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跟踪强化训练(二十三)
一、选择题
1.(2017·合肥一六八中学检测)直线x+(a2+1)y+1=0的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C.∪ D.∪
[解析] 由直线方程可得该直线的斜率为-,又-1≤-1,解得a-2,选D.
[答案] D
4.(2017·陕西省高三质检)已知直线y=ax与圆C:x2+y2-2ax-2y+2=0相交于A,B两点,且△ABC为等边三角形,则圆C的面积为( )
A.49π B.36π C.7π D.6π
[解析] 圆C的标准方程为(x-a)2+(y-1)2=a2-1,因此圆心C(a,1)到直线y=ax的距离为=,解得a2=7,所以圆C的面积为π()2=6π,选D.
[答案] D
5.(2017·河南豫东联考)以(a,1)为圆心,且与两条直线2x-y+4=0与2x-y-6=0同时相切的圆的标准方程为( )
A.(x-1)2+(y-1)2=5 B.(x+1)2+(y+1)2=5
C.(x-1)2+y2=5 D.x2+(y-1)2=5
[解析] 显然两直线平行,所以两直线间的距离为=2,即圆的直径为2,圆心应在直线2x-y-1=0上,代入(a,1)得a=1,所以圆的标准方程为(x-1)2+(y-1)2=5,故选A.
[答案] A
6.已知直线2x+(y-3)m-4=0(m∈R)恒过定点P,若点P
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平分圆x2+y2-2x-4y-4=0的弦MN,则弦MN所在直线的方程是( )
A.x+y-5=0 B.x+y-3=0
C.x-y-1=0 D.x-y+1=0
[解析] 对于直线方程2x+(y-3)m-4=0(m∈R),取y=3,则必有x=2,所以该直线恒过定点P(2,3).
设圆心是C,则易知C(1,2),
所以kCP==1,
由垂径定理知CP⊥MN,所以kMN=-1.
又弦MN过点P(2,3),
故弦MN所在直线的方程为y-3=-(x-2).
即x+y-5=0.
[答案] A
7.(2018·广东七校第一次诊断)已知圆C:x2+y2+2x-4y+1=0的圆心在直线ax-by+1=0上,则ab的取值范围是( )
A. B.
C. D.
[解析] 把圆的方程化为标准方程得,(x+1)2+(y-2)2=4,∴圆心坐标为(-1,2),根据题意可知,圆心在已知直线ax-by+1=0上,把圆心坐标代入直线方程得,-a-2b+1=0,即a=1-2b,设m=ab=(1-2b )b=-2b2+b=-22+≤,当b=时,m有最大值,故选B.
[答案] B
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8.(2017·福州质检)过点P(1,-2)作圆C:(x-1)2+y2=1的两条切线,切点分别为A,B,则AB所在直线的方程为( )
A.y=- B.y=-
C.y=- D.y=-
[解析] 圆(x-1)2+y2=1的圆心为C(1,0),半径为1,以|PC|==2为直径的圆的方程为(x-1)2+(y+1)2=1,将两圆的方程相减得AB所在直线的方程为2y+1=0,即y=-.故选B.
[答案] B
9.(2017·西安一检)已知向量a=(2cosα,2sinα),b=(3cosβ,3sinβ),a与b的夹角为60°,则直线xcosα-ysinα+=0与圆(x-cosβ)2+(y+sinβ)2=的位置关系是( )
A.相切 B.相交
C.相离 D.随α,β的值而定
[解析] 由已知得到|a|=2,|b|=3,a·b=6cosαcosβ+6sinαsinβ=6cos(α-β)=6cos60°=3,所以cos(α-β)=,圆心(cosβ,-sinβ)到直线xcosα-ysinα+=0的距离为=|cos(α-β)+|=1,圆的半径为,1>,所以直线与圆相离,故选C.
[答案] C
10.(2017·洛阳模拟)若动点A,B分别在直线l1:x+y-7=0和
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l2:x+y-5=0上运动,则AB的中点M到原点的距离的最小值为( )
A. B.2
C.3 D.4
[解析] 由题意知AB的中点M的集合为到直线l1:x+y-7=0和l2:x+y-5=0的距离都相等的直线,则点M到原点的距离的最小值为原点到该直线的距离.设点M所在直线的方程为l:x+y+m=0,根据平行线间的距离公式得,=,即|m+7|=|m+5|,所以m=-6,即l:x+y-6=0,根据点到直线的距离公式,得点M到原点的距离的最小值为=3,故选C.
[答案] C
11.(2017·甘肃省兰州市高考诊断)已知圆C:(x-)2+(y-1)2=1和两点A(-t,0),B(t,0),(t>0),若圆C上存在点P,使得∠APB=90°,则当t取得最大值时,点P的坐标是( )
A. B.
C. D.
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[解析] 解法一:设P(a,b)为圆上一点,由题意知,·=0,即(a+t)(a-t)+b2=0,a2-t2+b2=0,所以t2=a2+b2=|OP|2,|OP|max=2+1=3,即t的最大值为3,此时kOP=,OP所在直线的倾斜角为30°,所以点P的纵坐标为,横坐标为3×=,即P.
解法二:设点P(+cosθ,1+sinθ),由题意知·=0,所以(+cosθ+t)(+cosθ-t)+(1+sinθ)2=0,得t2=5+2cosθ+2sinθ=5+4sin,当θ+=,即θ=时,t取得最大值,此时P.
[答案] D
12.(2017·四川成都二模)已知直线l的方程是y=k(x-1)-2,若点P(-3,0)在直线l上的射影为H,O为坐标原点,则|OH|的最大值是( )
A.5+ B.3+2
C.+ D.+3
[解析] 因为直线l的方程是y=k(x-1)-2,所以直线l过定点M(1,-2).则点P(-3,0)在直线l上的射影H在以PM为直径的圆上.
|PM|==2,
线段PM的中点即圆心C(-1,-1),则|OC|=.
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因此,当O,C,H三点共线时,|OH|取得最大值=+.
[答案] C
二、填空题
13.若点P(1,2)在以坐标原点为圆心的圆上,则该圆在点P处的切线方程为__________________.
[解析] 由题意,得kOP==2,则该圆在点P处的切线方程的斜率为-,所以所求切线方程为y-2=-(x-1),即x+2y-5=0.
[答案] x+2y-5=0
14.(2017·青岛一模)已知点P(-2,-3),圆C:(x-4)2+(y-2)2=9,过P点作圆C的两条切线,切点分别为A,B,则过P,A,B三点的圆的方程为______________________________________.
[解析] 圆C的圆心为C(4,2),∵PA⊥AC,PB⊥BC,∴P,A,B,C四点共圆,所求圆的圆心O′即PC的中点.∵P(-2,-3),∴O′,所求圆的半径r′==.
∴过P,A,B三点的圆的方程为(x-1)2+2=.
[答案] (x-1)2+2=
15.已知圆C:x2+y2+4x+3=0,若直线y=kx-1上至少存在一点M,使得以M为圆心,1为半径的圆与圆C有公共点,则实数k的取值范围为________.
[解析] 将圆C化为标准方程得(x+2)2+y2=1,则圆心C(-2,0),半径r=1,设点M(x0,kx0-1),则存在x0∈R,使得0≤
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≤2成立,整理得(k2+1)x+(4-2k)x0+1≤0,则Δ=(4-2k)2-4(k2+1)≥0,得k≤,故实数k的取值范围为.
[答案]
16.已知圆C的半径为2,圆心在直线y=-x+2上,E(1,1),F(1,-3),若圆C上存在点Q,使|QF|2-|QE|2=32,则圆心的横坐标a的取值范围为________.
[解析] 根据题意,可设圆C的方程为(x-a)2+(y+a-2)2=4,设Q(x,y),由|QF|2-|QE|2=32,得到(x-1)2+(y+3)2-(x-1)2-(y-1)2=32,得y=3,故点Q在直线y=3上,又点Q在圆(x-a)2+(y+a-2)2=4上,所以圆C与直线y=3必须有公共点.因为圆心的纵坐标为-a+2,半径为2,所以圆C与直线y=3有公共点的充要条件是1≤-a+2≤5,即-3≤a≤1.所以圆心的横坐标a的取值范围是[-3,1].
[答案] [-3,1]
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