2025高考数学一轮复习-8.4-直线与圆、圆与圆的位置关系-专项训练【含答案】
展开1.两圆x2+y2-2y=0与x2+y2-4=0的位置关系是( )
A.相交 B.内切
C.外切 D.内含
2.若直线y=x+m与圆(x+1)2+(y+2)2=1交于A,B两点,且|AB|=2,则m=( )
A.-1 B.-2
C.1 D.2
3.“点(a,b)在圆x2+y2=1外”是“直线ax+by+2=0与圆x2+y2=1相交”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
4.过点(3,1)作圆(x-1)2+y2=r2的切线有且只有一条,则该切线的方程为( )
A.2x+y-5=0 B.2x+y-7=0
C.x-2y-5=0 D.x-2y-7=0
5.(多选)已知圆(x-1)2+(y-1)2=4与直线x+my-m-2=0,则( )
A.直线与圆必相交B.直线与圆不一定相交
C.直线与圆相交所截的最短弦长为23D.直线与圆可以相切
6.(多选)已知圆O1:x2+y2-2x-3=0和圆O2:x2+y2-2y-1=0的交点为A,B,则( )
A.两圆的圆心距|O1O2|=2B.直线AB的方程为x-y+1=0
C.圆O2上存在两点P和Q使得|PQ|>|AB|D.圆O1上的点到直线AB的最大距离为2+2
7.若圆x2+y2=1与圆(x+4)2+(y-a)2=25相切,则常数a= .
8.已知直线l:x+ay-1=0(a∈R)是圆C:x2+y2-4x-2y+1=0的对称轴,过点A(-4,a)作圆C的一条切线,切点为B,则|AB|= .
9.若A为圆C1:x2+y2=1上的动点,B为圆C2:(x-3)2+(y+4)2=4上的动点,则线段AB长度的最大值是 .
10.已知圆C:x2+y2-8y+12=0,直线l:ax+y+2a=0.
(1)当a为何值时,直线l与圆C相切;
(2)当直线l与圆C相交于A,B两点,且|AB|=22时,求直线l的方程.
11.若一条光线从点A(-2,-3)射出,经y轴反射后与圆(x+3)2+(y-2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为( )
A.-53或-35 B.-32或-23
C.-54或-45 D.-43或-34
12.(多选)已知圆M:(x-3k)2+(y-4k-2)2=1+k2,则下列四个命题中真命题有( )
A.若圆M与y轴相切,则k=±24B.圆M的圆心到原点的距离的最小值为65
C.若直线y=x平分圆M的周长,则k=2D.圆M与圆(x-3k)2+y2=4k2可能外切
13.已知A(2,0),直线4x+3y+1=0被圆C:(x+3)2+(y-m)2=13(m<3)所截得的弦长为43,且P为圆C上任意一点.
(1)求|PA|的最大值与最小值;
(2)圆C与坐标轴相交于三点,求以这三个点为顶点的三角形的内切圆的半径.
14.已知圆O:x2+y2=5,A,B为圆O上的两个动点,且|AB|=2,M为弦AB的中点,C(22,a),D(22,a+2).当A,B在圆O上运动时,始终有∠CMD为锐角,则实数a的取值范围为 .
15.已知在平面直角坐标系xOy中,点A(0,3),直线l:y=2x-4,设圆C的半径为1,圆心在直线l上.
(1)若圆心C也在直线y=x-1上,过点A作圆C的切线,求切线的方程;
(2)若圆C上存在点M,使|MA|=2|MO|,求圆心C的横坐标a的取值范围.
参考答案与解析
1.B 由椭圆C:x2a2+y23=1的一个焦点的坐标为(1,0),得a2-3=1,解得a=2(负值已舍去).所以椭圆C的离心率为e=ca=12.故选B.
2.C 当焦点在x轴上时,10-m>m-2>0,10-m-(m-2)=4,∴m=4.当焦点在y轴上时,m-2>10-m>0,m-2-(10-m)=4,∴m=8.∴m=4或8.
3.D 根据题意,由椭圆的方程可得a=5,b=3,则其焦点坐标为(-4,0)和(4,0),恰好是A、C两点,则AC=2c=8,BC+BA=2a=10.由正弦定理可得sinA+sinCsinB=BC+BAAC=54,故选D.
4.C 设|MF1|=m,|MF2|=n,因为MF1⊥MF2,|MF1|·|MF2|=8,|F1F2|=25,所以m2+n2=20,mn=8,所以(m+n)2=36,所以m+n=2a=6,所以a=3.因为c=5,所以b=a2-c2=2.所以椭圆的方程是x29+y24=1.
5.ABC ∵k<9,∴25-k>9-k>0,又25>9>0,∴两曲线都是焦点在x轴上的椭圆,故A正确;曲线C1的焦距为2×25-9=8,曲线C2的焦距为2(25-k)−(9-k)=8,故B、C正确;曲线C1的离心率e1=45,曲线C2的离心率e2=425-k,故D不正确.故选A、B、C.
6.ACD 由已知得,2b=2,b=1,ca=63,又a2=b2+c2,解得a2=3.∴椭圆方程为x2+y23=1,∴|PQ|=2b2a=23=233,△PF2Q的周长为4a=43.
7.4或22 解析:由椭圆x2m+y22=1的离心率为22,当m>2时,椭圆焦点在x轴上,ca=22=m-2m,解得m=4,所以椭圆的长轴长为4,当0<m<2时,椭圆焦点在y轴上,ca=22=2-m2,得m=1,所以椭圆的长轴长为22.
8.x24+y23=1(答案不唯一) 解析:不妨设椭圆的焦点在x轴上,椭圆的标准方程为x2a2+y2b2=1(a>b>0),因为长轴长等于离心率8倍,故2a=8ca,即a2=4c,不妨令c=1,则a2=4,b2=3,所以满足条件的一个椭圆方程为x24+y23=1.
9.[0,1] 解析:设F1为左焦点,则由椭圆方程得F1(-1,0),F2(1,0),设P(x,y),-2≤x≤2,∴PF1=(-1-x,-y),PF2=(1-x,-y),则PF1·PF2=x2+y2-1=x22∈[0,1].
10.解:选①,由题意可得2b=23,ca=12,a2=b2+c2,解得a=2,b=3,
所以所求椭圆C的标准方程为x24+y23=1.
选②,由题意可得2b=23,1a2+94b2=1,解得a=2,b=3,
所以所求椭圆C的标准方程为x24+y23=1.
选③,由题意可得a2=b2+c2,2b=23,12×2c×b=3,解得a=2,b=3,
所以所求椭圆C的标准方程为x24+y23=1.
11.A 因为椭圆的离心率e=ca=c2a2=a2-b2a2=1-b2a2=1-2b2a2,所以椭圆的长轴长与短轴长的比值越大,离心率越大.因为139≈1.44,5645≈1.24,107≈1.43,则139>107>5645,所以e1>e3>e2.故选A.
12.2 22 解析:由题意得a=2,由椭圆的定义知|AF2|+|BF2|+|AB|=4a=8,所以|AB|=8-(|AF2|+|BF2|)≥2,又由椭圆的性质得,过椭圆焦点的弦中垂直于长轴的弦最短,所以2b2a=2,解得b2=2,所以b=2,所以c=2,所以离心率e=ca=22.
13.解:(1)依题意得2c=23,c=3,
离心率e=ca=3a=32,解得a=2,
所以b=a2-c2=1,
所以椭圆C的标准方程为x24+y2=1.
(2)设B(x,y),则x24+y2=1,
得|AB|2=x2+(y-1)2=4-4y2+y2-2y+1=-3y2-2y+5=-3(y+13)2+163,其中-1≤y<1.
所以当y=-13时,|AB|max=433.
14.D 因为椭圆为x225+y29=1,所以a=5,b=3,c=a2-b2=4.当△MF1F2的面积最大时,点M在椭圆C的短轴顶点,不妨设点M为椭圆C的上顶点,点O为坐标原点,△MF1F2内切圆半径为r,则|MF1|=|MF2|=a=5,|F1F2|=2c=8,|OM|=b=3,S△MF1F2=12(|MF1|+|MF2|+|F1F2|)·r=12|F1F2|·|OM|,所以r=43,故选D.
15.解:(1)由题意得,A(-a,0),EF2:x+y=c,
因为A到直线EF2的距离为62b,
即|−a-c|12+12=62b,所以a+c=3b,
即(a+c)2=3b2,又b2=a2-c2,
所以(a+c)2=3(a2-c2),所以2c2+ac-a2=0,
因为离心率e=ca,所以2e2+e-1=0,
解得e=12或e=-1(舍),
所以椭圆C的离心率为12.
(2)由(1)知离心率e=ca=12,即a=2c,①
因为∠F1PF2=60°,△PF1F2的面积为3,
则12|PF1||PF2|sin 60°=3,
所以|PF1||PF2|=4,
又|PF1|+|PF2|=2a,|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cs60°=(2c)2,
所以a2-c2=3,②
联立①②得a=2,c=1,所以b2=a2-c2=3,
所以椭圆C的标准方程为x24+y23=1.
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