高考數(shù)學(xué)浙江理科一輪【第八章】立體幾何 8.4
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1、 精品資料
8.4 直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系
1. 直線與圓的位置關(guān)系
設(shè)直線l:Ax+By+C=0 (A2+B2≠0),
圓:(x-a)2+(y-b)2=r2 (r>0),
d為圓心(a,b)到直線l的距離,聯(lián)立直線和圓的方程,消元后得到的一元二次方程的判別式為Δ.
方法
位置關(guān)系
幾何法
代數(shù)法
相交
d
2、+(y-b2)2=r (r2>0).
方法
位置關(guān)系
幾何法:圓心距d與r1,r2的關(guān)系
代數(shù)法:兩圓方程聯(lián)立組成方程組的解的情況
相離
d>r1+r2
無解
外切
d=r1+r2
一組實(shí)數(shù)解
相交
|r1-r2| 3、有一組實(shí)數(shù)解,則兩圓外切. ( )
(3)如果兩圓的圓心距小于兩圓的半徑之和,則兩圓相交. ( )
(4)從兩圓的方程中消掉二次項(xiàng)后得到的二元一次方程是兩圓的公共弦所在的直線方程. ( )
(5)過圓O:x2+y2=r2上一點(diǎn)P(x0,y0)的圓的切線方程是x0x+y0y=r2. ( √ )
(6)過圓O:x2+y2=r2外一點(diǎn)P(x0,y0)作圓的兩條切線,切點(diǎn)為A,B,則O,P,A,B四點(diǎn)共圓且直線AB的方程是x0x+y0y=r2. ( √ )
2. (2013安徽)直線x+2y-5+=0被圓x2+y2-2x-4y= 4、0截得的弦長為 ( )
A.1 B.2 C.4 D.4
答案 C
解析 圓的方程可化為(x-1)2+(y-2)2=5,圓心(1,2)到直線x+2y-5+=0的距離d=1,截得弦長l=2=4.
3. 圓C1:x2+y2+2x+2y-2=0與圓C2:x2+y2-4x-2y+1=0的公切線有且僅有( )
A.1條 B.2條 C.3條 D.4條
答案 B
解析 ⊙C1:(x+1)2+(y+1)2=4,
圓心C1(-1,-1),半徑r1=2.
⊙C2:(x-2)2+(y-1)2=4,圓心C2(2,1),半徑r2=2.
∴|C1C2|=,∴|r1-r 5、2|=0<|C1C2| 6、2+(y+1)2=12.
(1)試證明:不論k為何實(shí)數(shù),直線l和圓C總有兩個交點(diǎn);
(2)求直線l被圓C截得的最短弦長.
思維啟迪 直線與圓的交點(diǎn)個數(shù)即為直線方程與圓方程聯(lián)立而成的方程組解的個數(shù);最短弦長可用代數(shù)法或幾何法判定.
方法一 (1)證明 由
消去y得(k2+1)x2-(2-4k)x-7=0,
因?yàn)棣ぃ?2-4k)2+28(k2+1)>0,
所以不論k為何實(shí)數(shù),直線l和圓C總有兩個交點(diǎn).
(2)解 設(shè)直線與圓交于A(x1,y1)、B(x2,y2)兩點(diǎn),
則直線l被圓C截得的弦長
|AB|=|x1-x2|
=2=2 ,
令t=,則tk2-4k+(t-3)=0,
7、
當(dāng)t=0時,k=-,當(dāng)t≠0時,因?yàn)閗∈R,
所以Δ=16-4t(t-3)≥0,解得-1≤t≤4,且t≠0,
故t=的最大值為4,此時|AB|最小為2.
方法二 (1)證明 圓心C(1,-1)到直線l的距離d=,圓C的半徑R=2,R2-d2=12-=,而在S=11k2-4k+8中,
Δ=(-4)2-4118<0,
故11k2-4k+8>0對k∈R恒成立,
所以R2-d2>0,即d 8、2=R,所以點(diǎn)P(0,1)在圓C的內(nèi)部,即不論k為何實(shí)數(shù),直線l總經(jīng)過圓C內(nèi)部的定點(diǎn)P.
所以不論k為何實(shí)數(shù),直線l和圓C總有兩個交點(diǎn).
(2)解 由平面幾何知識知過圓內(nèi)定點(diǎn)P(0,1)的弦,只有和AC (C為圓心)垂直時才最短,而此時點(diǎn)P(0,1)為弦AB的中點(diǎn),由勾股定理,知|AB|=2=2,
即直線l被圓C截得的最短弦長為2.
思維升華 (1)利用圓心到直線的距離可判斷直線與圓的位置關(guān)系,也可利用直線的方程與圓的方程聯(lián)立后得到的一元二次方程的判別式來判斷直線與圓的位置關(guān)系;
(2)勾股定理是解決有關(guān)弦問題的常用方法.
(1)若直線ax+by=1與圓x2+y2=1相交,則P( 9、a,b) ( )
A.在圓上 B.在圓外
C.在圓內(nèi) D.以上都有可能
(2)直線l:y-1=k(x-1)和圓x2+y2-2y=0的位置關(guān)系是 ( )
A.相離 B.相切或相交
C.相交 D.相切
(3)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知圓x2+y2=4上有且僅有四個點(diǎn)到直線12x-5y+c=0的距離為1,則實(shí)數(shù)c的取值范圍是________.
答案 (1)B (2)C (3)(-13,13)
解析 (1)由<1,得>1,∴點(diǎn)P在圓外.
(2)圓x2+y2-2y=0的圓心是(0,1),半徑r=1,則圓心到直線l的距離d=<1 10、.故直線與圓相交.
(3)根據(jù)題意知,圓心O到直線12x-5y+c=0的距離小于1,
∴<1,∴|c|<13,
∴c∈(-13,13).
題型二 圓的切線與弦長問題
例2 已知點(diǎn)M(3,1),直線ax-y+4=0及圓(x-1)2+(y-2)2=4.
(1)求過M點(diǎn)的圓的切線方程;
(2)若直線ax-y+4=0與圓相切,求a的值.
(3)若直線ax-y+4=0與圓相交于A,B兩點(diǎn),且弦AB的長為2,求a的值.
思維啟迪 在求過某點(diǎn)的圓的切線方程時,應(yīng)首先確定點(diǎn)與圓的位置關(guān)系,再求直線方程.若點(diǎn)在圓上,則過該點(diǎn)的切線只有一條;若點(diǎn)在圓外,則過該點(diǎn)的切線有兩條,此時應(yīng)注意斜率不存在 11、的切線.在處理直線和圓相交所得的弦的弦長問題時,??紤]幾何法.
解 (1)圓心C(1,2),半徑r=2,
當(dāng)直線的斜率不存在時,方程為x=3.
由圓心C(1,2)到直線x=3的距離d=3-1=2=r知,
此時,直線與圓相切.
當(dāng)直線的斜率存在時,設(shè)方程為y-1=k(x-3),
即kx-y+1-3k=0.
由題意知=2,解得k=.
∴圓的切線方程為y-1=(x-3),
即3x-4y-5=0.
故過M點(diǎn)的圓的切線方程為x=3或3x-4y-5=0.
(2)由題意得=2,解得a=0或a=.
(3)∵圓心到直線ax-y+4=0的距離為,
∴()2+()2=4,解得a=-.
思 12、維升華 (1)求過某點(diǎn)的圓的切線問題時,應(yīng)首先確定點(diǎn)與圓的位置關(guān)系,再求直線方程.若點(diǎn)在圓上(即為切點(diǎn)),則過該點(diǎn)的切線只有一條;若點(diǎn)在圓外,則過該點(diǎn)的切線有兩條,此時應(yīng)注意斜率不存在的切線.
(2)求直線被圓所截得的弦長時,通??紤]由弦心距垂線段作為直角邊的直角三角形,利用勾股定理來解決問題.
已知點(diǎn)P(0,5)及圓C:x2+y2+4x-12y+24=0.
(1)若直線l過點(diǎn)P且被圓C截得的線段長為4,求l的方程;
(2)求過P點(diǎn)的圓C的弦的中點(diǎn)的軌跡方程.
解 (1)如圖所示,|AB|=4,將圓C方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程為(x+2)2+
(y-6)2=16,
∴圓C的圓心坐標(biāo)為(- 13、2,6),半徑r=4,設(shè)D是線段AB的中點(diǎn),
則CD⊥AB,
∴|AD|=2,|AC|=4.C點(diǎn)坐標(biāo)為(-2,6).
在Rt△ACD中,可得|CD|=2.
設(shè)所求直線l的斜率為k,則直線l的方程為y-5=kx,即kx-y+5=0.
由點(diǎn)C到直線AB的距離公式:=2,
得k=.
故直線l的方程為3x-4y+20=0.
又直線l的斜率不存在時,也滿足題意,此時方程為x=0.
∴所求直線l的方程為x=0或3x-4y+20=0.
(2)設(shè)過P點(diǎn)的圓C的弦的中點(diǎn)為D(x,y),
則CD⊥PD,即=0,
∴(x+2,y-6)(x,y-5)=0,
化簡得所求軌跡方程為x2+y2+2 14、x-11y+30=0.
題型三 圓與圓的位置關(guān)系
例3 (1)已知兩圓C1:x2+y2-2x+10y-24=0,C2:x2+y2+2x+2y-8=0,則兩圓公共弦所在的直線方程是________.
(2)兩圓x2+y2-6x+6y-48=0與x2+y2+4x-8y-44=0公切線的條數(shù)是________.
(3)已知⊙O的方程是x2+y2-2=0,⊙O′的方程是x2+y2-8x+10=0,由動點(diǎn)P向⊙O和⊙O′所引的切線長相等,則動點(diǎn)P的軌跡方程是________.
思維啟迪 求動點(diǎn)的軌跡方程關(guān)鍵是尋找與動點(diǎn)有關(guān)的等量關(guān)系,然后將等量關(guān)系用坐標(biāo)表示出來.
答案 (1)x-2y+4= 15、0 (2)2 (3)x=
解析 (1)兩圓的方程相減得:x-2y+4=0.
(2)兩圓圓心距d=<+,
∴兩圓相交,故有2條切線.
(3)⊙O的圓心為(0,0),半徑為,⊙O′的圓心為(4,0),半徑為,設(shè)點(diǎn)P為(x,y),由已知條件和圓切線性質(zhì)得x2+y2-2=(x-4)2+y2-6,化簡得x=.
思維升華 判斷兩圓的位置關(guān)系時常用幾何法,即利用兩圓圓心之間的距離與兩圓半徑之間的關(guān)系,一般不采用代數(shù)法.若兩圓相交,則兩圓公共弦所在直線的方程可由兩圓的方程作差消去x2,y2項(xiàng)得到.
已知兩圓C1:x2+y2-2x+10y-24=0,C2:x2+y2+2x+2y-8=0,則以兩圓公 16、共弦為直徑的圓的方程是________________.
答案 (x+2)2+(y-1)2=5
解析 圓C1的圓心為(1,-5),半徑為,圓C2的圓心為(-1,-1),半徑為,則兩圓心連線的直線方程為2x+y+3=0,由兩圓方程作差得公共弦方程為x-2y+4=0,兩直線的交點(diǎn)(-2,1)即為所求圓的圓心,由垂徑定理可以求得半徑為,即所求圓的方程為(x+2)2+(y-1)2=5.
高考中與圓交匯問題的求解
一、圓與集合的交匯問題
典例:(4分)設(shè)M={(x,y)|y=,a>0},N={(x,y)|(x-1)2+(y-)2=a2,a>0},則M∩N≠?時,a的最大值與最小值分 17、別為________、________.
思維啟迪 本題條件M∩N≠?反映了兩個集合所表示的曲線之間的關(guān)系,即半圓與圓之間的關(guān)系,因此可以直接利用數(shù)形結(jié)合的思想求解.
解析 因?yàn)榧螹={(x,y)|y=,a>0},
所以集合M表示以O(shè)(0,0)為圓心,半徑為r1=a的上半圓.
同理,集合N表示以O(shè)′(1,)為圓心,半徑為r2=a的圓上的點(diǎn).
這兩個圓的半徑隨著a的變化而變化,但|OO′|=2.如圖所示,
當(dāng)兩圓外切時,由a+a=2,得a=2-2;
當(dāng)兩圓內(nèi)切時,由a-a=2,得a=2+2.
所以a的最大值為2+2,最小值為2-2.
答案 2+2 2-2
溫馨提醒 本題主要 18、考查集合的運(yùn)算及圓與圓相切的相關(guān)知識,考查考生綜合運(yùn)用知識解決問題的能力.借助數(shù)形結(jié)合的思想方法求解本題較為簡捷,在求解時要注意對M∩N≠?的意義的理解,若題中未指明集合非空時,要考慮到空集的可能性,例如A?B,則A=?或A≠?兩種可能,應(yīng)分類討論.本題的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)就是將集合的關(guān)系與圓的位置關(guān)系較好地結(jié)合起來.
二、圓與線性規(guī)劃的交匯問題
典例:(4分)如果點(diǎn)P在平面區(qū)域上,點(diǎn)Q在曲線x2+(y+2)2=1上,那么|PQ|的最小值為________.
思維啟迪 求解本題應(yīng)先畫出點(diǎn)P所在的平面區(qū)域,再畫出點(diǎn)Q所在的圓,最后利用幾何意義將問題轉(zhuǎn)化為圓上的點(diǎn)到定直線的距離的最值問題,即可求出|P 19、Q|的最小值.
解析 由點(diǎn)P在平面區(qū)域上,畫出點(diǎn)P所在的平
面區(qū)域.由點(diǎn)Q在圓x2+(y+2)2=1上,畫出點(diǎn)Q所在的圓,如圖
所示.
由題意,得|PQ|的最小值為圓心(0,-2)到直線x-2y+1=0的距離減去半徑1.
又圓心(0,-2)到直線x-2y+1=0的距離為=,此時垂足(-1,0)在滿足條件的平面區(qū)域內(nèi),故|PQ|的最小值為-1.
答案?。?
溫馨提醒 本題考查線性規(guī)劃及圓、點(diǎn)到直線的距離等知識,并考查考生綜合應(yīng)用知識解決問題的能力.本題的突出特點(diǎn)就是將圓與線性規(guī)劃問題有機(jī)地結(jié)合起來,為我們展現(xiàn)了數(shù)學(xué)知識相互交匯的新天地,求解時既要注意使用線性規(guī)劃的基本思想,又要利 20、用圓上各點(diǎn)的特殊性.實(shí)際上是對數(shù)形結(jié)合思想的提升,即利用線性或非線性函數(shù)的幾何意義,通過作圖來解決最值問題.
三、圓與不等式的交匯問題
典例:(4分)(2012天津)設(shè)m,n∈R,若直線(m+1)x+(n+1)y-2=0與圓(x-1)2+(y-1)2=1相切,則m+n的取值范圍是 ( )
A.[1-,1+]
B.(-∞,1-]∪[1+,+∞)
C.[2-2,2+2]
D.(-∞,2-2]∪[2+2,+∞)
思維啟迪 圓與不等式的交匯實(shí)質(zhì)上反映了圓的獨(dú)特性質(zhì),即圓內(nèi)點(diǎn)、圓外點(diǎn)的性質(zhì),直線與圓相交、相離的性質(zhì),圓與圓的相交、相離的性質(zhì)等,這些問題反映在代數(shù)上就是 21、不等式的形式.
解析 圓心(1,1)到直線(m+1)x+(n+1)y-2=0的距離為=1,
所以m+n+1=mn≤(m+n)2,
所以m+n≥2+2或m+n≤2-2.
答案 D
溫馨提醒 直線與圓位置關(guān)系的考查,一般是已知位置關(guān)系求參數(shù)值,基本不等式的考查一般是給出參數(shù)關(guān)系,利用基本不等式求最值或范圍.而本題卻以直線與圓的位置關(guān)系給出參數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系,利用基本不等式轉(zhuǎn)化,結(jié)合換元法把關(guān)系轉(zhuǎn)化為一元二次不等式,從而求得m+n的取值范圍,這一交匯命題新穎獨(dú)特,考查知識全面,難度中等,需要注意各知識應(yīng)熟練掌握才能逐一化解.
方法與技巧
1. 過圓上一點(diǎn)(x0,y0)的圓的切線方程 22、的求法
先求切點(diǎn)與圓心連線的斜率k,由垂直關(guān)系知切線斜率為-,由點(diǎn)斜式方程可求切線方程.若切線斜率不存在,則由圖形寫出切線方程x=x0.
2. 過圓外一點(diǎn)(x0,y0)的圓的切線方程的求法
(1)幾何方法
當(dāng)斜率存在時,設(shè)為k,切線方程為y-y0=k(x-x0),即kx-y+y0-kx0=0.由圓心到直線的距離等于半徑,即可得出切線方程.
(2)代數(shù)方法
設(shè)切線方程為y-y0=k(x-x0),即y=kx-kx0+y0,代入圓方程,得一個關(guān)于x的一元二次方程,由Δ=0,求得k,切線方程即可求出.
3. 兩圓公共弦所在直線方程的求法
若兩圓相交時,把兩圓的方程作差消去x2和y2就得 23、到兩圓的公共弦所在的直線方程.
4. 圓的弦長的求法
(1)幾何法:設(shè)圓的半徑為r,弦心距為d,弦長為l,則2=r2-d2.
(2)代數(shù)法:設(shè)直線與圓相交于A(x1,y1),B(x2,y2)兩點(diǎn),解方程組消y后得關(guān)于x的一元二次方程,從而求得x1+x2,x1x2,則弦長為
|AB|=(k為直線斜率).
失誤與防范
1. 求圓的弦長問題,注意應(yīng)用圓的性質(zhì)解題,即用圓心與弦中點(diǎn)連線與弦垂直的性質(zhì),可以用勾股定理或斜率之積為-1列方程來簡化運(yùn)算.
2. 過圓上一點(diǎn)作圓的切線有且只有一條;過圓外一點(diǎn)作圓的切線有且只有兩條,若僅求得一條,除了考慮運(yùn)算過程是否正確外,還要考慮斜率不存在的情況 24、,以防漏解.
A組 專項(xiàng)基礎(chǔ)訓(xùn)練
(時間:40分鐘)
一、選擇題
1. 圓C1:x2+y2=1與圓C2:x2+(y-3)2=1的內(nèi)公切線有且僅有 ( )
A.1條 B.2條 C.3條 D.4條
答案 B
解析 圓心距為3,半徑之和為2,故兩圓外離,內(nèi)公切線條數(shù)為2.
2. (2012重慶)對任意的實(shí)數(shù)k,直線y=kx+1與圓x2+y2=2的位置關(guān)系一定是 ( )
A.相離 B.相切
C.相交但直線不過圓心 D.相交且直線過圓心
答案 C
解析 ∵x2+y2=2的圓心(0,0)到直線y=kx+1的距離
d==≤1,
25、又∵r=,∴0 26、 ( )
A.2x+y-3=0 B.2x-y-3=0
C.4x-y-3=0 D.4x+y-3=0
答案 A
解析 如圖所示:由題意知:AB⊥PC,kPC=,∴kAB=-2,∴直線
AB的方程為y-1=-2(x-1),即2x+y-3=0.
5. 已知直線y=kx+b與圓O:x2+y2=1相交于A,B兩點(diǎn),當(dāng)b=
時,= ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
答案 A
解析 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),將y=kx+b代入x2+y2=1得(1+k2)x2+2kbx+b2-1=0,
故x1+x2=-, 27、x1x2=,
從而=x1x2+y1y2=(1+k2)x1x2+kb(x1+x2)+b2
=b2-1-+b2=-1=1.
二、填空題
6. 若直線y=x+b與曲線y=3-有公共點(diǎn),則b的取值范圍是________.
答案 1-2≤b≤3
解析 由y=3-,得(x-2)2+(y-3)2=4(1≤y≤3).
∴曲線y=3-是半圓,如圖中實(shí)線所示.
當(dāng)直線y=x+b與圓相切時,
=2.
∴b=12.
由圖可知b=1-2.
∴b的取值范圍是.
7. 若過點(diǎn)A(a,a)可作圓x2+y2-2ax+a2+2a-3=0的兩條切線,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為______________.
答 28、案 (-∞,-3)∪
解析 圓方程可化為(x-a)2+y2=3-2a,
由已知可得,解得a<-3或10)的公共弦長為2,則a=________.
答案 1
解析 方程x2+y2+2ay-6=0與x2+y2=4.
相減得2ay=2,則y=.由已知條件 =,
即a=1.
三、解答題
9. 已知以點(diǎn)C(t,)(t∈R,t≠0)為圓心的圓與x軸交于點(diǎn)O,A,與y軸交于點(diǎn)O,B,其中O為原點(diǎn).
(1)求證:△OAB的面積為定值;
(2)設(shè)直線y=-2x+4與圓C交于點(diǎn)M,N,若OM=ON,求圓C的方程.
(1 29、)證明 ∵圓C過原點(diǎn)O,∴OC2=t2+.
設(shè)圓C的方程是(x-t)2+(y-)2=t2+,
令x=0,得y1=0,y2=;
令y=0,得x1=0,x2=2t,
∴S△OAB=OAOB=|||2t|=4,
即△OAB的面積為定值.
(2)解 ∵OM=ON,CM=CN,∴OC垂直平分線段MN.
∵kMN=-2,∴kOC=.
∴=t,解得t=2或t=-2.
當(dāng)t=2時,圓心C的坐標(biāo)為(2,1),OC=,
此時C到直線y=-2x+4的距離d=<,
圓C與直線y=-2x+4相交于兩點(diǎn).
當(dāng)t=-2時,圓心C的坐標(biāo)為(-2,-1),OC=,
此時C到直線y=-2x+4的距離d= 30、>.
圓C與直線y=-2x+4不相交,
∴t=-2不符合題意,舍去.
∴圓C的方程為(x-2)2+(y-1)2=5.
10.已知矩形ABCD的對角線交于點(diǎn)P(2,0),邊AB所在直線的方程為x-3y-6=0,點(diǎn)
(-1,1)在邊AD所在的直線上.
(1)求矩形ABCD的外接圓的方程;
(2)已知直線l:(1-2k)x+(1+k)y-5+4k=0(k∈R),求證:直線l與矩形ABCD的外接 圓恒相交,并求出相交的弦長最短時的直線l的方程.
解 (1)∵lAB:x-3y-6=0且AD⊥AB,
點(diǎn)(-1,1)在邊AD所在的直線上,
∴AD所在直線的方程是y-1=-3(x+1),
31、
即3x+y+2=0.
由得A(0,-2).
∴|AP|==2,
∴矩形ABCD的外接圓的方程是(x-2)2+y2=8.
(2)直線l的方程可化為
k(-2x+y+4)+x+y-5=0,
l可看作是過直線-2x+y+4=0和x+y-5=0的交點(diǎn)(3,2)的直線系,
即l恒過定點(diǎn)Q(3,2),
由(3-2)2+22=5<8知點(diǎn)Q在圓P內(nèi),
所以l與圓P恒相交.
設(shè)l與圓P的交點(diǎn)為M,N,
則|MN|=2(d為P到l的距離),
設(shè)PQ與l的夾角為θ,則d=|PQ|sin θ=sin θ,
當(dāng)θ=90時,d最大,|MN|最短.
此時l的斜率為PQ的斜率的負(fù)倒數(shù),即-,
32、故l的方程為y-2=-(x-3),x+2y-7=0.
B組 專項(xiàng)能力提升
(時間:25分鐘)
1. 已知圓C的半徑為2,圓心在x軸的正半軸上,直線3x+4y+4=0與圓C相切,則圓C的方程為 ( )
A.x2+y2-2x-3=0 B.x2+y2+4x=0
C.x2+y2+2x-3=0 D.x2+y2-4x=0
答案 D
解析 設(shè)圓心為(a,0),且a>0,
則(a,0)到直線3x+4y+4=0的距離為2,
即=2?3a+4=10?a=2或a=-(舍去),則圓C的方程為(x-2)2+(y-0)2=22,即x2+y2-4x=0.
2 33、. 圓(x-3)2+(y-3)2=9上到直線3x+4y-11=0的距離等于1的點(diǎn)有 ( )
A.1個 B.2個 C.3個 D.4個
答案 C
解析 因?yàn)閳A心到直線的距離為=2,
又因?yàn)閳A的半徑為3,所以直線與圓相交,由數(shù)形結(jié)合知,
圓上到直線的距離為1的點(diǎn)有3個.
3. (2013江西)過點(diǎn)(,0)引直線l與曲線y=相交于A、B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),當(dāng)△AOB的面積取最大值時,直線l的斜率等于 ( )
A. B.- C. D.-
答案 B
解析 ∵S△AOB=|OA||OB|sin∠AOB
=sin∠AOB≤.
當(dāng) 34、∠AOB=時,
S△AOB面積最大.
此時O到AB的距離d=.
設(shè)AB方程為y=k(x-)(k<0),
即kx-y-k=0.
由d==得k=-.
(也可k=-tan∠OPH=-).
4. (2012江蘇)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,圓C的方程為x2+y2-8x+15=0,若直線y=kx-2上至少存在一點(diǎn),使得以該點(diǎn)為圓心,1為半徑的圓與圓C有公共點(diǎn),則k的最大值是________.
答案
解析 圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-4)2+y2=1,圓心為(4,0).
由題意知(4,0)到kx-y-2=0的距離應(yīng)不大于2,
即≤2.整理,得3k2-4k≤0.解得0≤k≤.
故k的最大值 35、是.
5. 已知集合A={(x,y)|x-y+m≥0},集合B={(x,y)|x2+y2≤1}.若A∩B=?,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是________.
答案 m<-
解析 如圖,A={(x,y)|x-y+m≥0}表示直線x-y+m=0及其右下
方區(qū)域,B={(x,y)|x2+y2≤1}表示圓x2+y2=1及其內(nèi)部,要使A∩B
=?,則直線x-y+m=0在圓x2+y2=1的下方,即>1,故
m<-.
6. 已知圓O:x2+y2=4和點(diǎn)M(1,a).
(1)若過點(diǎn)M有且只有一條直線與圓O相切,求實(shí)數(shù)a的值,并求出切線方程.
(2)若a=,過點(diǎn)M的圓的兩條弦AC,BD互相垂直,求|A 36、C|+|BD|的最大值.
解 (1)由條件知點(diǎn)M在圓O上,
所以1+a2=4,則a=.
當(dāng)a=時,點(diǎn)M為(1,),kOM=,k切=-,
此時切線方程為y-=-(x-1).
即x+y-4=0,
當(dāng)a=-時,點(diǎn)M為(1,-),kOM=-,k切=.
此時切線方程為y+=(x-1).
即x-y-4=0.
所以所求的切線方程為x+y-4=0或x-y-4=0.
(2)設(shè)O到直線AC,BD的距離分別為d1,d2(d1,d2≥0),
則d+d=OM2=3.
又有|AC|=2,|BD|=2,
所以|AC|+|BD|=2+2.
則(|AC|+|BD|)2=4(4-d+4-d+2)
=4[5+2]
=4(5+2).
因?yàn)?d1d2≤d+d=3,所以dd≤,
當(dāng)且僅當(dāng)d1=d2=時取等號,
所以≤,
所以(|AC|+|BD|)2≤4(5+2)=40.
所以|AC|+|BD|≤2,
即|AC|+|BD|的最大值為2.
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