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1、专题11 直线与圆一、选择题局部1.(2021新高考全国卷T11)点在圆上,点、,那么A. 点到直线的距离小于B. 点到直线的距离大于C. 当最小时,D. 当最大时,【答案】ACD【解析】圆的圆心为,半径为,直线的方程为,即,圆心到直线的距离为,所以,点到直线的距离的最小值为,最大值为,A选项正确;如下列图所示:当最大或最小时,与圆相切,连接、,可知,由勾股定理可得,CD选项正确.应选ACD.2.(2021江苏盐城三模T3)同学们都知道平面内直线方程的一般式为AxByC0,我们可以这样理解:假设直线l过定点P0(x0,y0),向量(A,B)为直线l的法向量,设直线l上任意一点P(x,y),那么
2、0,得直线l的方程为,即可转化为直线方程的一般式类似地,在空间中,假设平面过定点Q0(1,0,2),向量为平面的法向量,那么平面的方程为A2x3yz40 B2x3yz40C2x3yz0 D2x3yz40 【答案】C【考点】新情景问题下的直线方程的求解【解析】由题意可知,平面的方程为2(x1)3(y0)1(z2)0,化简可得,2x3yz0,故答案选C3.(2021河南焦作三模理T9)曲线y与直线kxy+k10有两个不同的交点,那么实数k的取值范围是ABCD【答案】A【解析】由曲线y,得x22+y21y0,是以2,0为圆心半径为1的上半个圆,直线kxy+k10过点D1,1,如图,过D1,1与A1,
3、0两点的直线的斜率k;设过1,1且与圆x22+y21相切的直线方程为y+1kx+1,即kxy+k10由1,解得k0或k要使曲线y与直线kxy+k10有两个不同的交点,那么实数k的取值范围是:4.(2021河北张家口三模T4)“a0是“点0,1在圆x2+y22ax2y+a+10外的A充分不必要条件B必要不充分条件C充分必要条件D既不充分也不必要条件【答案】B【解析】将x2+y27ax2y+a+13化为标准方程,得xa2+y13a2a当点0,1在圆x2+y22ax5y+a+10外时,有解得a1所以“a3是“点0,1在圆x7+y22ax2y+a+10外的必要不充分条件5.(2021山东聊城三模T4.
4、)直线l:(a-1)x+y-3=0,圆C:(x-1)2+y2=5那么“ a=-1 是“ l与C相切的A.必要不充分条件B.充分不必要条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【答案】B【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断,直线与圆的位置关系【解析】【解答】圆C:(x-1)2+y2=5的圆心为(1,0),半径r=5,由直线l和C相切可得:圆心到直线的距离d=|a-4|(a-1)2+1=5,解得2a2-a-3=0,解得a=-1或a=32,故a=-1是a=-1或a=32的充分不必要条件,故答案为:B.【分析】根据直线与圆相切的性质解得a=-1或a=32,再由充分必要条件即可判断B正确。6.(20
5、21江西南昌三模理T12)直线l:xy+40与x轴相交于点A,过直线l上的动点P作圆x2+y24的两条切线,切点分别为C,D两点,记M是CD的中点,那么|AM|的最小值为ABCD3【答案】A【解析】由题意设点Pt,t+4,Cx1,y1,Dx2,y2,因为PD,PC是圆的切线,所以ODPD,OCPC,所以C,D在以OP为直径的圆上,其圆的方程为,又C,D在圆x2+y24上,将两个圆的方程作差得直线CD的方程为:tx+t+4y40,即tx+y+4y10,所以直线CD恒过定点Q1,1,又因为OMCD,M,Q,C,D四点共线,所以OMMQ,即M在以OQ为直径的圆上,其圆心为,半径为,如下图所以|AM|
6、min|AO|r2,所以|AM|的最小值为7.(2021四川内江三模理T10)直线l:ymx2+2与圆C:x2+y29交于A,B两点,那么使弦长|AB|为整数的直线l共有A6条B7条C8条D9条【答案】C【解析】根据题意,直线恒过点M2,圆C:x2+y69的圆心C为0,7,那么CM2当直线与CM垂直时,M为|AB|中点2,此时直线有一条,当直线过圆心C时,|AB|2r6,此时直线有一条,那么当|AB|3,2,5时,综上,共8条直线8.(2021安徽马鞍山三模文T7)假设过点2,1的圆与两坐标轴都相切,那么圆心到直线2x+3y+30的距离为ABCD【答案】C【解析】设圆心为a,b,由得,解得a1
7、,b1,或a5,b5,所以圆心为1,1或5,5当圆心为1,1时,圆心到直线2x+3y+30的距离d;当圆心为5,5时,圆心到直线2x+3y+30的距离d9.(2021安徽蚌埠三模文T12)圆C:x+2+y2p0,假设抛物线E:y22px与圆C的交点为A,B,且sinABC,那么pA6B4C3D2【答案】D【解析】设A,y0,那么B,y0,由圆C:x+2+y2p0,得圆心C,0,半径r,所以CD+,因为ABCBAC,所以sinABCsinBAC,所以cosBAC,即,解得y03,p210.(2021上海嘉定三模T13)直角坐标平面上两条直线方程分别为l1:a1x+b1y+c10,l2:a2x+b
8、2y+c20,那么“0是“两直线l1,l2平行的A充分不必要条件B必要不充分条件C充要条件D既不充分也不必要条件【答案】B【解析】假设“0那么a1b2a2b10,假设a1c2a2c10,那么l1不平行于l2,假设“l1l2,那么a1b2a2b10,0,故“0是“两直线l1,l2平行的必要不充分条件11.(2021辽宁朝阳三模T11)曲线C的方程为|x+2y|,M:x52+y2r2r0,那么AC表示一条直线B当r4时,C与圆M有3个公共点C当r2时,存在圆N,使得圆N与圆M相切且圆N与C有4个公共点D当C与圆M的公共点最多时,r的取值范围是4,+【答案】BCD【解析】曲线C的方程为|x+2y|,
9、两边平方可得x2+y2x2+4y2+4xy,化为y0或4x+3y0,即曲线C表示两条直线,故A错误;当r4时,圆M的圆心为5,0,半径为4,圆M与y0有两个交点;又圆心M到直线4x+3y0的距离为d4r,所以C与圆M有3个公共点,故B正确;当r2时,圆M的圆心为5,0,半径r2,存在圆N,圆心N1,0,半径为2,圆N与圆M相切且圆N与C有4个公共点,故C正确;当C与圆M的公共点最多时,且为4个由r4时,C与圆M有3个公共点,可得当C与圆M的公共点最多时,r的取值范围是4,+,故D正确12.(2021江苏常数三模T7)在平面直角坐标系xOy中,点Q为圆M:x12+y121上一动点,过圆M外一点P
10、向圆M引条切线,切点为A,假设|PA|PO|,那么|PQ|的最小值为ABCD【答案】C【解析】设Pa,b,|PA|PO|,圆心M1,1,r1,化简可得2a+2b10,点P满足表达式2a+2b10,即点P在直线l:2x+2y10,由题意可知,|PQ|的最小值可转化为圆心到直线l的距离d与半径的差,|PQ|dr13.(2021宁夏中卫三模理T9)圆M过点A1,1、B1,2、C3,2,那么圆M在点B处的切线方程为A2x+y0B3x+2y+10C2x+3y+40Dx+2y+30【答案】C【解析】根据题意,设圆心M的坐标为m,n,圆M过点A1,1、B1,2、C3,2,那么点M在线段AB的垂直平分线上,那
11、么n,同理:点M在线段BC的垂直平分线上,那么m2,即圆心的坐标为2,那么KMB,那么切线的斜率k,又由B1,2,那么圆M在点B处的切线方程为y+2x1,变形可得2x+3y+4014.(2021天津南开二模T5)直线l与圆C:x2+y26x+50交于A,B两点,且线段AB的中点坐标为D2,A2B3C4D5【答案】A【解析】圆C:x2+y23x+50的圆心5,0,直线l与圆C:x2+y46x+55交于A,B两点,所以弦心距为:,所以弦长|AB|为:5215.(2021广东潮州二模T11)圆C:x22ax+y2+a210与圆D:x2+y24有且仅有两条公共切线,那么实数a的取值可以是A3B3C2D
12、2【答案】CD【解析】根据题意,圆C:x22ax+y2+a210,即xa2+y21,其圆心为a,0,半径R1,D:x2+y24,其圆心D0,0,半径r2,假设两个圆有且仅有两条公共切线,那么两圆相交,那么有21|a|2+1,即1|a|3,解可得:3a1或1a3,分析选项可得:CD符合16.(2021安徽淮北二模文T 11)圆C1:x2+y22,圆C2:x22+y24假设过0,2的直线l与圆C1、C2都有公共点,那么直线l斜率的取值范围是A,1BCD【答案】D【解析】由题意可知,过0,2的直线与两个圆相切,即可满足题意,就是图形中的两条红色直线之间的局部,所以直线方程为ykx+2,所以,解得k1
13、,k1舍去,2,解得k,k0的解舍去,所以直线l斜率的取值范围是17.(2021河南郑州二模文T5)假设直线x+aya10与圆C:x22+y24交于A,B两点,当|AB|最小时,劣弧的长为ABC2D3【答案】B【解析】直线x+aya10可化为:x1+ay10,那么当x10且y10,即x1且y1时,等式恒成立,所以直线恒过定点M1,1,设圆的圆心为C2,0,半径r2,当MC直线AB时,|AB|取得最小值,且最小值为222,此时弦长AB对的圆心角为,所以劣弧长为218.(2021新疆乌鲁木齐二模文T9)正方形的一条对角线所在直线的斜率为3,那么其一条边所在直线的斜率是A3B2CD2【答案】B【解析
14、】根据题意,设正方形的边所在的直线的斜率为k,正方形的对角线与四边的夹角都为45,那么有tan451,解可得:k或2二、填空题局部19.(2021上海嘉定三模T11)假设圆O的半径为2,圆O的一条弦AB长为2,P是圆O上任意一点,点P满足,那么的最大值为【答案】10【解析】【法一:建系法】如图以AB中点C为原点建系,那么,所以圆O方程为,所以设,Qx0,y0,因为,所以,所以,因为cos1,1,所以的最大值为10【法二:投影法】连接OA,OB过点O作OCAB,垂足为C,那么,因为,所以Q所以,且仅当且同向时取等号,的最大值为1020.(2021上海浦东新区三模T9)假设直线3x+4y+m0与曲
15、线为参数没有公共点,那么实数m的取值范围是【答案】m10或m0【解析】曲线为参数表示的是以1,2为圆心,1为半径的圆,由于直线3x+4y+m0与圆没有公共点,所以圆心1,2到直线的距离d,整理得:|m5|5,解得m10或m021.(2021湖南三模T15)直线l:2a1x+a3y+43a0与圆x22+y29相交于A,B两点,那么|AB|的最小值为;此时a【答案】;【解析】直线l:2a1x+a3y+43a0恒过定点1,1,当圆心与点1,1的连线与直线AB垂直时,弦长|AB|最小,圆心2,0与点1,1间的距离为,半径为3,弦长|AB|的最小值为圆心2,0与点1,1连线的斜率为,此时直线l的斜率为1
16、,由,解得a22.(2021河北邯郸二模理T14)直线l1:x+ay20aR与直线l2:平行,那么a,l1与l2的距离为【答案】,【解析】根据题意,直线l2:,即3x4y40,假设直线l1与直线l2平行,那么有143a,解可得a,当a时,直线l1:xy20,即3x4y60,直线l1与直线l2平行,符合题意,故a,此时两直线间的距离d23.(2021河北秦皇岛二模理T13)直线x+y50与圆C:x22+y124相交于A,B两点,那么ABC面积为【答案】2【解析】圆C:x22+y124的圆心坐标为C2,1,半径r2,圆心C到直线x+y50的距离d,直线x+y50被圆C:x22+y124截得的弦长为|AB|ABC面积为S24.(2021北京门头沟二模理T7)点P(cos,sin)到直线3x+4y-12=0的距离的取值范围为()A. 125,175B. 75,125C. 75,175D. 125,245【答案】C【解析】记d为点P(cos,sin)到直线3x+4y-12=0的距离,即:d=15|3cos+4sin-12|=15|5sin(+)-12|,其中tan=34;当变化时,d的最大值为175,d的最小值为75,应选:C.利用点到直线的距离公式,三角函数的性质可得答案此题考查的知识点是点到直线的距离公式,三角函数的性质,属于根底题