2022版新教材数学人教A版选择性必修第一册基础训练：2-5-1 直线与圆的位置关系 WORD版含解析.docx

1、课时评价作业基础达标练1.（2020吉林学业水平考试）已知直线l ：y=x+1 和圆C ：x2+y2=1 ，则直线l 和圆C 的位置关系为( )A.相交B.相切C.相离D.不能确定答案：A2.已知直线l ：x-y+1=0 与圆C ：x2+y2-4x-2y+1=0 交于A、B 两点，则|AB|= ( )A.2B.22C.4D.42答案：B3.已知直线l ：y=k(x+3) 和圆C ：x2+(y-1)2=1 ，若直线l 与圆C 相切，则k= ( )A.0B.3C.33 或0D.3 或0答案：D4.已知圆C ：(x-a)2+(y-2)2=4(a0) 和直线l ：x-y+3=0 ，当直线l 被圆C 截

2、得的弦长为23 时，a 等于( )A.2 B.2-2 C.2-1 D.2+1答案：C5.（2021黑龙江哈尔滨师大附中高二期中）当过点(1,2)的直线被圆x2+y2=9 截得的弦长最短时，直线的方程是( )A.x+2y-5=0 B.2x-y=0C.2x-y+3=0 D.x+2y=0答案：A6.若直线x+my=2+m 与圆x2+y2-2x-2y+1=0 相交，则实数m 的取值范围为( )A.(-,+) B.(-,0) C.(0,+) D.(-,0)(0,+)答案：D7.（2021福建厦门外国语学校高二期中）若直线l ：x=my+2 与曲线C ：y=1-x2 相交于A ，B 两点，O 为坐标原点，

3、当AOB 的面积取得最大值时，实数m 的值为( )A.0B.3C.-1D.-3答案：D解析：曲线y=1-x2 表示圆心为原点，半径为1的圆的上半圆弧，若直线l 与曲线C 相交于A ，B 两点，则直线l 的斜率1m0m0 ，则点O 到l 的距离d=21+m2 ，又SAOB=12|AB|d=1221-d2d1-d2+d22=12 ，当且仅当1-d2=d2 ，即d2=12 时，SAOB 取得最大值，所以d2=21+m2=12 ，解得m=-3 或m=3 （舍去）.8.已知圆C ：(x-1)2+(y-2)2=2 和点P(x0,0) ，若圆C 上存在两点A ，B 使得APB=3 ，则实数x0 的取值范围是

4、( )A.-3,1 B.-1,3C.-2,3 D.-2,4答案：B解析：由题意得圆C的圆心为C(1,2) ，半径r=2 ，如图所示，由图可知，当PA 和PB 与圆C 相切时，APB 最大，若要使圆C 上存在两点A ，B 使得APB=3 ，则APC6 ，|PC|2sin6=22 ，即(x0-1)2+(0-2)222 ，解得-1x03 .9.（2021江西南昌第十中学高二期中）点P(x,y) 是直线kx+y+3=0 上一动点，PA,PB 是圆C ：x2+y2-4y+3=0 的两条切线，A ，B 是切点，若四边形PACB 面积的最小值为2，则k 的值为 .答案：2解析：易知圆C 的圆心为C(0,2)

5、 ，半径为1，因为PA,PB 是圆C 的两条切线，A ，B 是切点，所以S四边形PACB=2SPAC=|PA|AC|=|PA|=|PC|2-|AC|2=|PC|2-1 ，当|PC| 最小时，四边形PACB 的面积最小，而|PC| 的最小值即点C 到直线kx+y+3=0 的距离d=5k2+1 ，所以d2-1=2k2=4k=2 .素养提升练10.（多选题）（2021山东肥城高二期中）古希腊著名数学家阿波罗尼斯发现了平面内到两个定点A ，B 的距离之比为定值(1) 的点的轨迹是圆，此圆被称为“阿波罗尼斯圆”.在平面直角坐标系中，已知A(-4,2) ，B(2,2) ，点P 满足|PA|PB|=2 ，设

6、点P 的轨迹为圆C，则下列说法正确的是( )A.圆C 的方程是(x-4)2+(y-2)2=16B.过点A 向圆C 引切线，两条切线的夹角为3C.过点A 作直线l ，若圆C 上恰有三个点到直线l 的距离为2，则该直线的斜率为155D.在直线y=2 上存在异于A ，B 的两点D ，E ，使得|PD|PE|=2答案：A ; B ; D解析：设点P(x,y) ，因为A(-4,2) ，B(2,2) ，点P 满足|PA|PB|=2 ，所以(x+4)2+(y-2)2(x-2)2+(y-2)2=2 ，化简得x2+y2-8x-4y+4=0 ，即(x-4)2+(y-2)2=16 ，故A中说法正确；设两条切线的夹角

7、为 ，易知|AC|=8 ，圆C 的半径r=4 ，所以sin2=r|AC|=12 ，则2=6 ，解得=3 ，故B中说法正确；易知直线l的斜率存在，设直线l 的方程为y-2=k(x+4) ，即kx-y+4k+2=0 ，因为圆C 上恰有三个点到直线l 的距离为2，所以圆心(4,2)到直线的距离d=|8k|k2+1=2 ，解得k=1515 ，故C中说法错误；假设存在异于A ，B 的两点D(m,2) ，E(n,2) ，则(x-m)2+(y-2)2(x-n)2+(y-2)2=2 ，化简得x2+y2+2m-8n3x-4y+4n2-m2+123=0 ，因为点P 的轨迹方程为x2+y2-8x-4y+4=0 ，所

8、以2m-8n3=-8,4n2-m2+123=4, 解得m=12,n=6 或m=-4,n=2 （舍去），故存在D(12,2),E(6,2) ，所以D中说法正确.11.（2021四川江油一中高二期中）若圆C ：x2+y2+2x-4y+3=0 关于直线2ax+by+6=0 对称，由点(a,b) 向该圆引切线，则切线长的最小值为( )A.2B.4C.6D.8答案：B解析：由题意得圆C的标准方程为(x+1)2+(y-2)2=2 ，所以圆心为(-1,2)，半径为2 ，因为圆C 关于直线2ax+by+6=0 对称，所以圆心位于该直线上，所以-2a+2b+6=0 ，即点(a,b) 在直线l ：-x+y+3=0

9、 上，设D(a,b) ，过点D 作圆C 的切线，切点为E ，则|DE|=|CD|2-r2=|CD|2-2 ，要使|DE| 最小，则只需|CD| 最小，所以|CD| 的最小值即过点C 作直线l ：-x+y+3=0 的垂线，此时|CD|=|1+2+3|2=32,|CE|=r=2 ，所以|DE|=|CD|2-|CE|2=4 .12.（多选题）过O(0,0) 作圆C ：(x-4)2+(y-4)2=4 的切线，切点为A ，B，则下列说法正确的是( )A.|AB|=14B.|OA|=47C.直线AB 的方程为x+y=7D.cosAOB=47答案：A ; C解析：如图所示，连接OC 交直线AB 于D ，连接

10、AC,BC ，在RtOAC 中，|AC|=2,|OC|=42 ，则|AO|=27 ，sinAOC=|AC|OC|=24=sinAOD=|AD|AO|=|AD|27 ，|AD|=142,|AB|=2|AD|=14 ，故A中说法正确，B中说法错误.易知ABOC ，kOC=1 ，kAB=-1 ，|OD|=|AO|2-|AD|2=722 ，设直线AB 的方程为y=-x+b(b0) ，即x+y-b=0 ，|OD|=|b|2=722 ，b=7 （负值舍去），故y=-x+7 ，C 中说法正确.sinAOC=24,cosAOB=1-2(24)2=34 ，D 中说法错误.13.为了适应市场需要，某地准备建一个圆

11、形生猪储备基地（如图），它的附近有一条公路，从基地中心O 处向东走1km 是储备基地的边界上的点A ，接着向东再走7km 到达公路上的点B ；从基地中心O 向正北走8km 到达公路上的另一点C.现准备在储备基地的边界上选一点D，修建一条由D 通往公路BC 的专用线DE ，用坐标法求线段DE 的最短距离.答案：以O 为坐标原点，OB,OC 所在的直线分别为x 轴，y 轴建立平面直角坐标系，则圆O 的方程为x2+y2=1 ，B(8,0) ，C(0,8) ，所以直线BC 的方程为x8+y8=1 ，即x+y=8 .当点D 是与直线BC 平行的直线（距BC 较近的一条）和圆O 相切所成的切点时，|DE|

12、 为最短距离，此时|DE| 的最小值为|0+0-8|2-1=(42-1)km .创新拓展练14.（2021江西南昌第二中学高二期中）已知圆C ：(x-1)2+(y-2)2=25 ，直线l ：(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0(mR) .（1）判断直线l 与圆C 的位置关系；（2）求直线l 被圆C 截得的线段的最短长度及此时l 的方程.命题分析 本题考查了直线与圆的位置关系，用几何法求弦长.答题要领 （1）确定直线l 过定点P ，且定点P 在圆内，则易得直线l 与圆C 相交.（2）当PCl 时，弦长最短，由此可计算出最短弦长和直线l 的方程.详细解析 （1）将直线l 的方程变形为m(2x

13、+y-7)+x+y-4=0 ，由2x+y-7=0,x+y-4=0,解得x=3,y=1, 所以直线l 恒过定点P(3,1) .(3-1)2+(1-2)225 ， 点P 在圆内， 无论m 取何值，直线l 与圆C 都相交.（2）设圆心C 到直线l 的距离为d ，直线l 被圆截得的弦长为L ，如图所示，当直线PC 与直线l 不垂直时，d|PC| ；当PCl 时，d=|PC| ，所以d|PC| ，即当PCl 时，d 取得最大值，dmax=|PC|=(3-1)2+(1-2)2=5 .易知直线PC 的斜率kPC=1-23-1=-12 ，又PCl ，所以直线l 的斜率k=-1kPC=2 ，此时直线l 的方程为y-1=2(x-3) ，即2x-y-5=0 .直线l 被圆截得的弦长的最小值Lmin=225-(5)2=45 .解题感悟 利用直线与圆的方程解决最值问题的关键是由某些代数式的结构特征联想其几何意义，然后利用直线与圆的方程，解析几何的有关知识并结合图形分析.