专题10:直线与圆的方程(四大题型)-2024年新高考新题型试卷结构冲刺讲义含答案.pdf
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1、更多全科试卷及资料在网盘群,请关注公众号:高中试卷君2024 届新高考二轮复习第十讲届新高考二轮复习第十讲:直线与圆的方程直线与圆的方程6.已知Q为直线:210l xy+=上的动点,点P满足1,3QP=-uuu r,记P的轨迹为E,则()A.E是一个半径为5的圆B.E是一条与l相交的直线C.E上的点到l的距离均为5D.E是两条平行直线题型一:直线的方程【典例例题】题型一:直线的方程【典例例题】例 1.(2024 春新高考)已知直线20kxy-+=和以3,2M-,2,5N为端点的线段相交,则实数 k 的取值范围为()A4,3-B3,2+专题10:直线与圆的方程(四大题型)-2024年新高考新题型
2、试卷结构冲刺讲义更多全科试卷及资料在网盘群,请关注公众号:高中试卷君C4 3,3 2-D43,32-+U【变式训练】【变式训练】1.(2024 春广东省华附、深中、省实、广雅四校联考)直线230 xy+=关于直线yx=-对称的直线方程是()A.230 xy+-=B.230 xy+-=C.230 xy-=D.2330 xy+=2.(2024 春广东校联考一模)设点P在曲线exy=上,点Q在直线1eyx=上,则PQ的最小值为()A21e1+B22e1+C2ee1+D23e1+3.(2024 春陕西西安)唐代诗人李颀的诗古从军行开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学
3、问题“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为4,1A-若将军从山脚下的点3,2B-处出发,河岸线所在直线方程为30 xy-+=,则“将军饮马”的最短总路程为()A2B5C10D2 34.(2024四川成都)在平面直角坐标系xOy中,点(2,0)M,直线(2)1lyk x=-+:,点M关于直线l的对称点为N,则OM ONuuuu r uuur的最大值是()A2B3C5D6题型二:圆的方程题型二:圆的方程【典例例题】【典例例题】例 1.(2024 春广东省潮州市)(多选)设过点(2,0)M的直线
4、与圆22:(4)16Cxy-+=相交于 A,B 两点,若点(0,4)P,则|PAPB+uuu ruuu r的值可能为()A.8B.8 2C.12D.12 2【变式训练】【变式训练】1.(2024 春山东济南)已知P是圆22:9O xy+=上的动点,点Q满足3,4PQ=-uuu r,点1,1A,则AQ的最更多全科试卷及资料在网盘群,请关注公众号:高中试卷君大值为()A8B9C293+D303+2.(2024 春广东省)动点P与两个定点0,0O,0,3A满足2PAPO=,则点P到直线l:430mxym-+-=的距离的最大值为_.3.(2024 春重庆)在同一直角坐标平面内,已知点0,0,2,0,0
5、,2OAB,点 P 满足0PA PB=uuu r uuu r,则OP OBuuu r uuu r的最小值为()A22 2-B2 22-C2 22+D2 22-4.(2024 春北京海淀)已知AB是圆O:221xy+=的直径,C、D是圆O上两点,且60COD=o,则OCODAB+uuuruuuruuu r的最小值为()A0B3-C3-D2 3-题型三:直线与圆的位置关系题型三:直线与圆的位置关系【典例例题】【典例例题】例 1.(2024 春广东汕头)(多选)如图,OA是连接河岸AB与OC的一座古桥,因保护古迹与发展的需要,现规划建一座新桥BC,同时设立一个圆形保护区.规划要求:新桥BC与河岸AB
6、垂直;保护区的边界为一个圆,该圆与BC相切,且圆心M在线段OA上;古桥两端O和A到该圆上任意一点的距离均不少于80m.经测量,点A C分别位于点O正北方向60m正东方向170m处,4tan3BCO=.根据图中所给的平面直角坐标系,下列结论中,正确的是()A新桥BC的长为150mB圆心M可以在点A处更多全科试卷及资料在网盘群,请关注公众号:高中试卷君C圆心M到点O的距离至多为35mD当OM长为20m时,圆形保护区的面积最大【变式训练】【变式训练】1.(2024 春广东省深圳市)过圆221xy+=上一点 A 作圆22(4)4xy-+=的切线,切点为 B,则|AB的最小值为()A.2B.5C.6D.
7、72.(2024 春河北衡水)P是直线3450 xy-+=上的一动点,过P作圆22:4240C xyxy+-+=的两条切线,切点分别为,A B,则四边形PACB面积的最小值为()A.2B.2 2C.4 2D.8 23.(2024 春江西南昌)直线:2l ykx=-与圆22:670C xyx+-=交于 A,B 两点,则AB的取值范围为()A.7,4B.2 7,8C.3,4D.2 3,83.(2024 春广州市华南师大附中第一次调研)在直角坐标系xOy内,圆22:(2)(2)1Cxy-+-=,若直线:0l xym+=绕原点O顺时针旋转90o后与圆C存在公共点,则实数m的取值范围是()A2,2-B4
8、2,42-+C22,22-+D22,22-+4.(2024 春湖北十堰)(多选)已知点0,5A,5,0B-,动点P在圆C:22348xy+-=上,则()A直线AB截圆C所得的弦长为6BPABV的面积的最大值为 15C满足到直线AB的距离为2的P点位置共有 3 个DPA PBuuu r uuu r的取值范围为24 5,24 5-+题型四:圆与圆的方程题型四:圆与圆的方程【典例例题】【典例例题】例 1.(2024 春广东省华附、深中、省实、广雅四校联考)(多选)已知圆221:1Cxy+=,圆更多全科试卷及资料在网盘群,请关注公众号:高中试卷君2222:(3)(4)(0),CxyrrP Q-+=分别
9、是圆1C与圆2C上的点,则()A.若圆1C与圆2C无公共点,则04r分别是圆1C与圆2C上的动点,则()A若圆1C与圆2C无公共点,则04r时,441OM ONkk=-+uuuu r uuur,此时1122kkkk+=,所以24OM ONuuuu r uuur.当0k 时,441OM ONkk=-+uuuu r uuur,此时11122kkkkkk+=-+-=-,所以4462OM ON-=-uuuu r uuur,故46OM ON,所以点A在圆外,所以AQ的最大值为221 3143293-+=+.的更多全科试卷及资料在网盘群,请关注公众号:高中试卷君故选:C2.(2024 春广东省)动点P与两
10、个定点0,0O,0,3A满足2PAPO=,则点P到直线l:430mxym-+-=的距离的最大值为_.【答案】342+3.(2024 春重庆)在同一直角坐标平面内,已知点0,0,2,0,0,2OAB,点 P 满足0PA PB=uuu r uuu r,则OP OBuuu r uuu r的最小值为()A22 2-B2 22-C2 22+D2 22-【答案】A【详解】设,P x y,2,2PAxyPBxy=-=-uuu ruuu r,所以220PA PBxxyy=-=uuu r uuu r,即22112xy-+-=,所以2121y-+,222 2OP OBy=-uuu r uuu r,所以OP OBu
11、uu r uuu r的最小值为22 2-.故选:A4.(2024 春北京海淀)已知AB是圆O:221xy+=的直径,C、D是圆O上两点,且60COD=o,则OCODAB+uuuruuuruuu r的最小值为()A0B3-C3-D2 3-【答案】D【详解】由题意知,不妨设弦CD的中点为E,因为60COD=,则CODV为等边三角形,所以可得32OE=,则2OCODOE+=uuuruuuruuu r,设OEuuu r与ABuuu r的夹角为0qq,所以22cos2 3cosOCOD ABOE ABOE ABqq+=uuuruuur uuu ruuu r uuu ruuu r uuu r,因为cos1
12、,1q-,所以OCOD AB+uuuruuur uuu r的最小值为2 3-,故 D 正确.故选:D.题型三:直线与圆的位置关系题型三:直线与圆的位置关系【典例例题】【典例例题】更多全科试卷及资料在网盘群,请关注公众号:高中试卷君例 1.(2024 春广东汕头)(多选)如图,OA是连接河岸AB与OC的一座古桥,因保护古迹与发展的需要,现规划建一座新桥BC,同时设立一个圆形保护区.规划要求:新桥BC与河岸AB垂直;保护区的边界为一个圆,该圆与BC相切,且圆心M在线段OA上;古桥两端O和A到该圆上任意一点的距离均不少于80m.经测量,点A C分别位于点O正北方向60m正东方向170m处,4tan3
13、BCO=.根据图中所给的平面直角坐标系,下列结论中,正确的是()A新桥BC的长为150mB圆心M可以在点A处C圆心M到点O的距离至多为35mD当OM长为20m时,圆形保护区的面积最大【答案】AC【详解】如图,以,OC OA为,x y轴建立直角坐标系,则(170,0)C,(0,60)A,依题意,直线BC的斜率43BCk=-,直线BC方程为:4(170)3=-yx,直线AB的斜率134ABBCkk=-=,则直线AB方程为3604yx=+,由4(170)33604yxyx=-=+,解得 80120 xy=,即(80,120)B,22(80 170)120150BC=-+=,A 正确;更多全科试卷及资
14、料在网盘群,请关注公众号:高中试卷君设OMt=,即(0,)Mt(060)t,直线BC的一般方程为436800+-=xy,圆M的半径为36805tr-=,显然80(60)80rtrt-,由060t,得31365rt=-,则31368053136(60)805tttt-,解得1035t,即OM长的范围是1035OM,B 错误,C 正确;当10t=,即OM长为10m时,圆M的半径r最大,圆形保护区的面积最大,D 错误.故选:AC【变式训练】【变式训练】1.(2024 春广东省深圳市)过圆221xy+=上一点 A 作圆22(4)4xy-+=的切线,切点为 B,则|AB的最小值为()A.2B.5C.6D
15、.7【答案】B【解析】【详解】设圆221xy+=与圆22(4)4xy-+=的圆心分别为 O,C,则2|4ABAC=-,当|AC最小时,|AB最小,由于点 A 在圆 O 上,则|AC的最小值为|1413OC-=-=,所以|AB的最小值为5.故选:B.2.(2024 春河北衡水)P是直线3450 xy-+=上的一动点,过P作圆22:4240C xyxy+-+=的两条切线,切点分别为,A B,则四边形PACB面积的最小值为()A.2B.2 2C.4 2D.8 2【答案】B【解析】更多全科试卷及资料在网盘群,请关注公众号:高中试卷君【详解】圆22:(2)(1)1-+=Cxy的圆心(2,1)C-,半径1
16、r=,点C到直线3450 xy-+=的距离223 2415334d-+=+-,显然|3PCd=,由于,PA PB切圆C于点,A B,则222|1PAPCACPC=-=-,四边形PACB的面积22122|112 22PACSSPAACPCd=-=V,当且仅当直线PC垂直于直线3450 xy-+=时取等号,所以四边形PACB面积的最小值为2 2.故选:B3.(2024 春江西南昌)直线:2l ykx=-与圆22:670C xyx+-=交于 A,B 两点,则AB的取值范围为()A.7,4B.2 7,8C.3,4D.2 3,8【答案】D【解析】【详解】由题易知直线:2l ykx=-恒过0,2M-,圆2
17、2:670C xyx+-=化为标准方程得22:316Cxy-+=,即圆心为3,0C,半径4r=,圆心到0,2M-距离223002134CM=-+=分别是圆1C与圆2C上的点,则()A.若圆1C与圆2C无公共点,则04rB.当5r=时,两圆公共弦所在直线方程为6810 xy-=C.当2r=时,则PQ斜率的最大值为724-D.当3r=时,过P点作圆2C两条切线,切点分别为,A B,则APB不可能等于2【答案】BC【解析】解:当两圆内含时,r可以无穷大所以A不正确;当5r=时两圆相交,两圆的方程作差可以公共弦的直线方程B为正确选项;当2r=时如图一,PQ和CD为两条内公切线,有半径比可知43CA=,
18、可更多全科试卷及资料在网盘群,请关注公众号:高中试卷君得11212tan32417tan,tan,41tan7tan24PQC ACC ACPACkCC ACPAC=-=-选项正确对于 D 选项,点 P 在1P位置时121243 2,4PCAPC=点P在2P位置时222263 2,4PCBPC=+,可知两圆外离,对于选项 AB:设120,PC Cq=,更多全科试卷及资料在网盘群,请关注公众号:高中试卷君因为12/C PC Q,可知梯形12C PQC的高为12sin5sinC Cqq=,所以四边形12CC QP的面积为115155sin12sin222qq+=,可知四边形12CC QP的面积可能
19、为 7,不可能为 8,故 A 正确,B 错误;对于选项 CD:设直线PQ与 x 轴的交点为M,根据对称性可知:如图,因为12,PCPM QCQM,可知12/PCQC,则112212MCPCMCQC=,可知1125MCC C=,所以22112 6PQPMMCPC=-=;如图,因为12,PCPM QCQM,可知12/PCQC,则112212MCPCMCQC=,可知1121533MCC C=,所以221134PQPMMCPC=-=;故 CD 正确;更多全科试卷及资料在网盘群,请关注公众号:高中试卷君故选:ACD.2(2024 春黑龙江哈尔滨)已知圆2123:Cxy+=,圆222:(1)(2)3Cxy
20、-+-=,直线:2l yx=+若直线l与圆1C交于,A B两点,与圆2C交于,D E两点,,M N分别为,AB DE的中点,则|MN=【答案】322【详解】设圆12,C C的半径为12,r r,由题可得:12120,0,1,2,3CCrr=,故2212125C C=+=,满足12121202 3rrC Crr=-,所以,E x y的轨迹为椭圆,所以28,2ac=,所以216412b=-=,所以动圆圆心E的轨迹方程为2211612xy+=一、单项选择1.(2024 春山东聊城)最优化原理是指要求目前存在的多种可能的方案中,选出最合理的,达到事先规定的最优目标的方案,这类问题称之为最优化问题.为了
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