人教版高中数学必修二 第四章 圆与方程 习题课

第4章 圆与方程 习题课

【课时目标】 1.巩固圆的方程的两种形式,并熟练应用圆的方程解决有关问题.2.熟练掌握直线与圆、圆与圆的位置关系的判定及应用.

?①圆的标准方程: ,

1.圆的方程?? 其中 为圆心,r为半径.

②圆的一般方程:

?

? 其中? >0?.

?2.直线与圆的位置关系的判定(d表示圆心到直线的距离,r表示圆半径)?

相交?d

?相切? .3.圆与圆的位置关系(d表示两圆圆心距,R、r表示两圆半径且

?外离?d>R+r;

)?外切?d=R+r;

R≥r?相交?R-r

??内切?d=R-r;内含?d

一、选择题

1.圆x2+y2+2x-4y=0的圆心坐标和半径分别是( ) A.(1,-2),5 B.(1,-2),5 C.(-1,2),5 D.(-1,2),5

2.以线段AB:x+y-2=0(0≤x≤2)为直径的圆的方程为( ) A.(x+1)2+(y+1)2=2 B.(x-1)2+(y-1)2=2 C.(x+1)2+(y+1)2=8 D.(x-1)2+(y-1)2=8

3.直线x-3y=0绕原点按逆时针方向旋转30°所得直线与圆x2+y2-4x+1=0的位置关系是( A.相交且过圆心 B.相交但不过圆心 C.相切 D.相离

4.若圆x2+y2-2ax+3by=0的圆心位于第三象限,则直线x+ay+b=0一定不经过( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限

5.直线l与直线3x+4y-15=0垂直,与圆x2+y2-18x+45=0相切,则直线l的方程是( ) A.4x-3y-6=0 B.4x-3y-66=0

C.4x-3y-6=0或4x-3y-66=0 D.4x-3y-15=0

6.方程4-x2=k(x-2)+3有两个不等实根,则k的取值范围为( )

A.?5?12,34??B.?3

?4,+∞??

C.??-∞,512??D.?5?12,3

4??

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) 二、填空题

7.过点M(0,4),且被圆(x-1)2+y2=4截得的线段长为23的直线方程为____________. 8.一束光线从点A(-1,1)出发经x轴反射到圆(x-2)2+(y-3)2=1上的最短路程为________.

9.集合A={(x,y)|x2+y2=4},B={(x,y)|(x-3)2+(y-4)2=r2},其中r>0,若A∩B中有且仅有一个元素,则r的值是________.

三、解答题

10.有一圆C与直线l:4x-3y+6=0相切于点A(3,6),且经过点B(5,2),求此圆的标准方程.

11.已知圆C:x2+y2-2x-4y-20=0及直线l:(2m+1)x+(m+1)y=7m+4(m∈R). (1)证明:不论m取什么实数,直线l与圆C总相交;

(2)求直线l被圆C截得的弦长的最小值及此时的直线方程.

能力提升

12.已知曲线C:(x-1)2+y2=1,点A(-1,0)及点B(2,a),从点A观察点B,要使视线不被曲线C拦住,则a的取值范围是( )

A.(-∞,-1)∪(1,+∞) B.(-∞,-3)∪(3,+∞) C.(3,+∞)

D.(-∞,-33)∪(33,+∞)

13.已知P是直线3x+4y+8=0上的动点,PA、PB是圆x2+y2-2x-2y+1=0的两条切线,A、B是切点,C是圆心,求四边形PACB面积的最小值.

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初中我们从平面几何的角度研究过圆的问题,本章则主要是利用圆的方程从代数角度研究了圆的性质,如果我们能够将两者有机地结合起来解决圆的问题,将在处理圆有关问题时收到意想不到的效果.

圆是非常特殊的几何图形,它既是中心对称图形又是轴对称图形,它的许多几何性质在解决圆的问题时往往起到事半功倍的作用,所以在实际解题中常用几何法,充分结合圆的平面几何性质.那么,我们来看经常使用圆的哪些几何性质:

(1)圆的切线的性质:圆心到切线的距离等于半径;切点与圆心的连线垂直于切线;切线在切点处的垂线一定经过圆心;圆心、圆外一点及该点所引切线的切点构成直角三角形的三个顶点等等.

(2)直线与圆相交的弦的有关性质:相交弦的中点与圆心的连线垂直于弦所在直线;弦的垂直平分线(中垂线)一定经过圆心;弦心距、半径、弦长的一半构成直角三角形的三边,满足勾股定理.

(3)与直径有关的几何性质:直径是圆的最长的弦;圆的对称轴一定经过圆心;直径所对的圆周角是直角.

习题课 圆与方程 答案

知识梳理

1.(1)(x-a)2+(y-b)2=r2 (a,b) (2)x2+y2+Dx+Ey+F=0 D2+E2-4F 2.d>r d=r 作业设计 1.D

2.B [线段AB两端点为(0,2)、(2,0),∴圆心为(1,1),半径r=2,∴选B.] 3.C [直线旋转后为y=3x,圆心(2,0)到该直线距离d=r.∴选C.]

39

y+b?2=a2+b2. 4.D [圆的标准方程为(x-a)2+??2?4

31b

a,-b?.∴a<0,b>0.∴y=-x-不过第四象限.] 圆心为?2??aa

5.C [设直线方程为4x-3y+m=0,由直线与圆相切得m=-6或-66.] 6.A [

在同一平面直角坐标系中分别画出y=4-x(就是x+y=4,y≥0)和y=k(x-2)+3的图象.如图所示,问题就转化为两条曲线有两个交点的问题,需kPA

3-0|-2k+3|3

kPB==,对于k(x-2)-y+3=0,因为直线与圆相切,所以d=r,即=2,解得kPA22-?-2?4k+15=. 12

53?所以k的取值范围为??12,4?.] 7.x=0或15x+8y-32=0

解析 设直线方程为x=0或kx-y+4=0.当直线方程为x=0时,弦长为23符合题意;当直线方程

|k-0+4|15

为kx-y+4=0时,d==22-?3?2=1,解得k=-,因此直线方程为15x+8y-32=0. 28k+1

8.4

解析 点A关于x轴的对称点A′(-1,-1),转化为求A′(-1,-1)到圆上的点的距离的最小值问题,其最小值为?2+1?2+?3+1?2-1=4.

9.3或7

解析 这是以集合为载体考查两圆位置关系. ∵A∩B中有且仅有一个元素,

∴两圆x2+y2=4与(x-3)2+(y-4)2=r2相切, O(0,0),C(3,4),|OC|=5,r1=2,r2=r,

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