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一、选择题
1.(2018·高考全国卷Ⅲ)直线x+y+2=0分别与x轴,y轴交于A,B两点,点P在圆(x-2)2+y2=2上,则△ABP面积的取值范围是( )
A.[2,6] B.[4,8]
C.[,3] D.[2,3]
解析:选A.圆心(2,0)到直线的距离d==2,所以点P到直线的距离d1∈[,3].根据直线的方程可知A,B两点的坐标分别为A(-2,0),B(0,-2),所以|AB|=2,所以△ABP的面积S=|AB|d1=d1.因为d1∈[,3],所以S∈[2,6],即△ABP面积的取值范围是[2,6].
2.圆C与x轴相切于T(1,0),与y轴正半轴交于A、B两点,且|AB|=2,则圆C的标准方程为( )
A.(x-1)2+(y-)2=2
B.(x-1)2+(y-2)2=2
C.(x+1)2+(y+)2=4
D.(x-1)2+(y-)2=4
解析:选A.由题意得,圆C的半径为=,圆心坐标为(1,),所以圆C的标准方程为(x-1)2+(y-)2=2,故选A.
3.半径为2的圆C的圆心在第四象限,且与直线x=0和x+y=2均相切,则该圆的标准方程为( )
A.(x-1)2+(y+2)2=4
B.(x-2)2+(y+2)2=2
C.(x-2)2+(y+2)2=4
D.(x-2)2+(y+2)2=4
解析:选C.设圆心坐标为(2,-a)(a>0),则圆心到直线x+y=2的距离d==2,所以a=2,所以该圆的标准方程为(x-2)2+(y+2)2=4,故选C.
4.(2018·湖南湘东五校联考)圆(x-3)2+(y-3)2=9上到直线3x+4y-11=0的距离等于2的点有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
解析:选B.圆(x-3)2+(y-3)2=9的圆心为(3,3),半径为3,圆心到直线3x+4y
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-11=0的距离d==2,所以圆上到直线3x+4y-11=0的距离为2的点有2个.故选B.
5.在平面直角坐标系内,过定点P的直线l:ax+y-1=0与过定点Q的直线m:x-ay+3=0相交于点M,则|MP|2+|MQ|2=( )
A. B.
C.5 D.10
解析:选D.由题意知P(0,1),Q(-3,0),因为过定点P的直线ax+y-1=0与过定点Q的直线x-ay+3=0垂直,所以MP⊥MQ,所以|MP|2+|MQ|2=|PQ|2=9+1=10,故选D.
6.(2018·郑州模拟)已知△ABC的三个顶点坐标分别为A(-2,3),B(-2,-1),C(6,-1),以原点为圆心的圆与此三角形有唯一的公共点,则该圆的方程为( )
A.x2+y2=1
B.x2+y2=37
C.x2+y2=4
D.x2+y2=1或x2+y2=37
解析:选D.如图,易知AC所在直线的方程为x+2y-4=0.点O到直线x+2y-4=0的距离d==>1,OA==,OB==,OC==,所以以原点为圆心的圆若与三角形ABC有唯一的公共点,则公共点为(0,-1)或(6,-1),所以圆的半径为1或,则该圆的方程为x2+y2=1或x2+y2=37.故选D.
二、填空题
7.(2018·南宁模拟)过点(,0)引直线l与曲线y=相交于A,B两点,O为坐标原点,当△AOB的面积取最大值时,直线l的斜率等于________.
解析:令P(,0),如图,易知|OA|=|OB|=1,
所以S△AOB=|OA|·|OB|·sin∠AOB
=sin∠AOB≤,
当∠AOB=90°时,△AOB的面积取得最大值,此时过点O作OH⊥AB于点H,则|OH|=,
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于是sin∠OPH===,易知∠OPH为锐角,所以∠OPH=30°,
则直线AB的倾斜角为150°,故直线AB的斜率为tan 150°=-.
答案:-
8.已知动直线l0:ax+by+c-2=0(a>0,c>0)恒过点P(1,m),且Q(4,0)到动直线l0的最大距离为3,则+的最小值为________.
解析:动直线l0:ax+by+c-2=0(a>0,c>0)恒过点P(1,m),所以a+bm+c-2=0.
又Q(4,0)到动直线l0的最大距离为3,
所以 =3,解得m=0.
所以a+c=2.
又a>0,c>0,所以+=(a+c)=≥=,当且仅当c=2a=时取等号.
答案:
9.(2018·桂林、百色、梧州、崇左、北海五市联考)设圆C满足:①截y轴所得弦长为2;②被x轴分成两段圆弧,其弧长的比为3∶1;③圆心到直线l:x-2y=0的距离为d.当d最小时,圆C的面积为________.
解析:设圆C的圆心为C(a,b),半径为r,则点C到x轴,y轴的距离分别为|b|,|a|.由题设知圆C截x轴所得劣弧所对的圆心角为90°,知圆C截x轴所得的弦长为r,故r2=2b2,又圆C截y轴所得的弦长为2,所以r2=a2+1,从而得2b2-a2=1.又点C(a,b)到直线x-2y=0的距离d=,所以5d2=(a-2b)2=a2+4b2-4ab≥a2+4b2-2(a2+b2)=2b2-a2=1,当且仅当,即a2=b2=1时等号成立,此时d取得最小值,此时r2=2,圆C的面积为2π.
答案:2π
三、解答题
10.已知点P(2,2),圆C:x2+y2-8y=0,过点P的动直线l与圆C交于A,B两点,线段AB的中点为M,O为坐标原点.
(1)求M的轨迹方程;
(2)当|OP|=|OM|时,求l的方程及△POM的面积.
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解:(1)圆C的方程可化为x2+(y-4)2=16,所以圆心为C(0,4),半径为4.
设M(x,y),则=(x,y-4),=(2-x,2-y).
由题设知·=0,
故x(2-x)+(y-4)(2-y)=0,
即(x-1)2+(y-3)2=2.
由于点P在圆C的内部,
所以M的轨迹方程是(x-1)2+(y-3)2=2.
(2)由(1)可知M的轨迹是以点N(1,3)为圆心,为半径的圆.
由于|OP|=|OM|,故O在线段PM的垂直平分线上.
又P在圆N上,从而ON⊥PM.
因为ON的斜率为3,所以l的斜率为-,
故l的方程为y=-x+.
又|OM|=|OP|=2,O到l的距离为,|PM|=,所以△POM的面积为.
11.(2018·高考全国卷Ⅱ)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F且斜率为k(k>0)的直线l与C交于A,B两点,|AB|=8.
(1)求l的方程;
(2)求过点A,B且与C的准线相切的圆的方程.
解:(1)由题意得F(1,0),l的方程为y=k(x-1)(k>0).
设A(x1,y1),B(x2,y2).
由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.
Δ=16k2+16>0,故x1+x2=.
所以|AB|=|AF|+|BF|=(x1+1)+(x2+1)=.
由题设知=8,解得k=-1(舍去),k=1.因此l的方程为y=x-1.
(2)由(1)得AB的中点坐标为(3,2),所以AB的垂直平分线方程为y-2=-(x-3),即y=-x+5.设所求圆的圆心坐标为(x0,y0),则
解得或
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因此所求圆的方程为(x-3)2+(y-2)2=16或(x-11)2+(y+6)2=144.
12.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知以M为圆心的圆M:x2+y2-12x-14y+60=0及其上一点A(2,4).
(1)设圆N与x轴相切,与圆M外切,且圆心N在直线x=6上,求圆N的标准方程;
(2)设平行于OA的直线l与圆M相交于B,C两点,且BC=OA,求直线l的方程;
(3)设点T(t,0)满足:存在圆M上的两点P和Q,使得+=,求实数t的取值范围.
解:(1)圆M的标准方程为(x-6)2+(y-7)2=25,所以圆心M(6,7),半径为5.
由圆心N在直线x=6上,可设N(6,y0).因为圆N与x轴相切,与圆M外切,所以0