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1、第八章 單元能力測試卷
一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分.)
1.設(shè)直線ax+by+c=0的傾斜角為α,且sinα+cosα=0,則a,b滿足( )
A.a(chǎn)+b=1 B.a(chǎn)-b=1
C.a(chǎn)+b=0 D.a(chǎn)-b=0
答案 D
2.若直線2x-y+c=0按向量a=(1,-1)平移后與圓x2+y2=5相切,則c的值為( )
A.8或-2 B.6或-4
C.4或-6 D.2或-8
答案 A
解析 直線2x-y+c=0按a=(1,-1)平移后得到2x-y+c-3=0,此直線與圓x2+y2=5相切,
∴
2、r==,∴|c-3|=5,
∴c-3=±5 ∴c=8或c=-2.
3.點(diǎn)P(2,-1)為圓(x-1)2+y2=25內(nèi)弦AB的中點(diǎn),則直線AB的方程是( )
A.x-y-3=0 B.2x+y-3=0
C.x+y-1=0 D.2x-y-5=0
答案 A
解析 圓心C(1,0),則直線AB是過P且與CP垂直的直線,因此直線AB的方程為x-y-3=0.
4.設(shè)直線l:2x+y-1=0,將l繞其上一點(diǎn)P逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)得一新直線l′,如圖,則直線l′的傾斜角為( )
A.a(chǎn)rctan3
B.π-arctan3
C.a(chǎn)rctan
D.π-arctan
3、
答案 A
解析 設(shè)l的傾斜角為α,則tanα=-2,
tan(α+)===3.
∴直線l′的傾斜角為arctan3.
5.經(jīng)過A(2,-1)和直線x+y=1相切,且圓心在直線y=-2x上的圓的方程是( )
A.(x-1)2+(y+2)2=2
B.(x+1)2+(y-2)2=2
C.(x-1)2+(y+2)2=
D.(x+1)2+(y-2)2=4
答案 A
解析 注意到A點(diǎn)在直線x+y=1上,從而圓心是直線y=-2x與直線x+y=1在A處的垂線y+1=x-2的交點(diǎn),解得圓心為(1,-2).再求得半徑為,故選A.
6.若P(2,-1)為圓(0≤θ≤2π)的某弦的中點(diǎn),則
4、該弦所在直線的方程是( )
A.x-y-3=0 B.x+2y=0
C.x+y-1=0 D.2x-y-5=0
答案 A
解析 圓的圓心坐標(biāo)為(1,0),于是弦所在直線的斜率為1.
7.已知點(diǎn)B(,0),點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)且點(diǎn)A在圓(x-)2+(y-)2=1上,則與的夾角θ的最大值與最小值分別是( )
A.,0 B.,
C., D.,
答案 C
解析 如右圖所示,過原點(diǎn)O作圓C的兩條切線OA1、OA2,由OC=2=2CA1且CA1⊥OA1,得∠A1OC=∠A2OC=30°.又∠BOC=45°,∴∠A1OB=45°-
5、30°=15°,∠A2OB=45°+30°=75°.
故向量與的夾角θ的最大值為,最小值為.
8.設(shè)數(shù)列{an}是首項(xiàng)為m,公比為q(q≠1)的等比數(shù)列,Sn是它的前n項(xiàng)的和,對任意的n∈N*,點(diǎn)( )
A.在直線mx+qy-q=0上
B.在直線qx-my+m=0上
C.在直線qx+my-q=0上
D.不一定在一條直線上
答案 B
解析 ∵==1+qn=1+,即q·an-m·+m=0,
∴點(diǎn)在直線qx-my+m=0上.
9.已知點(diǎn)M(a,b)在由不等式組確定的平面區(qū)域內(nèi),則點(diǎn)N(a+b,a-b)到坐標(biāo)原點(diǎn)的最大距離為( )
A.2 B.2
C.4
6、 D.8
答案 B
解析 的最大值為2,|ON|=的最大值為2,選B.
10.函數(shù)y=f(x)的圖象是圓心在原點(diǎn)的單位圓在Ⅰ、Ⅲ象限內(nèi)的兩段圓弧,如圖,則不等式f(x)
7、點(diǎn),則|+|=2||,|-|=||,即2||=||,當(dāng)直線x+y=a過(2,0),(0,2)時(shí)或過(0,-2),(-2,0)時(shí)恰好有2||=||成立,即|+|=|-|成立.此時(shí),實(shí)數(shù)a=2或a=-2.
12.若圓(x-3)2+(y+5)2=r2上有且僅有兩個(gè)點(diǎn)到直線4x-3y-2=0的距離為1,則半徑r的取值范圍是( )
A.(4,6) B.[4,6)
C.(4,6] D.[4,6]
答案 A
解析 ∵圓心到直線的距離為5,∴只有4
8、
13.過點(diǎn)P(1,2)且在坐標(biāo)軸上截距相等的直線方程為________.
答案 x+y-3=0或2x-y=0
解析 由題意可知直線的斜率必存在,當(dāng)直線在坐標(biāo)軸上的截距都為0時(shí),可得該直線2x-y=0;當(dāng)直線在坐標(biāo)軸上的截距相等且都為a(a≠0)時(shí),
令+=1.∵該直線過點(diǎn)P(1,2),
∴+=1,故a=3.∴該直線方程為x+y-3=0.
14.已知a=(6,2),b=(-4,),直線l過點(diǎn)A(3,-1),且與向量a+2b垂直,則直線l的一般方程是______________.
答案 2x-3y-9=0
解析 由已知可得a+2b=(-2,3),則直線l的斜率為,則直線l的方程為2
9、x-3y-9=0.
15.在坐標(biāo)平面內(nèi),與點(diǎn)A(1,3)的距離為,且與點(diǎn)B(3,1)的距離為3的直線共有________條.
答案 1
16.已知直線xsinα+ycosα+1=0(α∈R),給出以下四個(gè)命題:
①直線的傾斜角為α;
②不論α為何值,直線不過原點(diǎn);
③不論α如何變化,直線總和定圓相切;
④當(dāng)直線和兩坐標(biāo)軸都相交時(shí),它和坐標(biāo)軸圍成的三角形面積小于1.
其中正確命題的序號是________.
答案?、冖?
解析 ∵α∈R,直線的傾斜角范圍為[0,π),∴①錯;
∵O(0,0)不適合xsinα+ycosα+1=0,∴②對;
∵O(0,0)到直線xsinα+yco
10、sα+1=0的距離
d==1,
∴該直線和單位圓x2+y2=1相切,∴③對;
∵直線xsinα+ycosα+1=0和坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積S=·||·||=||≥1,∴④錯.
三、解答題(本大題共6小題,共70分,解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟)
17.(本小題滿分10分)已知點(diǎn)P(2,-1),求:
(1)過P點(diǎn)與原點(diǎn)距離為2的直線方程;
(2)過P點(diǎn)與原點(diǎn)距離最大的直線方程,最大距離是多少?
(3)是否存在過P點(diǎn)與原點(diǎn)距離為6的直線?若存在,求出方程;若不存在,說明理由.
思路點(diǎn)撥 充分運(yùn)用點(diǎn)到直線的距離公式.
解析 過P點(diǎn)斜率為k的直線方程可設(shè)為y+1=k(x
11、-2)即kx-y-2k-1=0
(1)原點(diǎn)到直線的距離為2,故
=2,解之得k=.
直線方程為3x-4y-10=0.
又直線x=2距離原點(diǎn)也為2,且過點(diǎn)(2,-1),所以直線方程為3x-4y-10=0或x=2.
(2)原點(diǎn)到直線的距離d=,整理得(d2-4)k2-4k+d2-1=0.
①若d2-4=0,則k=;
②若d2-4≠0,由Δ=16-4(d2-4)(d2-1)≥0,得0≤d≤,所以d的最大值為,此時(shí)k=2,直線方程為2x-y-5=0.
(3)因?yàn)樵c(diǎn)到直線x=2的距離為2,又由(2)知0≤d≤,故過點(diǎn)P且與原點(diǎn)距離為6的直線不存在.
18.(本小題滿分12分)已知直線
12、l:(2m+1)x+(m+1)y=7m+4,圓C:(x-1)2+(y-2)2=25.
(1)求證:直線l與圓C總相交;
(2)求出相交的弦長的最小值及相應(yīng)的m值.
分析 (1)證直線與圓相交有三法:一、圓心到直線的距離小于圓半徑;二、直線與圓的方程組有兩解;三、直線總過圓內(nèi)的點(diǎn).比較三法,選擇計(jì)算量小的.
(2)圓是確定的,弦長最小,則弦心距最大,可計(jì)算,可借已知幾何知識.
解析 (1)將l的方程變形為(2x+y-7)m+(x+y-4)=0,
解方程組得即直線l過定點(diǎn)(3,1).∵(3-1)2+(1-2)2<25,
∴點(diǎn)(3,1)在圓C內(nèi),于是直線l與圓C總相交.
(2)當(dāng)圓心
13、(1,2)和定點(diǎn)(3,1)的連線l1與l垂直時(shí),弦長最短.
∵kl1=-,kl=-,∴-=2
∴m=-.此時(shí)最短的弦長為2=4.
19.(本小題滿分12分)在直角坐標(biāo)系xOy中,以O(shè)為圓心的圓與直線x-y=4相切.
(1)求圓O的方程;
(2)圓O與x軸相交于A,B兩點(diǎn),圓內(nèi)的動點(diǎn)P滿足PA,PO,PB成等比數(shù)列,求·的取值范圍.
解析 (1)依題設(shè),圓O的半徑r等于原點(diǎn)O到直線x-y=4的距離,即r==2.得圓O的方程為x2+y2=4.
(2)不妨設(shè)A(x1,0),B(x2,0),x1
14、|PB|成等比數(shù)列,得
·=x2+y2,
即x2-y2=2.
·=(-2-x,-y)·(2-x,-y)
=x2-4+y2=2(y2-1).
由于點(diǎn)P在圓O內(nèi),故由此得y2<1.
所以·的取值范圍為[-2,0).
20.(本小題滿分12分)電視臺為某個(gè)廣告公司特約播放兩套片集.其中片集甲每集播映時(shí)間為20 min,插播廣告時(shí)間為1 min,電視觀眾為60萬,片集乙每集播映時(shí)間為10 min,插播廣告時(shí)間為1 min,收視觀眾為20萬.廣告公司規(guī)定每周至少有6 min廣告,而電視臺每周只能為該公司提供不多于86 min的節(jié)目時(shí)間.電視臺每周應(yīng)播映兩套片集各多少,才能獲得最高的收視率?
15、
解析 設(shè)片集甲播映x集,片集乙播映y集,于是就可將問題中的文字語言轉(zhuǎn)換為下列不等式組其中x≥0,y≥0,x∈N,y∈N.
要使收視率最高,則只要z=60x+20y最大即可.接下來,將上面的不等式組轉(zhuǎn)化為圖形,由圖可知,當(dāng)x=2,y=4時(shí),z=60x+20y取得最大值200萬.
故電視臺每周片集甲和片集乙分別播映2集和4集,其收視率最高.
21.(本小題滿分12分)已知P是直線3x+4y+8=0上的動點(diǎn),PA、PB是圓x2+y2-2x-2y+1=0的兩條切線,A、B是切點(diǎn),C是圓心,求四邊形PACB面積的最小值?
解析 解法一 如圖,∵點(diǎn)P在直線3x+4y+8=0上,∴可設(shè)P
16、(x,-2-x),C點(diǎn)坐標(biāo)(1,1),S四邊形PACB=2S△PAC=2××|AP|×|AC|=|AP|×|AC|=|AP|.
∵|AP|2=|PC|2-|AC|2=|PC|2-1.
∴當(dāng)|PC|最小時(shí),|AP|最小,四邊形PACB的面積最?。?
∵|PC|2=(1-x)2+(1+2+x)2=x2+x+10=(x+1)2+9,
∴|PC|min=3,
∴四邊形PACB面積的最小值為2.
解法二 由解法一可知,需求|PC|的最小值,即求C到直線3x+4y+8=0的距離.
∵C(1,1),∴|PC|==3,
∴S四邊形PACB=2.
22.(本小題滿分12分)已知定點(diǎn)A(0,1
17、)、B(0,-1)、C(1,0),動點(diǎn)P滿足·=k||2.
(1)求動點(diǎn)P的軌跡方程,并說明方程表示的曲線;
(2)當(dāng)k=2時(shí),求|2+|的最大值和最小值.
解析 (1)設(shè)動點(diǎn)的坐標(biāo)為P(x,y),則=(x,y-1),=(x,y+1),=(x-1,y).
∵·=k||2,
∴x2+y2-1=k[(x-1)2+y2],
(1-k)x2+(1-k)y2+2kx-k-1=0.
若k=1,則方程為x=1,表示過點(diǎn)(1,0)平行于y軸的直線.
若k≠1,則方程化為(x+)2+y2=()2,表示以(,0)為圓心,以為半徑的圓.
(2)當(dāng)k=2時(shí),方程化為(x-2)2+y2=1.
∵2+=2(x,y-1)+(x,y+1)=(3x,3y-1),
∴|2+|=.
又x2+y2=4x-3,
∴|2+|=.
∵(x-2)2+y2=1,
∴令x=2+cosθ,y=sinθ.
36x-6y-26=36cosθ-6sinθ+46=6cos(θ+φ)+46
∵6cos(θ+φ)+46∈[46-6,46+6],
∴|2+|的最大值為=3+,
最小值為=-3.