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时间:2019-11-16
《2018-2019学年高中数学 第四章 圆与方程 4.1 圆的方程 4.1.2 圆的一般方程检测 新人教A版必修2》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、4.1.2圆的一般方程[A级 基础巩固]一、选择题1.若点(a+1,a-1)在圆x2+y2-2ay-4=0的内部(不包括边界),则a的取值范围是( )A.a>1 B.02、心(1,2)到直线的距离公式得=,得a=0或a=2.答案:C3.若直线ax+3y-7=0过圆x2+y2+2x-4y-10=0的圆心,则a的值为( )A.-1B.1C.3D.-3解析:化圆为标准形式(x+1)2+(y-2)2=15,圆心为(-1,2).因为直线过圆心,所以a×(-1)+3×2-7=0,所以a=-1.答案:A4.在△ABC中,若点B,C的坐标分别是(-2,0)和(2,0),中线AD的长度是3,则点A的轨迹方程是( )A.x2+y2=3B.x2+y2=4C.x2+y2=9(y≠0)D.x2+y2=9(x≠0)解析:3、点A在以D为圆心,半径为3的圆上.又因为A,B,C构成三角形,故点A的轨迹为x2+y2=9(y≠0).答案:C5.已知动点M到点(8,0)的距离等于点M到点(2,0)的距离的2倍,那么点M的轨迹方程是( )A.x2+y2=32B.x2+y2=16C.(x-1)2+y2=16D.x2+(y-1)2=16解析:设M(x,y),则M满足=2,整理得x2+y2=16.答案:B二、填空题6.圆x2+y2-6x+4y=0的周长是________.解析:(x-3)2+(y+2)2=13,r=,l=2πr=2π.答案:2π7.已知点P是圆C:4、x2+y2+4x+ay-5=0上任意一点,P点关于直线2x+y-1=0的对称点也在圆C上,则实数a=________.解析:由题意圆心应在直线2x+y-1=0上,代入解得a=-10,符合D2+E2-4F>0的条件.答案:-108.已知圆x2+y2+kx+2y=-k2,当该圆的面积取最大值时,圆心坐标为________.解析:由x2+y2+kx+2y=-k2,得+(y+1)2=-k2+1.所以当-k2=0,即k=0时,圆的面积最大,此时圆心坐标为(0,-1).答案:(0,-1)三、解答题9.已知定点A(4,0),P点是圆x2+y25、=4上一动点,Q点是AP的中点,求Q点的轨迹方程.解:设Q点坐标为(x,y),P点坐标为(x′,y′).则x=,y=,即x′=2x-4,y′=2y.又P点在圆x2+y2=4上,所以x′2+y′2=4,将x′=2x-4,y′=2y代入得(2x-4)2+(2y)2=4,即(x-2)2+y2=1.故所求Q点的轨迹方程为(x-2)2+y2=1.10.已知曲线C:(1+a)x2+(1+a)y2-4x+8ay=0.(1)当a取何值时,方程表示圆;(2)求证:不论a为何值,曲线C必过两定点;(3)当曲线C表示圆时,求圆面积最小时a的值.(1)6、解:当a=-1时,方程为x+2y=0,为一条直线;当a≠-1时,+=表示圆.(2)证明:方程变形为x2+y2-4x+a(x2+y2+8y)=0.令解得或故C过定点A(0,0),B.(3)解:因为圆恒过点A,B,所以以AB为直径的圆面积最小.则圆心为.所以=,解得a=.B级 能力提升1.若直线l:ax+by+1=0始终平分圆M:x2+y2+4x+2y+1=0的周长,则(a-2)2+(b-2)2的最小值为( )A. B.5 C.2 D.10解析:圆M的圆心为(-2,-1),由题意知点M在直线l上,所以-2a-b+7、1=0,所以b=-2a+1,所以(a-2)2+(b-2)2=(a-2)2+(-2a+1-2)2=5a2+5≥5.答案:B2.由方程x2+y2+x+(m-1)y+m2=0所确定的圆中,最大面积是________.解析:r2==,所以当m=-1时,r=,所以Smax=π.答案:π3.在平面直角坐标系xOy中,设二次函数f(x)=x2+2x+b(x∈R)的图象与两坐标轴有三个交点,经过这三个点的圆记为C.(1)求实数b的取值范围;(2)求圆C的方程;(3)问圆C是否经过某定点(其坐标与b无关)?请证明你的结论.解:(1)令x=0,得二8、次函数图象与y轴的交点是(0,b).令f(x)=0,得x2+2x+b=0,由题意知b≠0且Δ>0,解得b<1且b≠0.(2)设所求圆C的一般方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0.令y=0,得x2+Dx+F=0,这与x2+2x+b=0是同一个方程,故D=2,F=b
2、心(1,2)到直线的距离公式得=,得a=0或a=2.答案:C3.若直线ax+3y-7=0过圆x2+y2+2x-4y-10=0的圆心,则a的值为( )A.-1B.1C.3D.-3解析:化圆为标准形式(x+1)2+(y-2)2=15,圆心为(-1,2).因为直线过圆心,所以a×(-1)+3×2-7=0,所以a=-1.答案:A4.在△ABC中,若点B,C的坐标分别是(-2,0)和(2,0),中线AD的长度是3,则点A的轨迹方程是( )A.x2+y2=3B.x2+y2=4C.x2+y2=9(y≠0)D.x2+y2=9(x≠0)解析:
3、点A在以D为圆心,半径为3的圆上.又因为A,B,C构成三角形,故点A的轨迹为x2+y2=9(y≠0).答案:C5.已知动点M到点(8,0)的距离等于点M到点(2,0)的距离的2倍,那么点M的轨迹方程是( )A.x2+y2=32B.x2+y2=16C.(x-1)2+y2=16D.x2+(y-1)2=16解析:设M(x,y),则M满足=2,整理得x2+y2=16.答案:B二、填空题6.圆x2+y2-6x+4y=0的周长是________.解析:(x-3)2+(y+2)2=13,r=,l=2πr=2π.答案:2π7.已知点P是圆C:
4、x2+y2+4x+ay-5=0上任意一点,P点关于直线2x+y-1=0的对称点也在圆C上,则实数a=________.解析:由题意圆心应在直线2x+y-1=0上,代入解得a=-10,符合D2+E2-4F>0的条件.答案:-108.已知圆x2+y2+kx+2y=-k2,当该圆的面积取最大值时,圆心坐标为________.解析:由x2+y2+kx+2y=-k2,得+(y+1)2=-k2+1.所以当-k2=0,即k=0时,圆的面积最大,此时圆心坐标为(0,-1).答案:(0,-1)三、解答题9.已知定点A(4,0),P点是圆x2+y2
5、=4上一动点,Q点是AP的中点,求Q点的轨迹方程.解:设Q点坐标为(x,y),P点坐标为(x′,y′).则x=,y=,即x′=2x-4,y′=2y.又P点在圆x2+y2=4上,所以x′2+y′2=4,将x′=2x-4,y′=2y代入得(2x-4)2+(2y)2=4,即(x-2)2+y2=1.故所求Q点的轨迹方程为(x-2)2+y2=1.10.已知曲线C:(1+a)x2+(1+a)y2-4x+8ay=0.(1)当a取何值时,方程表示圆;(2)求证:不论a为何值,曲线C必过两定点;(3)当曲线C表示圆时,求圆面积最小时a的值.(1)
6、解:当a=-1时,方程为x+2y=0,为一条直线;当a≠-1时,+=表示圆.(2)证明:方程变形为x2+y2-4x+a(x2+y2+8y)=0.令解得或故C过定点A(0,0),B.(3)解:因为圆恒过点A,B,所以以AB为直径的圆面积最小.则圆心为.所以=,解得a=.B级 能力提升1.若直线l:ax+by+1=0始终平分圆M:x2+y2+4x+2y+1=0的周长,则(a-2)2+(b-2)2的最小值为( )A. B.5 C.2 D.10解析:圆M的圆心为(-2,-1),由题意知点M在直线l上,所以-2a-b+
7、1=0,所以b=-2a+1,所以(a-2)2+(b-2)2=(a-2)2+(-2a+1-2)2=5a2+5≥5.答案:B2.由方程x2+y2+x+(m-1)y+m2=0所确定的圆中,最大面积是________.解析:r2==,所以当m=-1时,r=,所以Smax=π.答案:π3.在平面直角坐标系xOy中,设二次函数f(x)=x2+2x+b(x∈R)的图象与两坐标轴有三个交点,经过这三个点的圆记为C.(1)求实数b的取值范围;(2)求圆C的方程;(3)问圆C是否经过某定点(其坐标与b无关)?请证明你的结论.解:(1)令x=0,得二
8、次函数图象与y轴的交点是(0,b).令f(x)=0,得x2+2x+b=0,由题意知b≠0且Δ>0,解得b<1且b≠0.(2)设所求圆C的一般方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0.令y=0,得x2+Dx+F=0,这与x2+2x+b=0是同一个方程,故D=2,F=b
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