【文档说明】高考理数考前20天终极冲刺攻略: 直线与圆 含答案解析.doc,共(11)页,828.000 KB,由MTyang资料小铺上传
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核心考点解读——直线与圆直线的倾斜角与斜率(II)直线与方程(II)直线的位置关系(II)圆与方程(II)直线与圆、圆与圆的位置关系(II)1.从考查题型来看,涉及本知识点的题目一般在选择题、填空题中出现
,考查直线的倾斜角与斜率、直线的方程、圆的方程、直线与直线、直线与圆的位置关系等.2.从考查内容来看,主要考查直线与圆的方程,判断直线与圆的位置关系,及直线、圆与其他知识点相结合.3.从考查热点来看,直线与圆的位置关系是高考命题的热点,通过几何图形判断直线与
圆的位置关系,利用代数方程的形式进行代数化推理判断,是对直线与圆位置关系的最好的判断,体现了数形结合的思想.1.直线的倾斜角与斜率(1)直线的倾斜角:[0,π).直线的斜率:πtan()2k;过两点1112
22(,),(,)PxyPxy的直线的斜率为1212yykxx.(2)掌握ππtan([0,)(,π))22k的图象,能够通过倾斜角表示斜率,也能够利用斜率求倾斜角.(3)当π[0,)2时,越大,直线的斜率也越大;当π(,π)2时,越大,直线的斜率也越大.(4
)所有直线都有倾斜角,但不是所有直线都有斜率.2.直线与方程(1)点斜式:00()yykxx;斜截式:ykxb;两点式:112121yyxxyyxx;截距式:1(0)xyabab;一般式:0AxByC.(2)能够根据
条件选用合适的直线方程形式表示直线,知道点斜式、斜截式、两点式、截距式的适用条件,并由此考虑特殊情况下的直线是否存在,如在点斜式中,斜率不存在时直线表示为0xx等.3.两条直线的位置关系(1)两条直线的位置关系:相交、平行、重合.能够从直线的斜截式、一般式的角度,结合直线的斜率和截距进行判断;能
够通过联立方程,通过解方程组的角度进行判断.(2)理解直线系方程已知直线:0lAxByC,则与l平行的直线系方程为0()AxBymmC;与l垂直的直线系方程为0BxAyn.已知直线1111:0lAxByC与2222:0lAxByC相交,则过这两条直线的交点的
直线系方程为1112220AxByCAxByC(其中不包括直线2220AxByC).通过待定系数的方式求解相关直线方程.(3)点到直线的距离已知点111222(,),(,)PxyPxy,则22121212()()PPxxy
y.已知点00(,)Pxy,直线:0lAxByC,则点P到直线l的距离为0022AxByCdAB.理解并掌握两点间的距离公式和点到直线的距离公式,并能作简单的应用.4.圆与方程(1)圆的标准方程:22200()()xxyyr;(2)
圆的一般方程:22220(40)xyDxEyFDEF.注意:能够从圆的定义理解、推理得到圆的方程.根据圆的标准方程可以直接确定圆的圆心和半径,标准方程与一般方程可以进行互化,知道220xyDxEyF不一定是圆的方程,必须满足条件2240DEF.5.直线与
圆的位置关系(1)直线与圆的位置关系有:相交、相切、相离.(2)判断直线与圆的位置关系的方法:几何法:利用圆心到直线的距离d与圆的半径r进行比较判断.若dr,则相离;若dr,则相切;若dr,则相交.代数法:将圆的方程与直线的方程联立,消元后,得到关于x或y的方程,通过判别式进行判
断.若0,则相交;若0,则相切;若0,则相离.(3)直线与圆相交所得的弦长i)利用圆心到直线的距离、半径与弦长的一半构造直角三角形求解;ii)将直线的方程与圆的方程联立,结合弦长公式计算.弦长公式:2121221(1)(1)ABkxxyyk.6.圆与圆的位置关
系设两圆心之间的距离为d,两圆半径分别为,Rr,若dRr,则两圆外离;若dRr,则两圆外切;若RrdRr,则两圆相交;若dRr,则两圆内切;若dRr,则两圆内含.1.(2016高考新课标I,理4)圆2228130xyxy的圆心到直线10axy
的距离为1,则a=A.43B.34C.3D.2【答案】A【解析】圆的方程可化为22(1)(4)4xy,所以圆心坐标为(1,4),由点到直线的距离公式得24111ada,解得43a,故选A.【名师点睛
】直线与圆的位置关系的判断方法:(1)几何法:利用圆心到直线的距离d与半径长r的大小关系来判断.若d>r,则直线与圆相离;若d=r,则直线与圆相切;若d<r,则直线与圆相交.[KS5UKS5U](2)代数法:联立直线与圆的方程,消元后得到关于x(或y)
的一元二次方程,根据一元二次方程的解的个数(也就是方程组解的个数)来判断.如果Δ<0,方程无实数解,从而方程组也无实数解,那么直线与圆相离;如果Δ=0,方程有唯一实数解,从而方程组也有唯一一组实数解,那么直线与圆相切;如果Δ>0,方程有两个不同的实数解,从而方程组也有
两组不同的实数解,那么直线与圆相交.提醒:直线与圆的位置关系的判断多用几何法.2.(2016高考新课标III,理16)已知直线l:330mxym与圆2212xy交于A,B两点,过A,B分别作l的垂线与x轴交于
C,D两点,若23AB,则||CD_________________.【答案】4【解析】因为||23AB,且圆的半径为23r,所以圆心(0,0)到直线330mxym的距离为22||()32ABr,则由2|33|31mm,解得33m,代入直线l的方程,得
3233yx,所以直线l的倾斜角为30,由平面几何知识知在梯形ABDC中,||||4cos30ABCD.【名师点睛】解决直线与圆的综合问题时,一方面,要注意运用解析几何的基本思想方法(即几何问题代数化),把它转化为代数问题;另一方面,由于直线与圆和平面几何联系得非常紧
密,因此,准确地作出图形,并充分挖掘几何图形中所隐含的条件,利用几何知识使问题较为简捷地得到解决.3.(2017高考新课标II,理20)设O为坐标原点,动点M在椭圆C:2212xy上,过M作x轴的垂线,垂足为N,点P满足2NPNM.(1)求点P的轨迹方程;(2)
设点Q在直线3x上,且1OPPQ.证明:过点P且垂直于OQ的直线l过C的左焦点F.【解析】(1)设00,,,PxyMxy,设0,0Nx,00,,0,NPxxyNMy.由2NPNM得002,2xxyy.因为00,Mxy在C上,所
以22122xy.因此点P的轨迹方程为222xy.(2)由题意知1,0F.设3,,,QtPmn,则3,,1,,33OQtPFmnOQPFmtn,,,3,OPmnPQmtn.由1OPPQ得2231mmtnn,
又由(1)知222mn,故330mtn.所以OQPF0,即OQPF.又过点P存在唯一直线垂直于OQ,所以过点P且垂直于OQ的直线l过C的左焦点F.【名师点睛】求轨迹方程的常用方法:(1)直接法:
直接利用条件建立x,y之间的关系F(x,y)=0.(2)待定系数法:已知所求曲线的类型,求曲线方程.(3)定义法:先根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出动点的轨迹方程.(4)代入(相关点)法:动点
P(x,y)依赖于另一动点Q(x0,y0)的变化而运动,常利用代入法求动点P(x,y)的轨迹方程.4.(2017高考新课标III,理20)已知抛物线C:y2=2x,过点(2,0)的直线l交C于A,B两点,圆M是以线段AB为直径的圆.(1)证明:坐标原点O在
圆M上;(2)设圆M过点4,2P,求直线l与圆M的方程.【解析】由22,2xmyyx可得2240ymy,则124yy.又221212,22yyxx,故2121244yyxx
.因此OA的斜率与OB的斜率之积为1212414yyxx,所以OAOB.故坐标原点O在圆M上.(2)由(1)可得21212122,424yymxxmyym.故圆心M的坐标为22,mm,圆M的半径2222rmm
.由于圆M过点4,2P,因此0APBP,故121244220xxyy,即1212121242200xxxxyyyy,由(1)可得1212
4,4yyxx.所以2210mm,解得1m或12m.当1m时,直线l的方程为20xy,圆心M的坐标为3,1,圆M的半径为10,圆M的方程为223110xy.当12m时,直线l的方程为240xy,圆心M的坐标为91,42
,圆M的半径为854,圆M的方程为2291854216xy.【名师点睛】直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似,一般要用到根与系数的关系;在解决直线与抛物线的位置关系
时,要特别注意直线与抛物线的对称轴平行的特殊情况.中点弦问题,可以利用“点差法”,但不要忘记验证0或说明中点在曲线内部.5.(2016年高考江苏卷)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知以M为圆心的圆M
:221214600xyxy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,TATPTQ求实数t的取值范围.【解析】圆M的标准方程为22(6)(7)25xy,所以圆心M(6,7),半径为5.(1)由圆心N在直线x=6上,可设0(6,)Ny.因为圆N与x轴相切,与圆M外切,所以007y,于是圆N的半径为0y,从而0075y
y,解得01y.因此,圆N的标准方程为22(6)(1)1xy.(2)因为直线l∥OA,所以直线l的斜率为40220.设直线l的方程为y=2x+m,即2x−y+m=0,则圆心M到直
线l的距离2675.55mmd因为222425,BCOA而222(),2BCMCd所以2(5)2555m,解得m=5或m=−15.故直线l的方程为2x−y+5=0或2x−y−15=0.(3)设1122(,),(,).PxyQxy因为(2,4),(,0),AT
tTATPTQ,所以212124xxtyy,①因为点Q在圆M上,所以2222(6)(7)25.xy②将①代入②,得2211(4)(3)25xty.于是点11(,)Pxy既在圆M上,又在圆22[(4)](3)25xt
y上,从而圆22(6)(7)25xy与圆22[(4)](3)25xty有公共点,所以2255[(4)6](37)55,t解得22212221t.因此,实数t的取值范围是[2221,2221].6.(2015高考新课标
II,理7)过三点(1,3)A,(4,2)B,(1,7)C的圆交y轴于M,N两点,则||MNA.26B.8C.46D.10【答案】C【解析】由已知得321143ABk,27341CBk,所以1
ABCBkk,所以ABCB,即ABC△为直角三角形,所以其外接圆圆心为(1,2),半径为5,所以外接圆方程为22(1)(2)25xy,令0x,得262y,所以46MN,故选C.【
名师点睛】本题考查三角形的外接圆方程,要注意边之间斜率的关系,得出ABC△是直角三角形,可以简洁快速地求出外接圆方程,进而求弦MN的长,属于中档题.7.(2015高考新课标I,理14)一个圆经过椭圆221164xy的三个顶点,且圆心在x轴的正半轴上,
则该圆的标准方程为.【答案】22325()24xy【解析】一个圆经过椭圆221164xy的三个顶点,且圆心在x轴的正半轴上.可知椭圆的右顶点坐标为(4,0),上、下顶点坐标(0,±2).设圆心为(a,0),则半径为4a,所以222(4)2
aa,解得32a,故圆的方程为22325()24xy.【名师点睛】本题考查椭圆的性质及圆的标准方程,本题结合椭圆的图形可知圆过椭圆的上下顶点与左顶点(或右顶点),由圆的性质知,圆心在x轴上,设出圆心,算出半径,根据垂径定理列出关于圆心的方程,求出圆心坐标,即可写出圆的方
程,细心观察圆与椭圆的特征是解题的关键.1.(【全国市级联考】广东省揭阳市2018年高三高考第二次模拟考试数学试题)已知直线与相交于、两点,且,则实数的值为A.B.C.或D.或2.(云南省曲靖市第一中学2018届高三4月高考复习质量监测卷(七)数学试题
)若直线平分圆,则的最小值为A.B.2C.D.3.(辽宁省朝阳市普通高中2018届高三第三次模拟考试数学试题)若在区间上随机取一个数,则“直线与圆相交”的概率为A.B.C.D.4.(云南省昆明市2018届高三教学质量检查(二统))已知直
线:3lyxm与圆22:36Cxy相交于A、B两点,若22AB,则实数m的值等于A.−7或−1B.1或7C.−1或7D.−7或15.(辽宁省凌源市实验中学、凌源二中2018届高三12月联考)已知以点C2,tt(tR,且0t)为圆心的圆与x轴交于点O,A,与y轴交于
点O,B,其中O为坐标原点.(1)求证:OAB△的面积为定值;(2)设直线24yx与圆C交于点M,N,若OMON,求圆C的方程.1.过点(31)P,作圆22:(2)(2)4Cxy的弦,其中最
短的弦长为.2.已知圆M的圆心M在x轴上,半径为1,直线41:32lyx被圆M所截的弦长为3,且圆心M在直线l的下方.(1)求圆M的方程;(2)设(0,),(0,6)(52)AtBtt,若圆M是ABC△的内切
圆,求ABC△的面积S的最大值和最小值.名校预测1.【答案】D【解析】圆的方程整理为标准方程为,作于点,由圆的性质可知△ABC为等腰三角形,其中,则,即圆心到直线的距离为,据此可得:,即,解得:或.故选D.2.【答案】C【解析】将化为,因为直线平分圆,所以,又,则(当且仅当,即时取等号
).故选C.3.【答案】C【解析】若直线与圆相交,则,解得或,又所求概率,故选C.4.【答案】C【解析】由圆22:36Cxy可知,圆心坐标为0,3,圆半径为6,22,22ABrAB,由勾股定理可知,圆心到直线:3lyxm的距离
为362213m,解得1m或7m.故选C.5.【解析】(1)因为圆C过原点O,所以半径22224||rOCtt,设圆C的方程是222224xtyttt,令0x,得10y,24yt;令0y,得10x,22xt,所以1142422AOBS
OAOBtt△,即OAB△的面积为定值4.(2)因为OMON,CMCN,所以OC垂直平分线段MN.因为2MNk,所以12OCk,所以212tt,解得2t或2t.当2t时,圆心C的坐标为2,1,5OC,此时点C到直线24yx的距离155
d,圆C与直线24yx相交于两点,符合题意;当2t时,圆心C的坐标为2,1,5OC,此时点C到直线24yx的距离955d,圆C与直线24yx不相交,所以2t不符合题意,舍去.所以所求圆C的方程为
22215xy.专家押题1.【答案】22【解析】由题设可知点)1,3(P在圆C内,故当直线PCl时,所求弦长最短,由于211PC,所以所求弦长为24222.故应填22.2.【解析】(1)设圆心(,0)Ma,由已知得圆心M到直线:8630lxy
的距离为22311()22,∴2283128(6)a,又∵圆心M在直线l的下方,∴830a,∴835,1aa.故圆M的方程为22(1)1xy.(2)由题意设AC的斜率为1,kBC的斜率为2k,则直线AC的方程为1
ykxt,直线BC的方程为26ykxt.由方程组126ykxtykxt,得C点的横坐标为0126xkk.∵||66ABtt,∴12121618||62Skkkk
,由于圆M与AC相切,所以121||11ktk,∴2112tkt;同理,221(6)2(6)tkt,∴21223(61)6ttkktt,∴2226(6)16(1)6161
ttStttt,∵52t,∴231t,∴28614tt,∴maxmin1151276(1),6(1)4284SS,∴ABC△的面积S的最大值为152,最小值为274.