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第四章 4.1 4.1.2
A级 基础巩固
一、选择题
1.圆x2+y2-4x+6y=0的圆心坐标是( D )
A.(2,3) B.(-2,3) C.(-2,-3) D.(2,-3)
[解析] 圆的一般程化成标准方程为(x-2)2+(y+3)2=13,可知圆心坐标为(2,-3).
2.(2016~2017·曲靖高一检测)方程x2+y2+2ax-by+c=0表示圆心为C(2,2),半径为2的圆,则a,b,c的值依次为( A )
A.-2,4,4 B.-2,-4,4 C.2,-4,4 D.2,-4,-4
[解析] 配方得(x+a)2+(y-)2=a2+-c,
由条件知∴
3.(2016~2017·长沙高一检测)已知圆C过点M(1,1),N(5,1),且圆心在直线y=x-2上,则圆C的方程为( A )
A.x2+y2-6x-2y+6=0 B.x2+y2+6x-2y+6=0
C.x2+y2+6x+2y+6=0 D.x2+y2-2x-6y+6=0
[解析] 由条件知,圆心C在线段MN的中垂线x=3上,又在直线y=x-2上,∴圆心C(3,1),半径r=|MC|=2.
方程为(x-3)2+(y-1)2=4,即x2+y2-6x-2y+6=0.
故选A.
4.设圆的方程是x2+y2+2ax+2y+(a-1)2=0,若00,所以直线不经过第四象限,故选D.
2.在圆x2+y2-2x-6y=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的面只为( B )
A.5 B.10 C.15 D.20
[解析] 圆x2+y2-2x-6y=0化成标准方程为(x-1)2+(y-3)2=10,则圆心坐标为M(1,3),半径长为.由圆的几何性质可知:过点E的最长弦AC为点E所在的直径,则|AC|=2.BD是过点E的最短弦,则点E为线段BD的中点,且AC⊥BD,E为AC与BD的交点,则由垂径定理可是|BD|=2=2=2.从而四边形ABCD的面积为|AC||BD|=×2×2=10.
3.若点(2a,a-1)在圆x2+y2-2y-5a2=0的内部,则a的取值范围是( D )
A.(-∞,] B.(-,) C.(-,+∞) D.(,+∞)
[解析] 化圆的标准方程为x2+(y-1)2=5a2+1,点(2a,a-1)的圆的内部,则(2a)2+(a-1-1)2<5a2+1,解得a>.
4.若直线l:ax+by+1=0始终平分圆M:x2+y2+4x+2y+1=0的周长,则(a-2)2+(b-2)2的最小值为( B )
A. B.5 C.2 D.10
[解析] 由题意,得直线l过圆心M(-2,-1),
则-2a-b+1=0,则b=-2a+1,
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所以(a-2)2+(b-2)2=(a-2)2+(-2a+1-2)2=5a2+5≥5,
所以(a-2)2+(b-2)2的最小值为5.
二、填空题
5.已知圆C:x2+y2+2x+ay-3=0(a为实数)上任意一点关于直线l:x-y+2=0的对称点都在圆C上,则a=__-2__.
[解析] 由题意可知直线l:x-y+2=0过圆心,
∴-1++2=0,∴a=-2.
6.若实数x、y满足x2+y2+4x-2y-4=0,则的最大值是__+3__.
[解析] 关键是搞清式子的意义.实数x,y满足方程x2+y2+4x-2y-4=0,所以(x,y)为方程所表示的曲线上的动点.=,表示动点(x,y)到原点(0,0)的距离.对方程进行配方,得(x+2)2+(y-1)2=9,它表示以C(-2,1)为圆心,3为半径的圆,而原点的圆内.连接CO交圆于点M,N,由圆的几何性质可知,MO的长即为所求的最大值.
C级 能力拔高
1.设圆的方程为x2+y2=4,过点M(0,1)的直线l交圆于点A、B,O是坐标原点,点P为AB的中点,当l绕点M旋转时,求动点P的轨迹方程.
[解析] 设点P的坐标为(x,y)、A(x1,y1)、B(x2,y2).
因为A、B在圆上,所以x+y=4,x+y=4,
两式相减得x-x+y-y=0,
所以(x1-x2)(x1+x2)+(y1-y2)(y1+y2)=0.
当x1≠x2时,有x1+x2+(y1+y2)·=0,①
并且②
将②代入①并整理得x2+(y-)2=.③
当x1=x2时,点A、B的坐标为(0,2)、(0,-2),这时点P的坐标为(0,0)也满足③.
所以点P的轨迹方程为x2+(y-)2=.
2.已知方程x2+y2-2(m+3)x+2(1-4m2)y+16m4+9=0表示一个圆.
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(1)求实数m的取值范围;
(2)求该圆的半径r的取值范围;
(3)求圆心C的轨迹方程.
[解析] (1)要使方程表示圆,则
4(m+3)2+4(1-4m2)2-4(16m4+9)>0,
即4m2+24m+36+4-32m2+64m4-64m4-36>0,
整理得7m2-6m-1<0,解得-<m<1.
(2)r=
==.
∴0<r≤.
(3)设圆心坐标为(x,y),则.
消去m可得(x-3)2=(y+1).
∵-<m<1,∴<x<4.
故圆心C的轨迹方程为(x-3)2=(y+1)(<x<4).
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