周长的最小值.【解析】(1)因为圆心。在直线y = -2x上,所以可设。(-2),半径为厂0),则圆。的方程为(x-Q)2+(y + 2=,;又圆。经过点A(2,-1),且与直线x+y = l相切,(2-+(-1 + 2)2 =产所以,,解得/=- = rI V1 + 1所以圆C的方程为(x-if + (y+2)2 = 2.(2)由题意:四边形PMQV周长c = RW + RV + 2r,其中R0 = RV = 而,即PC取最小值时,此时周长最小,又因P在直线2x-y + l =。上,即圆心。到直线2x-y + l =。的距离时,PC的最小值为尸C= I:2+!
11、=6,Vl2+22所以周长cN2后工+ 2血=26 + 2后,故四边形PMCN周长的最小值为2V3 + 2V2.26. (2021 云南.宣威市第五中学高二期中(文)已知直线3x+4y-12 = 0与光轴,y轴相交于A, B两点,点。在圆/+产-10妻-12+52=0上移动,则A3C面积的最大值和最小值之差为.【答案】15【解析】令丁 =。得x = 4,令x = 0得y = 3,所以A (4, 0),点8 (0, 3),:.AB = 5,由/+产10片12了+52=0得(x 5)2+(y 6)2 =9,所以圆的半径为3,圆心为(5,6),7 |3x5 + 4x6-12| 27圆心(5,6)到直
12、线AB的距离d =彳,V32+4-527122742所以点C到直线AB的距离的最小值为(-3 =(,最大值为3 + 3 =葭,142112所以臬树的最大值为:x5x卷= 21,最小值为3x5x( = 6,所以A3C面积的最大值和最小值之差为21-6 = 15.故答案为:15(2021福建福州高二期中)设P为直线3x 4y + 13 = 0上的动点,、P5为圆C:(工-2)2+(y-1了 = 1的两条切线,A、B为切点,则四边形AP8C面积的最小值为.【答案】2V2【解析】圆C:(龙-2)2+(y-1)2 = 1的圆心C(2,l),半径一=1,连接 4C, BC, PC,可得尸八,AC, PBL
13、BC, PA=PB9 AC= BC|=1,S四边形.=2SC =2BCPB=BC-PC2 -BC2 = J| PC-1 ,16-4 + 131I PCI的最小值是圆心(2,1)至IJ直线3x 4y + 13 = 0的距离d = = 3,19 + 16所以四边形APBC面积的最小值为-I = 272.故答案为:2夜.27. (2021 广东潮州市湘桥区南春中学高二期中)已知尸为圆(工+1)2 + 丁=1上任意一点,4,8为直线3x+4y 7 =。上的两个动点,且|A3|=2,则Q48面积的最大值是.【答案】31-3 + 0-71【解析】根据圆的方程,圆心(一1,。)到直线3x+4y 7 =。的距
14、离管/匕2,3- +4一所以圆上的点P到直线的最大距离或皿=2 +1 = 3 ,此时最大面积Spab = x3x2 = 3.故答案为:3.28. (2021 江苏南通高二期中)过直线3x + 4y + 12 =。上一点P作圆C:/十产一2% =。的切线,切点为A, B,则四边形PAC8的面积的最小值为()A. V6B. 272C. 3D. 273【答案】B【解析】由圆的方程可得:(x-1+ 丁=1,则圆心为:C(l,0),半径一1又 S四边形PAC8 = S5AC + Spbc又 S四边形PAC8 = S5AC + Spbc= -PAr-PBrPAPB为圆的切线,则=又24 = V产当四边形的
15、面积的取最小值时,PC最小又PC垂直于直线3x + 4y + 12 = 0时,PC最小四边形PACB面积的最小值为:月工=2正故选:B(2021陕西安康高二期中(文)直线x+y + 3 = 0分另1与元轴, 轴交于A, 8两点,点P在圆 (x-3y + y2 =2上,则A3P面积的最小值为()A. 6B. 672C. 12D. 1272【答案】A【解析】43,0), m-3),. A5 = 7?77 = 3/,圆(% 3)2 + y2=2的圆心到直线x+y + 3 = 0的距离1=/. P到距离的最小值为2及,AA3P面积的最小值为x 3血x 2亚=6 ,2故选:A.考点5:长度型(2021
16、北京市昌平区第二中学高二期中)已知A3分别是OG:。-1 + ()-3)2=1,。2:。+ 5)2+0-1)2=4上的两个动点,点“是直线工-丁 = 0上的一个动点,则|加4| + |8|的最小值为【答案】5【解析】如图,圆。3是圆G关于直线x-y = o的对称圆,所以圆G的方程为( 3+(y 1)2=1,圆心为G(3,l),且由图知,.。2,aMAC五点共线时,+ 有最小值,此时,(|MA| + |M同% = GGT 2 = JG+O-3 = 5所以+的最小值为5.故答案为:5.30. (2021 广东湛江二H一中高二期中)已知P是直线3x + 4y + 13 = ()上的动点,M, PB是
17、圆 (工-1)2+(-1)2=1的切线,4B是切点,C是圆心,那么四边形现C3面积的最小值是【答案】V15【解析】由题意知,A, 8是切点,是圆心C(L1),且圆的半径为1所以 PB = PA = Jpc2-12,四边形B4C3面积为:S = 2xLpB.r = dPC2-E 2所以当PC取最小值时,S取最小值由点。在直线上运动可知,当PC与直线3x+4y + 13 = o垂直时PC取最小值此时PC为圆心。到直线3x+4y + 13 =。的距离|3xl + 4xl + 13|即 PC =J,= 4故四边形雨最小面积为:s = 2-F =拒故答案为:V15.31. (2021 安徽滁州高二期中)
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