2022-2023学年高二数学上学期期中挑战满分冲刺卷(人教A版2019选择性必修第一册浙江专用)专题04 直线和圆的方程(难点)WORD版含解析.doc
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- 2022-2023学年高二数学上学期期中挑战满分冲刺卷人教A版2019选择性必修第一册浙江专用专题04 直线和圆的方程难点WORD版含解析 2022 2023 学年 数学 学期 期中 挑战 满分
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1、专题04 直线和圆的方程(难点)一、单选题1过坐标原点作直线:的垂线,垂足为,则的取值范围是()ABCD【答案】D【分析】根据给定条件,将表示成a的函数,求出函数的值域的作答.【解析】依题意,直线l的方向向量,则有,解得,因此,因当时,取最小值,则有,所以的取值范围是.故选:D2唐代诗人李颀的诗古从军行开头两句为“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,其中隐含了一个有趣的数学问题“将军饮马”,即将军在白天观望烽火台之后黄昏时从山脚下某处出发,先到河边饮马再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,已知军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短
2、总路程为()AB5CD【答案】A【分析】先找出B关于直线的对称点C再连接AC即为“将军饮马”的最短路程.【解析】如图所示,设点关于直线的对称点为,在直线上取点P,连接PC,则由题意可得,解得,即点,所以,当且仅当A,P,C三点共线时等号成立,所以“将军饮马”的最短总路程为故选:A3直线l:ypx(p是不等于0的整数)与直线yx10的交点恰好是整点(横坐标和纵坐标都是整数),那么满足条件的直线l有 A6条B7条C8条D无数条【答案】B【解析】试题分析:,所以 值有7个,直线有7条故选:B考点:直线交点4已知点与点在直线的两侧,给出以下结论:;当时,有最小值,无最大值;当且时,的取值范围是.正确的
3、个数是()A1B2C3D4【答案】B【分析】由与的位置关系有,数形结合法判断位置,结合的几何意义判断、的范围,应用点线距离公式有判断.【解析】将代入有,而与在的两侧,则,错误;由上知:且,则在直线上方与y轴右侧部分,所以,故无最值,错误;由上图知:在直线左上方,则,正确;由过且且,即在直线上方与y轴右侧部分,而表示与连线的斜率,由图知:,正确.故选:B5已知点,直线将ABC分割为面积相等的两部分,则b的取值范围是()ABCD【答案】B【分析】先求得直线(a0)与x轴的交点为M(,0),由0可得点M在射线OA上求出直线和BC的交点N的坐标,若点M和点A重合,求得b;若点M在点O和点A之间,求得b
4、; 若点M在点A的左侧,求得b1再把以上得到的三个b的范围取并集,可得结果【解析】由题意可得,三角形ABC的面积为 1,由于直线与x轴的交点为M,由直线将ABC分割为面积相等的两部分,可得b0,故0,故点M在射线OA上设直线和BC的交点为N,则由可得点N的坐标为, 若点M和点A重合,如图:则点N为线段BC的中点,故N(,), 把A、N两点的坐标代入直线,求得ab若点M在点O和点A之间,如图:此时,点N在点B和点C之间,由题意可得三角形NMB的面积等于,即,即 ,可得a0,求得 b,故有若点M在点A的左侧,则,由点M的横坐标1,求得ba设直线和AC的交点为P,则由 求得点P的坐标为,此时,由题意
5、可得,三角形CPN的面积等于,即 ,即,化简可得 由于此时 ba0,0a1,2(1b)2|a21|1a2 两边开方可得 1,化简可得,故有1综上可得b的取值范围应是 ,故选:B6已知直线:,:,直线垂直于,且垂足分别为A,B,若,则的最小值为()ABCD8【答案】C【分析】根据条件设出直线l3的方程,求出点A,B坐标,用m表示出,再借助几何意义即可计算得解.【解析】因直线垂直于,则设直线l3的方程为:,由得点,由得点,而,于是得,而表示动点到定点与的距离的和,显然,动点在直线上,点与在直线两侧,因此,当且仅当点M是直线与线段EF:的交点,即原点时取“=”,此时m=0,从而得取最小值,所以,当直
6、线l3方程为:时,取最小值.故选:C7若曲线:与曲线:有三个不同的公共点,则实数的取值范围是ABCD【答案】D【分析】表示的是圆,表示的两条直线,结合三个不同的交点,从而确定只需直线ymxm=0与圆相交,根据圆心到直线距离小于半径,求出的范围,再去掉不合要求的值,从而确定实数的取值范围.【解析】由题意可知曲线:表示一个圆,化为标准方程得:(x1)2+y2=1,所以圆心坐标为(1,0),半径r=1;:表示两条直线x=0和ymxm=0,由直线ymxm=0可知:此直线过定点(1,0),其中直线x=0与圆有1个交点为,要想,有3个不同的交点,只需直线ymxm=0与圆有2个交点,即直线与圆相交,在平面直
7、角坐标系中画出图象如图所示:圆心到直线的距离,化简得:所以当时,直线ymxm=0化简为,此时直线与圆的交点为,综上:当时,与交点个数为2个,不合要求,所以m,故选:D.8已知圆动直线于圆C交于A,B两点,线段的中点为P,则的取值范围是()ABCD【答案】B【分析】根据题意可得C(4,0)和直线l过定点,设,利用平面向量的坐标表示得出P的轨迹方程,进而根据,计算即可.【解析】由题意知,圆C:,得圆心C(4,0),半径为4,得直线l过定点,设,则,根据题意,得,所以,有,即,所以中点P的轨迹是以为圆心,半径为的圆,所以,所以,所以的取值范围为,故选:B9已知直线x+yk0(k0)与圆x2+y24交
8、于不同的两点A、B,O是坐标原点,且有,那么k的取值范围是()ABCD【答案】C【分析】由题设,为等腰底边中线长度的2倍,为底边长度,而是直线在坐标轴上的截距,由已知条件并结合数形结合思想及圆的性质,求的范围.【解析】设AB中点为C,则OCAB,直线x+yk0(k0)与圆x2+y24交于不同的两点A、B,4,4,k0,.故选:C10已知为等边三角形,动点在以为直径的圆上,若,则的最大值为()ABCD【答案】C【解析】设等边的边长为2,以边的中点为原点,所在直线为轴建立平面直角坐标系,设点,通过向量的坐标运算,将、用表示出来,然后利用辅助角公可求出的最大值【解析】解:设的边长为2,不妨以线段的中
9、点为坐标原点,建立如下图所示的平面直角坐标系,则点、,以线段直径的圆的方程为,设点,则,由于,则,解得,所以,因此,的最大值为,故选:C.【点睛】本题考查平面向量的基本定理,涉及圆的参数方程、辅助角公式,关键在于引入合适的变量来表示问题涉及的参数11设,O为坐标原点,点P满足,若直线上存在点Q使得,则实数k的取值范围为()ABCD【答案】B【分析】设,由两点距离公式计算可得根据题意可得,进而利用点到直线的距离公式即可求解【解析】设,即点P的轨迹为以原点为圆心,2为半径的圆面若直线上存在点Q使得,则PQ为圆的切线时最大,如图,即圆心到直线的距离,或故选:B12太极图的形状如中心对称的阴阳两鱼互抱
10、在一起,因而也被称为“阴阳鱼太极图”.如图是放置在平面直角坐标系中简略的“阴阳鱼太极图”,其外边界是一个半径为的圆,其中黑色阴影区域在轴右侧部分的边界为一个半圆,已知直线.给出以下命题:当时,若直线截黑色阴影区域所得两部分的面积分别记为,则;当时,直线与黑色阴影区域有1个公共点;当时,直线与黑色阴影区域的边界曲线有2个公共点.其中所有正确命题的序号是().ABCD【答案】A【分析】根据直线和圆的位置关系,逐项分析判断即可得解【解析】如图1所示,大圆的半径为2,小圆的半径为1,所以大圆的面积为,小圆的面积为对于,当时,直线的方程为此时直线将黑色阴影区域的面积分为两部分,所以,故正确对于,根据题意
11、,黑色阴影区域在第一象限的边界方程为当时,直线的方程为,即,小圆圆心到直线的距离,所以直线与该半圆弧相切,如图2所示,所以直线与黑色阴影区域只有一个公共点,故正确对于,当时,如图3所示,直线与黑色阴影区域的边界曲线有2个公共点,当时,直线与黑色阴影区域的边界曲线有1个公共点,故错误综上所述,正确故选:A二、多选题13设、为不同的两点,直线,以下命题中正确的为()A存在实数,使得点在直线上;B若,则过的直线与直线平行;C若,则直线经过的中点;D若,则点在直线l的同侧且直线l与线段的延长线相交;【答案】BCD【分析】对于A,点在直线上,则点的坐标满足直线方程,从而得到,进而可判断A不正确对于B,当
12、时,若,则,整理得,再结合不在直线上科判断,当时,若,可判断故,进而得到,再综合得答案对于C,若,即可得到,即可判断C对于D,若,则,或,根据点与直线的位置关系即可判定D【解析】解:对于A选项,若点在直线上则,不存在实数,使点在直线上,故A不正确;对于B选项,当时,若,则,整理得,此时直线垂直于轴,直线也垂直于轴,由于不在直线上,故过、两点的直线与直线平行;当时,若,则,整理得,此时若成立,则,与、为不同的两点矛盾,故,所以, 即,所以过、两点的直线与直线平行,综合可知,B正确;对于C选项,若,则即,直线经过线段的中点,即C正确;对于D选项,若,则,或,所以,且,所以点在直线的同一侧且到直线的
13、距离不相等,所以直线与线段不平行故D正确故选:BCD14如图,平面中两条直线和相交于点O,对于平面上任意一点M,若p,q分别是M到直线和的距离,则称有序非负实数对是点M的“距离坐标”.下列四个命题中正确命题为()A若,则“距离坐标”为的点有且仅有1个B若,且,则“距离坐标”为的点有且仅有2个C若,则“距离坐标”为的点有且仅有4个D若,则点M在一条过点O的直线上【答案】ABC【分析】根据点M的“距离坐标”的定义逐一判断即可.【解析】A. 若,则“距离坐标”为的点是两条直线的交点O,因此有且仅有1个,故正确.B. 若,且,则“距离坐标”为或的点有且仅有2个,故正确.C. 若,则“距离坐标”为的点有
14、且仅有4个,如图,故正确.D. 若,则点M在的轨迹是两条过O的直线,分别为交角的平分线所在直线,故不正确.故选:ABC.15已知圆M:,点P是直线l:上一动点,过点P作圆M的切线PA,PB,切点分别是A,B,下列说法正确的有()A圆M上恰有一个点到直线l的距离为B切线长PA的最小值为1C四边形AMBP面积的最小值为2D直线AB恒过定点【答案】BD【分析】利用圆心到直线的距离可判断A,利用圆的性质可得切线长利用点到直线的距离可判断B,由题可得四边形AMBP面积为,可判断C,由题可知点A,B,在以为直径的圆上,利用两圆方程可得直线AB的方程,即可判断D.【解析】由圆M:,可知圆心,半径,圆心到直线
15、l:的距离为,圆M上恰有一个点到直线l的距离为,故A错误;由圆的性质可得切线长,当最小时,有最小值,又,故B正确;四边形AMBP面积为,四边形AMBP面积的最小值为1,故C错误;设,由题可知点A,B,在以为直径的圆上,又,所以,即,又圆M:,即,直线AB的方程为:,即,由,得,即直线AB恒过定点,故D正确.故选:BD.16(多选)瑞士著名数学家欧拉在年提出定理:三角形的外心、重心、垂心位于同一直线上.这条直线被后人称为三角形的“欧拉线”.在平面直角坐标系中作,点,点,且其“欧拉线”与圆相切,则下列结论正确的是()A圆上的点到直线的最小距离为B圆上的点到直线的最大距离为C若点在圆上,则的最小值是
16、D圆与圆有公共点,则的取值范围是【答案】ACD【分析】求出线段的中垂线的方程,由圆心到中垂线的距离等于半径求出的值,可得圆的方程,求出圆心到的距离,则、分别为圆上的点到直线的最小距离和最大距离可判断选项A、B;令,令圆心到该直线的距离等于半径列方程求出的值可判断C;计算圆心距小于等于半径之和,大于等于半径之差的绝对值,解不等式求出的取值范围可判断D,进而可得正确选项.【解析】因为,所以是等腰三角形,可得的外心、重心、垂心都位于的垂直平分线上,由点,点可得线段的中点为,且直线的斜率,所以线段的垂直平分线的方程为,即.又圆的圆心为,直线与圆相切,所以点到直线的距离为,所以圆.对于选项A、B:圆的圆
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