备考2024届高考数学一轮复习强化训练第八章平面解析几何第4讲直线与圆圆与圆的位置关系
展开A.若直线l与圆C相切,则b2-k2为定值
B.若4b2-k2=1,则直线l被圆C截得的弦长为定值
C.若4b2-k2=1,则圆上仅有两个点到直线l的距离为12
D.当b=12时,直线与圆相交
解析 圆C:x2+y2=1的圆心为(0,0),半径为1,
对于A选项,若l:y=kx+b与圆C:x2+y2=1相切,
则|b|k2+1=1,可得b2-k2=1,A正确;
对于B选项,若4b2-k2=1,则圆心到直线的距离为|b|k2+1=12,此时直线被圆截得的弦长为212-(12)2=3,B正确;
对于C选项,由B选项知,圆心到直线的距离为12=1-12,此时圆上有3个点到直线l的距离为12,C错误;
对于D选项,当b=12时,直线的方程为y=kx+12,即直线过定点(0,12),又02+122<1,可得点(0,12)在圆内,故直线与圆相交,D正确.
故选ABD.
2.[命题点1,4/多选/2024河源中学模拟]已知圆O:x2+y2=4和圆C:(x-3)2+(y-3)2=4,P,Q分别是圆O,圆C上的动点,则下列说法错误的是( AC )
A.圆O与圆C相交
B.|PQ|的取值范围是[32-4,32+4]
C.x-y=2是圆O与圆C的一条公切线
D.过点Q作圆O的两条切线,切点分别为M,N,则存在点Q,使得∠MQN=90°
解析 对于A选项,由题意可得,圆O的圆心为O(0,0),半径r1=2,圆C的圆心为C(3,3),半径r2=2,因为两圆的圆心距|OC|=32>2+2=r1+r2,所以两圆外离,故A错误;
对于B选项,|PQ|的最大值为|OC|+r1+r2=32+4,最小值为|OC|-r1-r2=32-4,故B正确;
对于C选项,显然直线x-y=2与直线OC平行,因为两圆的半径相等,所以其外公切线与圆心的连线平行,由直线OC:y=x,设外公切线为y=x+t,则两平行线间的距离为2,即|t|2=2,t=±22,故y=x±22,故C错误;
对于D选项,易知当∠MQN=90°时,四边形OMQN为正方形,故当|QO|=22时,∠MQN=90°,因为圆x2+y2=8与圆C相交,所以圆C上存在点Q,使得∠MQN=90°.故D正确.故选AC.
3.[命题点2/2023高三名校联考(一)]若直线kx-y+1-2k=0与圆x2+y2=9分别交于M,N两点,则弦MN长度的最小值为 4 .
解析 由kx-y+1-2k=0,得k(x-2)+(-y+1)=0,所以直线kx-y+1-2k=0过定点A(2,1).圆x2+y2=9的圆心O(0,0),半径r=3,易知A(2,1)在圆x2+y2=9的内部,连接OA,则当直线kx-y+1-2k=0与OA垂直时,弦MN的长度最小,连接OM,则|OM|=r=3,又|OA|=(2-0)2+(1-0)2=5,所以|MN|min=232-(5)2=4,所以弦MN长度的最小值为4.
4.[命题点3,4]过点D(1,-2)作圆C:(x-1)2+y2=1的两条切线,切点分别为A,B,则弦AB所在直线的方程为( B )
A.2y-1=0B.2y+1=0
C.x+2y-1=0D.x-2y+1=0
解析 解法一 由圆C:(x-1)2+y2=1的方程可知其圆心为C(1,0),半径为1.
连接CD,易得以线段CD为直径的圆的方程为(x-1)2+(y+1)2=1.
将两圆的方程相减,可得公共弦AB所在直线的方程为2y+1=0.故选B.
解法二 由与圆的切线有关的结论,得弦AB所在直线的方程为(1-1)(x-1)+(-2)y=1,即2y+1=0.
5.[命题点4角度1]已知圆C1:x2+(y-2)2=4与圆C2:x2+2mx+y2+m2-1=0至少有三条公切线,则m的取值范围是( D )
A.(-∞,-5]B.[5,+∞)
C.[-5,5]D.(-∞,-5]∪[5,+∞)
解析 圆C1的圆心为C1(0,2),半径r1=2.把圆C2的方程化成标准方程,得(x+m)2+y2=1,所以圆C2的圆心为C2(-m,0),半径r2=1.因为圆C1与圆C2至少有三条公切线,所以圆C1与圆C2相离或外切,所以|C1C2|≥r1+r2,即m2+4≥3,解得m≤-5或m≥5.
6.[命题点4角度3/多选/2023江西省五校联考]已知圆Q:(x-2)2+(y-2)2=2,O为坐标原点,以OQ为直径作圆Q',交圆Q于A,B两点,则△OAB的面积为( A )
A.332B.334C.3D.32
解析 如图,根据题意,圆Q的圆心为Q(2,2),则|OQ|=22,以OQ为直径作圆Q',则Q'为OQ的中点,则Q'(1,1),圆Q'的半径为|OQ'|=2,故圆Q'的方程为(x-1)2+(y-1)2=2,联立圆Q与圆Q'的方程得(x-2)2+(y-2)2=2,(x-1)2+(y-1)2=2,整理得x+y=3,即直线AB的方程为x+y-3=0,则点O到直线AB的距离为32=322,点Q到直线AB的距离为12=22,则|AB|=2×2-12=6,故△OAB的面积为12×322×6=332.故选A.
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