重难点突破--高二数学上册常考题专练(人教A版2019选修一)专题09与圆有关的定值问题含答案.docx
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1、重难点突破-高二数学上册常考题专练(人教A版2019选修一)专题09 与圆有关的定值问题1已知圆的圆心在直线上,并且经过点,与直线相切(1)试求圆的方程;(2)若圆与直线相交于,两点求证:为定值2动圆与轴交于,两点,且,是方程的两根(1)若线段是动圆的直径,求动圆的方程;(2)证明:当动圆过点时,动圆在轴上截得弦长为定值重难点突破-高二数学上册常考题专练(人教A版2019选修一)3如图,在直角坐标系中,圆与轴负半轴交于点,过点的直线、分别与圆交于、两点(1)若,求的面积;(2)若直线过点,证明:为定值,并求此定值4已知过点 且斜率为的直线与圆交于,两点(1)求斜率的取值范围;(2)以点为圆心,
2、为半径的圆与圆总存在公共点,求的取值范围;(3)为坐标原点,求证:直线与斜率之和为定值5在平面直角坐标系中,已知圆心在轴上的圆经过点,且被轴截得的弦长为,经过坐标原点的直线与圆交于,两点(1)求当满足时对应的直线的方程;(2)若点,直线与圆的另一个交点为,直线与圆的另一个交点为,分别记直线、直线的斜率为、,求证:为定值6已知圆心在第一象限,半径为的圆与轴相切,且与轴正半轴交于,两点在左侧),为坐标原点)(1)求圆的标准方程;(2)过点任作一条直线与圆相交于,两点证明:为定值;求的最小值7已知圆经过坐标原点,圆心在轴正半轴上,且与直线相切(1)求圆的标准方程(2)直线与圆交于,两点()求的取值范
3、围;()证明:直线与直线的斜率之和为定值8在平面直角坐标系中,设圆的圆心为,(1)若,是圆的两条切线,是切点,为圆心,求四边形的面积;(2)若过点且斜率为的直线与圆相交于不同的两点,设直线、的斜率分别为,问是否为定值?若是,求出这个定值,若不是,请说明理由9已知圆,直线过定点(1)若与圆相切,求的方程;(2)若与圆相交于、两点,线段中点为,又与交点为,求证:为定值10已知为坐标原点,圆的方程为:,直线过点(1)若直线与圆有且只有一个公共点,求直线的方程;(2)若直线与圆交于不同的两点,试问:直线与的斜率之和是否为定值,若是,求出该定值:若不是,说明理由11若圆与圆相外切(1)求的值;(2)若圆
4、与轴的正半轴交于点,与轴的正半轴交于点,为第三象限内一点且在圆上,直线与轴交于点,直线与轴交于点,求证:四边形的面积为定值12已知圆和轴相切于点,与轴的正半轴交于、两点在的左侧),且;(1)求圆的方程;(2)过点任作一条直线与圆相交于点、,连接和,记和的斜率为,求证:为定值13平面直角坐标系中,已知点,圆与轴的正半轴交于点(1)若过点的直线与圆相切,求直线的方程;(2)若过点的直线与圆交于不同的两点,设直线,的斜率分别是,问是否为定值,若是,求出此定值,若不是,请说明理由;设线段的中点为,点,若,求直线的方程14平面直角坐标系中,以原点为圆心的圆被直线截得弦长为(1)求圆的方程;(2)过点的直
5、线与圆交于,两点,与轴交于点,设,求证:为定值15已知圆的圆心在轴上,半径,过点且与直线相切(1)求圆的方程;(2)若过点的直线与圆交于不同的两点,且与直线交于点,若,中点为,问是否存在实数,使为定值,若存在,求出的值;若不存在,请说明理由16在平面直角坐标系中,已知圆的方程为,点是圆上一点(1)若,为圆上两点,若四边形的对角线的方程为,求四边形面积的最大值;(2)过点作两条相异直线分别与圆相交于,两点,若直线,的斜率分别为,且,试判断直线的斜率是否为定值,并说明理由17已知圆与轴的正半轴交于点,直线与圆交于不同的两点,(1)求实数的取值范围;(2)设直线,的斜率分别是,试问是否为定值?若是定
6、值,求出该定值;若不是定值,请说明理由;(3)设的中点为,求点到直线的距离的最大值18平面直角坐标系中,已知点,圆与轴的正半轴的交于点(1)若过点的直线与圆相切,求直线的方程;(2)若过点的直线与圆交于不同的两点,设线段的中点为,求点纵坐标的最小值;设直线,的斜率分别是,问:是否为定值,若是,则求出定值,若不是,请说明理由19如图,在平面直角坐标系中,已知圆,圆,点,为圆上的不同于点的两点(1)已知坐标为,若直线截圆所得的弦长为,求圆的方程;(2)若直线过,求面积的最大值;(3)若直线,与圆都相切,求证:当变化时,直线的斜率为定值20在平面直角坐标系中,已知圆的圆心在轴右侧,原点和点都在圆上,
7、且圆在轴上截得的线段长度为3(1)求圆的方程;(2)若,为圆上两点,若四边形的对角线的方程为,求四边形面积的最大值;(3)过点作两条相异直线分别与圆相交于,两点,若直线,的斜率分别为,且,试判断直线的斜率是否为定值,并说明理由21在直角坐标系中,曲线与轴交于、两点,点的坐标为,当变化时,解答下列问题:(1)能否出现的情况?说明理由;(2)证明过、三点的圆在轴上截得的弦长为定值22如图,已知圆与轴相切于点,与轴的正半轴交于,两点(点在点的左侧),且()求圆的方程;()过点任作一条直线与圆相交于,两点,连接,求证:为定值23已知圆,直线过定点(1)若直线与圆相切,切点为,求线段的长度;(2)若与圆
8、相交于,两点,线段的中点为,又与的交点为,判断是否为定值,若是,求出定值;若不是,请说明理由专题09 与圆有关的定值问题1已知圆的圆心在直线上,并且经过点,与直线相切(1)试求圆的方程;(2)若圆与直线相交于,两点求证:为定值【解答】解:(1)由题意知:过且与直线垂直的直线方程为:,圆心在直线:上,由即,且半径,所求圆的方程为:(2)将的方程与圆的方程联立得,由韦达定理得,故【点睛】本题主要考查了圆的方程的求解及直线与圆的位置关系的简单应用,方程的根与系数关系的应用是证明(2)的关键2动圆与轴交于,两点,且,是方程的两根(1)若线段是动圆的直径,求动圆的方程;(2)证明:当动圆过点时,动圆在轴
9、上截得弦长为定值【解答】解:(1),是方程的两根,动圆与轴交于,两点,且线段是动圆的直径,动圆的圆心的坐标为,半径为动圆的方程为;(2)证明:设动圆的方程为,动圆与轴交于,令则,由题意可知,又动圆过点,解得令,则,解得或,动圆在轴上截得弦长为故动圆在轴上截得弦长为定值【点睛】本题主要考查圆的方程及被坐标轴截得的弦长的问题,属于定值问题中的基础题3如图,在直角坐标系中,圆与轴负半轴交于点,过点的直线、分别与圆交于、两点(1)若,求的面积;(2)若直线过点,证明:为定值,并求此定值【解答】解:(1)根据题意,圆的圆心为,半径为2,若,则直线的方程为,即,直线的方程为,即,由题知,所以,为圆的直径,
10、所以圆心到直线的距离,则,又由中位线定理知,即,则的面积;(2)证明:设,、,当直线斜率存在时,设直线的方程为,代入圆的方程中有:,整理得:,则有,此时,当直线斜率不存在时,直线的方程为,代入圆的方程可得,;此时,综合可得:为定值,且此定值为【点睛】本题考查直线与圆方程的应用,涉及直线与圆的位置关系,以及弦长公式的运用,属于定值问题中的基础题4已知过点 且斜率为的直线与圆交于,两点(1)求斜率的取值范围;(2)以点为圆心,为半径的圆与圆总存在公共点,求的取值范围;(3)为坐标原点,求证:直线与斜率之和为定值【解答】解:(1)根据题意可得,直线的方程为:,即,圆的方程为,则其圆心,半径,若直线与
11、圆相交,必有,即,解得,所以斜率的取值范围为(2)若以点为圆心,为半径的圆与圆总存在公共点,则,即,所以(3)证明:联立直线与圆的方程:,消去整理得,设,根据韦达定理得,则,故直线与直线的斜率之和为定值1【点睛】本题考查直线与圆的位置关系,圆与圆的位置关系,斜率,属于中档题5在平面直角坐标系中,已知圆心在轴上的圆经过点,且被轴截得的弦长为,经过坐标原点的直线与圆交于,两点(1)求当满足时对应的直线的方程;(2)若点,直线与圆的另一个交点为,直线与圆的另一个交点为,分别记直线、直线的斜率为、,求证:为定值【解答】解:因为圆被轴截得的弦长为,所以,又圆心在轴上的圆经过点,所以,即,解得,所以圆心,
12、所以圆方程为设直线方程为:,联立圆的方程得,(1)因为,所以,即得,代入得,代入得,解得,所以直线的方程为:(2)直线方程为:,联立圆的方程得:,所以,所以,所以,同理可得,所以,所以,所以为定值【点睛】本题考查圆的方程,向量,直线与圆相交问题,还考查运算能力,属于中档题6已知圆心在第一象限,半径为的圆与轴相切,且与轴正半轴交于,两点在左侧),为坐标原点)(1)求圆的标准方程;(2)过点任作一条直线与圆相交于,两点证明:为定值;求的最小值【解答】(1)解:因为圆心在第一象限,半径为的圆与轴相切,故设圆心,则,所以,所以,解得,所以圆的方程为;(2)证明:由(1)可得,设,则,所以,同理可得,所
13、以为定值;解:因为,所以,故的最小值为【点睛】本题考查了圆的标准方程的求解与应用,直线与圆位置关系的应用,圆中弦长公式的应用以及圆中最值问题的求解,考查了逻辑推理能力与化简运算能力,属于中档题7已知圆经过坐标原点,圆心在轴正半轴上,且与直线相切(1)求圆的标准方程(2)直线与圆交于,两点()求的取值范围;()证明:直线与直线的斜率之和为定值【解答】解:(1)设圆的圆心坐标为,其中,半径为,圆经过坐标原点,圆心在轴正半轴上,又圆与直线相切,解得或(舍去),圆心,故圆的标准方程为(2)联立直线与圆的方程,可得,直线交圆与,两点,解得,故的取值范围为证明:设,由韦达定理,可得,又,直线与直线的斜率之
14、和为定值,即得证【点睛】本题考查了直线与圆的综合应用,并考查了点到直线的距离公式和韦达定理,需要学生较强的综合能力,属于中档题8在平面直角坐标系中,设圆的圆心为,(1)若,是圆的两条切线,是切点,为圆心,求四边形的面积;(2)若过点且斜率为的直线与圆相交于不同的两点,设直线、的斜率分别为,问是否为定值?若是,求出这个定值,若不是,请说明理由【解答】解:(1)圆心的坐标为,半径圆心到直线的距离,直线是圆的一条切线,无妨设切点为,则,四边形的面积为(2)过点的直线方程为,设,联立得,整理得,直线与圆相交,则,于是,为定值【点睛】本题考查直线与圆的方程的综合应用,用联立法求解是解决问题的关键,属于中
15、档题9已知圆,直线过定点(1)若与圆相切,求的方程;(2)若与圆相交于、两点,线段中点为,又与交点为,求证:为定值【解答】(1)解:由题意知直线的斜率不为0,设直线的方程为,则由与圆相切得:,解得:或,故的方程为或(2)证明:与圆相交于两点,故斜率存在且不为0设直线的方程为,联立得,故;线段中点为,设直线的方程为,联立,得,故;,又由于,三点共线,得证,为定值【点睛】本题考查直线与圆的位置关系的应用,考查向量的数量积的应用,考查转化思想以及计算能力10已知为坐标原点,圆的方程为:,直线过点(1)若直线与圆有且只有一个公共点,求直线的方程;(2)若直线与圆交于不同的两点,试问:直线与的斜率之和是
16、否为定值,若是,求出该定值:若不是,说明理由【解答】解:(1)当直线斜率不存在时,的方程为,符合题意当直线斜率存在时,设的方程为,由,得圆心,半径直线与圆有一个公共点,解得的方程为,即综上所述,直线的方程为或;(2)直线与的斜率之和为定值证明:由(1)知直线斜率存在,设的方程为,设,联立直线与圆的方程:,消去得根据韦达定理得则直线与的斜率之和为定值【点睛】本题考查直线与圆位置关系的应用,考查运算求解能力,体现了“设而不求”的解题思想方法,是中档题11若圆与圆相外切(1)求的值;(2)若圆与轴的正半轴交于点,与轴的正半轴交于点,为第三象限内一点且在圆上,直线与轴交于点,直线与轴交于点,求证:四边
17、形的面积为定值【解答】解:(1)圆的圆心坐标,半径为,圆的圆心坐标,半径为3,又两圆外切得,(2)证明:点坐标为,点坐标为,设点坐标为,由题意得点的坐标为;点的坐标为,四边形的面积,由点在圆上,有,四边形的面积,即四边形的面积为定值4【点睛】本题考查圆的标准方程,考查了圆与圆的位置关系,考查计算能力与推理论证能力,是中档题12已知圆和轴相切于点,与轴的正半轴交于、两点在的左侧),且;(1)求圆的方程;(2)过点任作一条直线与圆相交于点、,连接和,记和的斜率为,求证:为定值【解答】解:(1)圆与轴相切于点,可设圆心的坐标为,则圆的半径为,又,解得,圆的方程为;证明:(2)由(1)知,当直线的斜率
18、为0时,知,即为定值当直线的斜率不为0时,设直线,将代入,整理得,设,则综上可知,为定值【点睛】本题考查圆的方程的求法,考查直线与圆位置关系的应用,考查运算求解能力,体现了分类讨论的数学思想方法,是中档题13平面直角坐标系中,已知点,圆与轴的正半轴交于点(1)若过点的直线与圆相切,求直线的方程;(2)若过点的直线与圆交于不同的两点,设直线,的斜率分别是,问是否为定值,若是,求出此定值,若不是,请说明理由;设线段的中点为,点,若,求直线的方程【解答】解:(1)当的斜率不存在时,易得的方程为适合题意;当的斜率存在时,设,即,由题设知:圆心到直线的距离,此时,直线的方程为或;(2),联立,可得设,则
19、,;设,由知,代入直线方程,可得,由,得,化简为,把,代入,可得,解得或直线的方程为或,即或【点睛】本题考查直线与圆位置关系的应用,考查运算求解能力,体现了“设而不求”的解题思想,考查计算能力,是中档题14平面直角坐标系中,以原点为圆心的圆被直线截得弦长为(1)求圆的方程;(2)过点的直线与圆交于,两点,与轴交于点,设,求证:为定值【解答】解:(1)设圆的半径为,圆心到直线的距离为,则,则圆的方程为;证明:(2)当与轴垂直时(不妨设在轴上方),此时与重合,从而,;当点与点不重合时,直线的斜率存在,设,则,由,得:,即联立,得则,综上,为定值【点睛】本题考查圆的方程的求法,考查直线与圆位置关系的
20、应用,考查运算求解能力,是中档题15已知圆的圆心在轴上,半径,过点且与直线相切(1)求圆的方程;(2)若过点的直线与圆交于不同的两点,且与直线交于点,若,中点为,问是否存在实数,使为定值,若存在,求出的值;若不存在,请说明理由【解答】解:(1)设圆心,圆心到直线的距离等于半径,解得或,又半径,则圆的方程为;(2)当直线的斜率存在时,设,联立,解得,要使为定值,则,此时;当的斜率不存在时,时满足;又当与重合时,也为的值综上,当或4时,为定值【点睛】本题考查圆的方程的求法,考查直线与圆位置关系的应用,考查运算求解能力,是中档题16在平面直角坐标系中,已知圆的方程为,点是圆上一点(1)若,为圆上两点
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