人教A版数学(选择性必修一讲义)第25讲第二章直线和圆的方程测评卷(综合卷)(学生版+解析)

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人教A版数学(选择性必修一讲义)第25讲第二章直线和圆的方程测评卷(综合卷)(学生版+解析)

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,那么点的轨迹就是阿波罗尼斯圆.如动点与两定点,的距离之比为时的阿波罗尼斯圆为.下面,我们来研究与此相关的一个问题:已知圆上的动点和定点,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
二、多选题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.)
9.(2023·江苏·高二假期作业)以为顶点的三角形,下列结论正确的有( )
A.
B.
C.以点为直角顶点的直角三角形
D.以点为直角顶点的直角三角形
10.(2023春·海南省直辖县级单位·高二嘉积中学校考期中)已知圆:与圆:外切,则的值可以为( )
A. B. C. D.
11.(2023春·湖南·高三校联考阶段练习)已知直线与圆,则( )
A.直线与圆一定相交 B.直线过定点
C.圆心到直线距离的最大值是 D.使得圆心到直线的距离为2的直线有2条
12.(2023春·河北衡水·高三河北衡水中学校考阶段练习)已知分别为圆与圆上的两个动点,为直线上的一点,则( )
A.的最小值为
B.的最小值为
C.的最大值为
D.的最小值为
三、填空题:(本题共4小题,每小题5分,共20分,其中第16题第一空2分,第二空3分.)
13.(2023春·重庆沙坪坝·高一重庆南开中学校考期末)若两条平行直线:与:间的距离为2,则______.
14.(2023秋·高一单元测试)已知圆与圆内切,则的最小值为_______
15.(2023春·上海浦东新·高二上海市实验学校校考期中)已知,是曲线上的动点,为直线上的一个动点,则的最小值为______.
16.(2023秋·黑龙江哈尔滨·高二哈尔滨三中校考期末)对非原点O的点M,若点在射线上,且,则称为M的“r-圆称点”,图形G上的所有点的“r-圆称点”组成的图形称为G的“r-圆称形”.的“3-圆称点”为______,圆(不包含原点)的“3-圆称形”的方程为______.
四、解答题(本题共6小题,共70分,其中第17题10分,其它每题12分,解答应写出文字说明 证明过程或演算步骤.)
17.(2023春·江苏扬州·高二统考开学考试)已知直线,求:
(1)过点且与直线l平行的直线的方程;
(2)过点且与直线l垂直的直线的方程.
18.(2023春·上海宝山·高二统考期末)已知直线,.
(1)若,求实数的值;
(2)若直线在两个坐标轴上的截距相等,求实数的值.
19.(2023春·重庆沙坪坝·高一重庆一中校考期末)在平面直角坐标系中,圆过点,,且圆心在上.
(1)求圆的方程;
(2)若已知点,过点作圆的切线,求切线的方程.
20.(2023秋·重庆长寿·高二统考期末)已知圆经过点,,且________.从下列3个条件中选取一个,补充在上面的横线处,并解答.①过直线与直线的交点;②圆恒被直线平分;③与轴相切.
(1)求圆的方程;
(2)求过点的圆的切线方程.
21.(2023秋·高一单元测试)已知直线:与圆O:相交于不重合的A,B两点,O是坐标原点,且A,B,O三点构成三角形.

(1)求的取值范围;
(2)的面积为,求的最大值,并求取得最大值时的值.
22.(2023春·上海嘉定·高二上海市嘉定区第一中学校考期中)已知过点的直线与圆相交于、两点,是弦的中点,且直线与直线相交于点.
(1)当直线与直线垂直时,求证:直线经过圆心;
(2)当弦长时,求直线的方程;
(3)设,试问是否为定值,若为定值,请求出的值;若不为定值,请说明理由.
第二章 直线和圆的方程 章节验收测评卷(综合卷)
一、单选题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.(2023春·重庆沙坪坝·高一重庆南开中学校考期末)直线的倾斜角是( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
【答案】A
【详解】因为的斜率,
所以其倾斜角为30°.
故选:A.
2.(2023春·江西赣州·高二校联考阶段练习)已知命题:直线与平行,命题,则是的( )
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】A
【详解】直线与平行,则 ,解得或,所以命题等价于或,命题.
则由命题不能得到命题,但由命题可得到命题,则是的充分不必要条件.
故选:A.
3.(2023春·河南开封·高二统考期末)已知圆与圆关于直线对称,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由题意可得,圆的圆心坐标为,半径为,设圆心关于直线的对称点为,则,解得,
所以圆的标准方程为.
故选:A
4.(2023秋·浙江嘉兴·高二统考期末)已知圆:与圆:有公共点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题知:,,,,
.
因为和有公共点,所以,
解得.
故选:C
5.(2023秋·广东深圳·高二统考期末)已知、,若直线经过点,且与线段有交点,则的斜率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】过点作,垂足为点,如图所示:
设直线交线段于点,设直线的斜率为,且,,
当点在从点运动到点(不包括点)时,直线的倾斜角逐渐增大,
此时;
当点在从点运动到点时,直线的倾斜角逐渐增大,此时.
综上所述,直线的斜率的取值范围是.
故选:D.
6.(2023秋·高一单元测试)已知实数满足,则的最大值是( )
A. B.4 C. D.7
【答案】C
【详解】法一:令,则,
代入原式化简得,
因为存在实数,则,即,
化简得,解得,
故 的最大值是,
法二:,整理得,
令,,其中,
则,
,所以,则,即时,取得最大值,
法三:由可得,
设,则圆心到直线的距离,
解得
故选:C.
7.(2023·全国·模拟预测)设,均为正实数,若直线被圆截得的弦长为2,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】圆的圆心为,半径为,
由题意可知,圆心到直线的距离为
,两边平方并整理,得,
由基本不等式可知,,即,
解得或,当且仅当时,取等号,
于是有或,
的取值范围是.
故选:C.
8.(2023秋·湖南张家界·高二统考期末)阿波罗尼斯是古希腊著名数学家,与欧几里得、阿基米德被称为亚历山大时期数学三巨匠,他对圆锥曲线有深刻且系统的研究,主要研究成果集中在他的代表作《圆锥曲线》一书中,阿波罗尼斯圆是他的研究成果之一,指的是:已知动点与两定点,的距离之比为,那么点的轨迹就是阿波罗尼斯圆.如动点与两定点,的距离之比为时的阿波罗尼斯圆为.下面,我们来研究与此相关的一个问题:已知圆上的动点和定点,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】如图,点M在圆上,取点,连接,有,
当点不共线时,,又,因此∽,
则有,当点共线时,有,则,
因此,当且仅当点M是线段BN与圆O的交点时取等号,
所以的最小值为.
故选:C
二、多选题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.)
9.(2023·江苏·高二假期作业)以为顶点的三角形,下列结论正确的有( )
A.
B.
C.以点为直角顶点的直角三角形
D.以点为直角顶点的直角三角形
【答案】AC
【详解】对于A,因为,所以,所以A正确,
对于B,因为,所以,所以B错误,
对于C,因为,,所以,
所以,所以以点为直角顶点的直角三角形,所以C正确,
对于D,因为,,所以,所以D错误,
故选:AC
10.(2023春·海南省直辖县级单位·高二嘉积中学校考期中)已知圆:与圆:外切,则的值可以为( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【详解】圆:的圆心,半径,
圆:的圆心,半径,
因为圆:与圆:外切,
所以,即,解得或.
故选:AC.
11.(2023春·湖南·高三校联考阶段练习)已知直线与圆,则( )
A.直线与圆一定相交 B.直线过定点
C.圆心到直线距离的最大值是 D.使得圆心到直线的距离为2的直线有2条
【答案】AB
【详解】可化为,
对于B,令,解得,则直线过定点,B正确;
可化为,所以圆心的坐标为,半径为3.
对于A,,则点在圆内,从而直线与圆一定相交,故A正确;
对于C,设圆心到直线的距离为,则,则C错误;
对于D,因为圆心到直线的距离为2,所以,解得,
所以使得圆心到直线的距离为2的直线有且仅有1条,则D错误.
故选:AB
12.(2023春·河北衡水·高三河北衡水中学校考阶段练习)已知分别为圆与圆上的两个动点,为直线上的一点,则( )
A.的最小值为
B.的最小值为
C.的最大值为
D.的最小值为
【答案】AC
【详解】圆的标准方程为,所以其圆心为,半径为,
圆的标准方程为,所以其圆心为,半径为,
设点关于直线对称的点为,则解得即.
如图,
连接交直线于点,连接,此时三点共线,最小,则最小,所以3,故A正确、B错误;
因为,所以当取到最大值且点共线时,取到最大值.由图可知,,所以的最大值为,故C正确;时,不能共线,最小值不存在,D错误.
故选:AC
三、填空题:(本题共4小题,每小题5分,共20分,其中第16题第一空2分,第二空3分.)
13.(2023春·重庆沙坪坝·高一重庆南开中学校考期末)若两条平行直线:与:间的距离为2,则______.
【答案】或
【详解】由题意可得:,解得或.
故答案为:或.
14.(2023秋·高一单元测试)已知圆与圆内切,则的最小值为_______
【答案】2
【详解】圆的圆心为,半径为,圆的圆心为,半径为,
两圆的圆心距,
两圆内切,,可得,
所以.当且仅当时,取得最小值,的最小值为2.
故答案为:2.
15.(2023春·上海浦东新·高二上海市实验学校校考期中)已知,是曲线上的动点,为直线上的一个动点,则的最小值为______.
【答案】
【详解】
如图,曲线是以为圆心,以为半径的圆,
则根据圆的性质可知,的最小值为,
设关于直线的对称点为,
则可得,解得,即,
连接,分别交直线与圆于,
则,
当且仅当三点共线时取等号,此时取得最小值,
所以的最小值为.
故答案为:
16.(2023秋·黑龙江哈尔滨·高二哈尔滨三中校考期末)对非原点O的点M,若点在射线上,且,则称为M的“r-圆称点”,图形G上的所有点的“r-圆称点”组成的图形称为G的“r-圆称形”.的“3-圆称点”为______,圆(不包含原点)的“3-圆称形”的方程为______.
【答案】
【详解】由题意得:,又,所以,
又点在射线上,即在轴正半轴上,
故的“3-圆称点”为;
设圆(不包含原点)的一点,,
设其“r-圆称点”为,则,
即,
又点在射线上,不妨设,,
所以,整理得:,
综上,,即,
故圆(不包含原点)的“3-圆称形”的方程为.
故答案为:,.
四、解答题(本题共6小题,共70分,其中第17题10分,其它每题12分,解答应写出文字说明 证明过程或演算步骤.)
17.(2023春·江苏扬州·高二统考开学考试)已知直线,求:
(1)过点且与直线l平行的直线的方程;
(2)过点且与直线l垂直的直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为直线的斜率为,
所以与直线l平行的直线的斜率为,
又所求直线过,
所以所求直线方程为,即.
(2)因为直线的斜率为,
所以与直线l垂直的直线的斜率为,
又所求直线过,
所以所求直线方程为,即.
18.(2023春·上海宝山·高二统考期末)已知直线,.
(1)若,求实数的值;
(2)若直线在两个坐标轴上的截距相等,求实数的值.
【答案】(1)
(2)或
【详解】(1)直线,.
则,解得或,
当时,,,则直线,重合,不符合题意;
当时,,,则直线,不重合,符合题意,
故.
(2)当,即时,,直线在两坐标轴上的截距为,
满足直线在两个坐标轴上的截距相等;
当且时,
则直线在轴上的截距为,在轴上的截距为,
由题意可知,,解得,
当时直线,显然不符合题意,
综上所述,或.
19.(2023春·重庆沙坪坝·高一重庆一中校考期末)在平面直角坐标系中,圆过点,,且圆心在上.
(1)求圆的方程;
(2)若已知点,过点作圆的切线,求切线的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为圆过,则的中垂线过圆心,
设的中点为,则,
因为,所以的中垂线方程为,即,
又圆心在,
联立,解得,
因此圆心,半径,
所以圆的方程为.
.
(2)因为,所以在圆外,
过作圆的切线,
若切线斜率不存在时,则切线方程为,满足与圆相切,
若切线斜率存在时,设切线方程,即,
则,解得,
所以切线方程为,即.
综上:切线方程为或.
20.(2023秋·重庆长寿·高二统考期末)已知圆经过点,,且________.从下列3个条件中选取一个,补充在上面的横线处,并解答.①过直线与直线的交点;②圆恒被直线平分;③与轴相切.
(1)求圆的方程;
(2)求过点的圆的切线方程.
【答案】(1)选择见解析,
(2)或
【详解】(1)选择①:联立,解得,所以,
O是坐标原点,且A,B,O三点构成三角形.

(1)求的取值范围;
(2)的面积为,求的最大值,并求取得最大值时的值.
【答案】(1)
(2)的最大值为2,取得最大值时
【详解】(1)解法一:
由题意知:圆心到直线的距离 ,
因为直线与圆O相交于不重合的A,B两点,且A,B,O三点构成三角形,
所以,得,解得且,
所以的取值范围为.
解法二:
联立,化简得:
,得,
因为A,B,O三点构成三角形,所以
所以的取值范围为.
(2)直线:,即,
点O到直线距离:,
所以
所以,(且)
设,则,
所以
所以当,即,即时,
所以的最大值为2,取得最大值时.
22.(2023春·上海嘉定·高二上海市嘉定区第一中学校考期中)已知过点的直线与圆相交于、两点,是弦的中点,且直线与直线相交于点.
(1)当直线与直线垂直时,求证:直线经过圆心;
(2)当弦长时,求直线的方程;
(3)设,试问是否为定值,若为定值,请求出的值;若不为定值,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)或
(3)为定值,且
【详解】(1)解:直线与直线垂直,且,.
故直线方程为,即.
圆心为,且,故当直线与直线垂直时,直线经过圆心.
(2)解:①当直线与轴垂直时,则直线的方程为,圆心到直线的距离为,
且,合乎题意;
②当直线与轴不垂直时,设直线的方程为,即,
,是中点,圆圆心为,半径为,
,则由,得,
此时,直线的方程为,即.
综上所述,直线的方程为或.
(3)解:,.
①当与轴垂直时,直线的方程为,联立可得,
即点,则,
又,.
②当的斜率存在时,设直线的方程为,其中,
则由可得,即点,则.
.
综上所述,与直线的斜率无关,且.
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