2019屆高考數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí) 模塊五 解析幾何 第14講 直線與圓學(xué)案 理.docx
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第14講 直線與圓 1.(1)[2015全國(guó)卷Ⅰ]一個(gè)圓經(jīng)過(guò)橢圓x216+y24=1的三個(gè)頂點(diǎn),且圓心在x軸的正半軸上,則該圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為 . (2)[2015全國(guó)卷Ⅱ]過(guò)三點(diǎn)A(1,3),B(4,2),C(1,-7)的圓交y軸于M,N兩點(diǎn),則|MN|= ( ) A.26 B.8 C.46 D.10 [試做] 命題角度 圓的方程 (1)解決圓的方程問(wèn)題,關(guān)鍵一:通過(guò)研究圓的性質(zhì)求出圓的基本量. 關(guān)鍵二:設(shè)出圓的一般方程,用待定系數(shù)法求解. (2)圓的常用性質(zhì):圓心在過(guò)切點(diǎn)且垂直切線的直線上;圓心在任一弦的垂直平分線上;兩圓內(nèi)切或外切時(shí),切點(diǎn)與兩圓圓心共線. 2.(1)[2018全國(guó)卷Ⅲ]直線x+y+2=0分別與x軸,y軸交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P在圓(x-2)2+y2=2上,則△ABP面積的取值范圍是 ( ) A.[2,6] B.[4,8] C.[2,32] D.[22,32] (2)[2016全國(guó)卷Ⅲ]已知直線l:mx+y+3m-3=0與圓x2+y2=12交于A,B兩點(diǎn),過(guò)A,B分別作l的垂線與x軸交于C,D兩點(diǎn).若|AB|=23,則|CD|= . [試做] 命題角度 直線與圓的問(wèn)題 關(guān)鍵一:求直線被圓所截得的弦長(zhǎng)時(shí),一般考慮由弦心距、弦長(zhǎng)的一半、半徑所構(gòu)成的直角三角形,利用勾股定理求解. 關(guān)鍵二:弦心距可利用點(diǎn)到直線的距離公式求解. 小題1直線的方程及應(yīng)用 1 (1)已知直線ax+by+1=0與直線4x+3y+5=0平行,且直線ax+by+1=0在y軸上的截距為13,則a+b的值為 ( ) A.-7 B.-1 C.1 D.7 (2)過(guò)定點(diǎn)M的直線ax+y-1=0與過(guò)定點(diǎn)N的直線x-ay+2a-1=0交于點(diǎn)P(異于M,N),則|PM||PN|的最大值為 ( ) A.4 B.3 C.2 D.1 [聽(tīng)課筆記](méi) 【考場(chǎng)點(diǎn)撥】 (1)求直線方程主要有直接法和待定系數(shù)法.直接法是選擇適當(dāng)?shù)男问?直接求出直線方程.待定系數(shù)法是由條件建立含參數(shù)的方程,再據(jù)條件代入求參數(shù)得方程.(2)平行與垂直位置關(guān)系問(wèn)題主要依據(jù):已知直線l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同時(shí)為0)與直線l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同時(shí)為0),若l1∥l2,則A1B2-A2B1=0且B1C2-B2C1≠0或A1C2-A2C1≠0;若l1⊥l2,則A1A2+B1B2=0. 【自我檢測(cè)】 1.命題“m=-2”是命題“直線2x+my-2m+4=0與直線mx+2y-m+2=0平行”的 ( ) A.充分不必要條件 B.必要不充分條件 C.充要條件 D.既不充分也不必要條件 2.已知直線l的斜率為3,在y軸上的截距為直線x-2y-4=0的斜率的倒數(shù),則直線l的方程為 ( ) A.y=3x+2 B.y=3x-2 C.y=3x+12 D.y=-3x+2 3.已知直線l經(jīng)過(guò)直線l1:x+y=2與l2:2x-y=1的交點(diǎn),且直線l的斜率為-23,則直線l的方程是 ( ) A.-3x+2y+1=0 B.3x-2y+1=0 C.2x+3y-5=0 D.2x-3y+1=0 4.設(shè)兩條直線的方程分別為x+y+a=0和x+y+b=0,已知a,b是關(guān)于x的方程x2+x+c=0的兩個(gè)實(shí)根,0≤c≤18,則這兩條直線間的距離的最大值為 ( ) A.24 B.22 C.12 D.2 小題2圓的方程及應(yīng)用 2 (1)已知一圓的圓心為A(2,-3),圓的某一條直徑的兩個(gè)端點(diǎn)分別在x軸和y軸上,則此圓的方程是( ) A.(x-2)2+(y+3)2=13 B.(x+2)2+(y-3)2=13 C.(x-2)2+(y+3)2=52 D.(x+2)2+(y-3)2=52 (2)已知A(-3,0),B(0,4),點(diǎn)C在圓(x-m)2+y2=1上運(yùn)動(dòng),若△ABC的面積的最小值為52,則實(shí)數(shù)m的值為( ) A.12或112 B.-112或12 C.-12或112 D.-112或-12 [聽(tīng)課筆記](méi) 【考場(chǎng)點(diǎn)撥】 (1)由圓心和半徑可直接得圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過(guò)不在同一條直線上的三點(diǎn)可確定一個(gè)圓;(3)弦的垂直平分線一定過(guò)圓心;(4)與圓上的點(diǎn)有關(guān)的問(wèn)題常轉(zhuǎn)化為圓心的有關(guān)問(wèn)題去處理. 【自我檢測(cè)】 1.以(a,1)為圓心,且與兩條直線2x-y+4=0和2x-y-6=0同時(shí)相切的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為 ( ) A.(x-1)2+(y-1)2=5 B.(x+1)2+(y+1)2=5 C.(x-1)2+y2=5 D.x2+(y-1)2=5 2.若直線ax+by+1=0始終平分圓M:x2+y2+4x+2y+1=0,則(a-2)2+(b-2)2的最小值為( ) A.5 B.5 C.25 D.10 3.已知兩點(diǎn)A(-m,0)和B(2+m,0)(m>0),若在直線l:x+3y-9=0上存在點(diǎn)P,使得PA⊥PB,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是 ( ) A.(0,3) B.(0,4) C.[3,+∞) D.[4,+∞) 4.若方程x2+y2-8x+2my+m2+m+10=0 表示圓,則m的取值范圍是 . 小題3直線與圓的位置關(guān)系 3 (1)已知圓C:x2+y2=1,點(diǎn)P為直線x+2y-4=0上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P向圓C引兩條切線分別為PA,PB,A,B為切點(diǎn),則直線AB經(jīng)過(guò)定點(diǎn) ( ) A.12,14 B.14,12 C.34,0 D.0,34 (2)已知直線3x-4y+m=0與圓O:x2+y2=4交于A,B兩點(diǎn),C為圓外一點(diǎn),若四邊形OACB是平行四邊形,則實(shí)數(shù)m的取值范圍為 . [聽(tīng)課筆記](méi) 【考場(chǎng)點(diǎn)撥】 直線與圓的問(wèn)題:(1)解決直線與圓的位置關(guān)系問(wèn)題主要是利用幾何法,即利用圓心到直線的距離與半徑的大小關(guān)系判斷;(2)弦長(zhǎng)問(wèn)題,主要依據(jù)弦長(zhǎng)的一半、弦心距、半徑恰構(gòu)成一直角三角形的三邊進(jìn)行求解;(3)經(jīng)過(guò)圓內(nèi)一點(diǎn),垂直于過(guò)這點(diǎn)的半徑的弦最短. 【自我檢測(cè)】 1.已知△ABC的三邊長(zhǎng)為a,b,c,直線ax+by+2c=0與圓x2+y2=4相離,則△ABC是 ( ) A.直角三角形 B.銳角三角形 C.鈍角三角形 D.以上情況都有可能 2.已知直線4x-3y+a=0與圓C:x2+y2+4x=0相交于A,B兩點(diǎn),且∠AOB=120(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),則實(shí)數(shù)a的值為 ( ) A.3 B.10 C.11或21 D.3或13 3.已知圓O:x2+y2=r2(r>0)及圓上的點(diǎn)A(-r,0),過(guò)點(diǎn)A的直線l交y軸于點(diǎn)B(0,1),交圓于另一點(diǎn)C,若|AB|=2|BC|,則直線l的斜率為 . 4.點(diǎn)P(x,y)是直線l:kx+y+3=0上一動(dòng)點(diǎn),PA,PB是圓C:x2+y2-4y=0的兩條切線,A,B是切點(diǎn),若四邊形PACB的面積的最小值為2,則k的值為 . 模塊五 解析幾何 第14講 直線與圓 典型真題研析 1.(1)x-322+y2=254 (2)C [解析] (1)設(shè)圓心為(t,0)(t>0),則半徑為4-t,所以4+t2=(4-t)2,解得t=32,所以圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為x-322+y2=254. (2)方法一:設(shè)圓的方程為x2+y2+Dx+Ey+F=0,將點(diǎn)A(1,3),B(4,2),C(1,-7)的坐標(biāo)代入得方程組D+3E+F+10=0,4D+2E+F+20=0,D-7E+F+50=0,解得D=-2,E=4,F=-20,所以圓的方程為x2+y2-2x+4y-20=0,即(x-1)2+(y+2)2=25,所以MN=225-1=46. 方法二:因?yàn)閗AB=-13,kBC=3,所以kABkBC=-1,所以AB⊥BC,所以△ABC為直角三角形,所以△ABC的外接圓圓心為AC的中點(diǎn)(1,-2),半徑r=12AC=5,所以MN=225-1=46. 方法三:由ABBC=0得AB⊥BC,下同方法二. 2.(1)A (2)4 [解析] (1)由題意知A(-2,0),B(0,-2),|AB|=22.圓心(2,0)到直線x+y+2=0的距離為|2+0+2|2=22.設(shè)點(diǎn)P到直線AB的距離為d,圓(x-2)2+y2=2的半徑為r,則d∈[22-r,22+r],即d∈[2,32],又△ABP的面積S△ABP=12|AB|d=2d,所以△ABP面積的取值范圍是[2,6]. (2)直線l:m(x+3)+y-3=0過(guò)定點(diǎn)(-3,3),又|AB|=23,∴|3m-3|1+m22+(3)2=12,解得m=-33.直線方程中,當(dāng)x=0時(shí),y=23.又(-3,3),(0,23)兩點(diǎn)都在圓上,∴直線l與圓的兩交點(diǎn)為A(-3,3),B(0,23). 設(shè)過(guò)點(diǎn)A(-3,3)且與直線l垂直的直線為3x+y+c1=0,將(-3,3)代入直線方程3x+y+c1=0,得c1=23.令y=0,得xC=-2,同理得過(guò)點(diǎn)B且與l垂直的直線與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為xD=2,∴|CD|=4. 考點(diǎn)考法探究 小題1 例1 (1)A (2)D [解析] (1)因?yàn)橹本€ax+by+1=0與直線4x+3y+5=0平行, 所以3a=4b,又因?yàn)橹本€ax+by+1=0在y軸上的截距為13,所以13b+1=0,解得b=-3,所以a=-4, 所以a+b=-7,故選A. (2)由題意可知,M(0,1). x-ay+2a-1=0,即x-1+a(2-y)=0,則N(1,2). ∵過(guò)定點(diǎn)M的直線ax+y-1=0與過(guò)定點(diǎn)N的直線x-ay+2a-1=0始終垂直,P又是兩條直線的交點(diǎn), ∴PM⊥PN, ∴|PM|2+|PN|2=|MN|2=2. 故|PM||PN|≤|PM|2+|PN|22=1,當(dāng)且僅當(dāng)|PM|=|PN|=1時(shí)取等號(hào). 【自我檢測(cè)】 1.C [解析] 當(dāng)兩直線平行時(shí),m2=4,m=2,若m=2,則兩直線均為x+y=0;若m=-2,則兩直線分別為x-y+4=0,x-y-2=0.所以“m=-2”是“直線2x+my-2m+4=0與直線mx+2y-m+2=0平行”的充要條件,故選C. 2.A [解析] ∵直線x-2y-4=0的斜率為12,∴直線l在y軸上的截距為2,∴直線l的方程為y=3x+2,故選A. 3.C [解析] 解方程組x+y=2,2x-y=1,得x=1,y=1,所以兩直線的交點(diǎn)為(1,1).因?yàn)橹本€l的斜率為-23,所以直線l的方程為y-1=-23(x-1),即2x+3y-5=0.故選C. 4.B [解析] 因?yàn)閍,b是方程x2+x+c=0的兩個(gè)實(shí)根, 所以a+b=-1,ab=c.兩條直線間的距離d=|a-b|2, 所以d2=(a+b)2-4ab2=1-4c2. 因?yàn)?≤c≤18, 所以12≤1-4c≤1, 即d2∈14,12,所以兩條直線間的距離的最大值為22,故選B. 小題2 例2(1)A (2)D [解析] (1)設(shè)該直徑的兩個(gè)端點(diǎn)分別為P(a,0),Q(0,b), 則A(2,-3)是線段PQ的中點(diǎn), 所以P(4,0),Q(0,-6),圓的半徑r=|PA|=(4-2)2+32=13. 故圓的方程為(x-2)2+(y+3)2=13.故選A. (2)直線AB:x-3+y4=1,即4x-3y+12=0, 若△ABC的面積最小,則點(diǎn)C到直線AB的距離d最小, 易知dmin=|4m+12|5-1, 又∵△ABC的面積的最小值為52, ∴125|4m+12|5-1=52, 即|4m+12|=10, 解得m=-112或-12.故選D. 【自我檢測(cè)】 1.A [解析] 由題易知,圓心在直線2x-y-1=0上, 將點(diǎn)(a,1)代入上式可得a=1,即圓心為(1,1),半徑r=|2-1+4|5=5, ∴圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-1)2+(y-1)2=5. 2.B [解析] 由直線ax+by+1=0始終平分圓M,知直線ax+by+1=0必過(guò)圓M的圓心, 由圓的方程可得圓心為M(-2,-1), 代入ax+by+1=0中,可得2a+b-1=0. (a-2)2+(b-2)2表示點(diǎn)(2,2)與點(diǎn)(a,b)之間的距離的平方. 點(diǎn)(2,2)到直線2a+b-1=0的距離d=|22+21-1|5=5, 所以(a-2)2+(b-2)2的最小值為5,故選B. 3.C [解析] 以AB為直徑的圓的方程為(x-1)2+y2=(1+m)2. 若在直線l:x+3y-9=0上存在點(diǎn)P,使得PA⊥PB,則直線l與圓有公共點(diǎn), 所以|1-9|2≤1+m,解得m≥3.故選C. 4.(-∞,6) [解析] 方程x2+y2-8x+2my+m2+m+10=0, 即(x-4)2+(y+m)2=6-m, 由方程表示圓,可得6-m>0, 解得m<6, 故m的取值范圍為(-∞,6). 小題3 例3 (1)B (2)(-10,-5)∪(5,10) [解析] (1)設(shè)P(4-2m,m).∵PA,PB是圓C的切線,A,B為切點(diǎn),∴CA⊥PA,CB⊥PB,∴AB是圓C與以PC為直徑的圓的公共弦.易知以PC為直徑的圓的方程為[x-(2-m)]2+y-m22=(2-m)2+m24①, 圓C的方程為x2+y2=1②, ①-②得直線AB的方程為2(2-m)x+my=1,即4x-14+m(y-2x)=0,∴直線AB恒過(guò)定點(diǎn)14,12,故選B. (2)如圖所示,∵四邊形OACB是平行四邊形,且OA=OB, ∴平行四邊形OACB是菱形,∴OC⊥AB. 設(shè)OC,AB相交于點(diǎn)E, 則|AE|=|BE|,|OE|=|CE|. 圓心O到直線3x-4y+m=0的距離為|OE|=|m|32+(-4)2=|m|5, ∴|OC|=2|m|5. ∵點(diǎn)C在圓外,點(diǎn)E在圓內(nèi),∴1<|m|5<2, 解得5- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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