第四章圆与方程4.1 圆得方程4.1、1 圆得标准方程1.以(3,-1)为圆心,4为半径得圆得方程为()A.(x+3)2+(y-1)2=4B.(x-3)2+(y+1)2=4C.(x-3)2+(y+1)2=16D.(x+3)2+(y-1)2=162.一圆得标准方程为x2+(y+1)2=8,则此圆得圆心与半径分别为()A.(1,0),4B.(-1,0),2 2C.(0,1),4D.(0,-1),2 23.圆(x+2)2+(y-2)2=m2得圆心为________,半径为________.4.若点P(-3,4)在圆x2+y2=a2上,则a得值就是________.5.以点(-2,1)为圆心且与直线x+y=1相切得圆得方程就是____________________.6.圆心在y轴上,半径为1,且过点(1,2)得圆得方程为()A.x2+(y-2)2=1B.x2+(y+2)2=1C.(x-1)2+(y-3)2=1D.x2+(y-3)2=17.一个圆经过点A(5,0)与B(-2,1),圆心在直线x-3y-10=0上,求此圆得方程.8.点P(5a+1,12a)在圆(x-1)2+y2=1得内部,则a得取值范围就是()A.|a|<1B.a<113C.|a|<1 5D.|a|<1139.圆(x-1)2+y2=25上得点到点A(5,5)得最大距离就是__________.10.设直线ax-y+3=0与圆(x-1)2+(y-2)2=4相交于A,B两点,且弦AB得长为 2 3,求a得值.4、1、2 圆得一般方程1.圆x2+y2-6x=0得圆心坐标就是________.2.若方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示以(2,-4)为圆心,以4为半径得圆,则F=________、3.若方程x2+y2-4x+2y+5k=0表示圆,则k得取值范围就是()A.k>1B.k<1C.k≥1D.k≤14.已知圆得方程就是x2+y2-2x+4y+3=0,则下列直线中通过圆心得就是()A.3x+2y+1=0B.3x+2y=0C.3x-2y=0D.3x-2y+1=05.圆x2+y2-6x+4y=0得周长就是________.6.点(2a,2)在圆x2+y2-2y-4=0得内部,则a得取值范围就是()A.-1<a <1B.0<a <1C.-1<a <15D.-15<a <17.求下列圆得圆心与半径. (1)x 2+y 2-x =0;(2)x 2+y 2+2ax =0(a ≠0); (3)x 2+y 2+2ay -1=0、8.过点A (11,2)作圆x 2+y 2+2x -4y -164=0得弦,其中弦长为整数得共有( ) A.16条 B.17条 C.32条 D.34条9.已知点A 在直线2x -3y +5=0上移动,点P 为连接M (4,-3)与点A 得线段得中点,求P 得轨迹方程.10.已知方程x 2+y 2-2(t +3)x +2(1-4t 2)y +16t 4+9=0表示一个圆. (1)求t 得取值范围; (2)求圆得圆心与半径;(3)求该圆得半径r 得最大值及此时圆得标准方程.4.2 直线、圆得位置关系 4.2、1 直线与圆得位置关系1.直线y =x +3与圆x 2+y 2=4得位置关系为( ) A.相切B.相交但直线不过圆心C.直线过圆心D.相离2.下列说法中正确得就是( )A.若直线与圆有两个交点,则直线与圆相切B.与半径垂直得直线与圆相切C.过半径外端得直线与圆相切D.过圆心且与切线垂直得直线过切点3.若直线x +y =2与圆x 2+y 2=m (m >0)相切,则m 得值为( )A 、12B 、22C 、 2 D.24.(2013年陕西)已知点M (a ,b )在圆O :x 2+y 2=1外,则直线ax +by =1与圆O 得位置关系就是( )A.相切B.相交C.相离D.不确定5.经过点M (2,1)作圆x 2+y 2=5得切线,则切线方程为( ) A 、2x +y =5 B 、2x +y +5=0 C.2x +y =5 D.2x +y +5=06.(2013年浙江)直线y =2x +3被圆x 2+y 2-6x -8y =0所截得得弦长等于________.7.已知直线kx -y +6=0被圆x 2+y 2=25所截得得弦长为8,求k 得值.8.由直线y =x +1上得一点向圆(x -3)2+y 2=1引切线,则切线长得最小值为( ) A.1 B.2 2 C 、7 D.39.已知圆C :(x -2)2+(y -3)2=4,直线l :(m +2)x +(2m +1)y =7m +8、 (1)证明:无论m 为何值,直线l 与圆C 恒相交; (2)当直线l 被圆C 截得得弦长最短时,求m 得值.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=2 2时,求直线l得方程.4、2、2 圆与圆得位置关系1.已知两圆得方程x2+y2=4与x2+y2-6x+8y+16=0,则此两圆得位置关系就是()A.外离B.外切C.相交D.内切2.圆x2+y2+2x+1=0与圆x2+y2-y+1=0得公共弦所在直线方程为()A.x-2y=0B.x+2y=0C.2x-y=0D.2x+y=03.已知直线x=a(a>0)与圆(x+1)2+y2=9相切,那么a得值就是()A.2B.3C.4D.54.两圆x2+y2-4x+2y+1=0与x2+y2+4x-4y-1=0得公切线有()A.1条B.2条C.3条D.4条5.已知两圆相交于两点A(1,3),B(m,-1),两圆圆心都在直线2x-y+c=0上,则m+c得值就是()A.-1B.2C.3D.06.圆x2+y2-2x-5=0与圆x2+y2+2x-4y-4=0得交点为AB,则线段AB得垂直平分线方程为()A.x+y-1=0B.2x-y+1=0C.x-2y+1=0D.x-y+1=07.若圆x2+y2=4与圆x2+y2+2ay-6=0(a>0)得公共弦长为2 3,求实数a得值.8.两圆(x-3)2+(y-4)2=25与(x-1)2+(y-2)2=r2相切,则半径r=____________、9.已知两圆C1:x2+y2-10x-10y=0与C2:x2+y2+6x-2y-40=0,求:(1)它们得公共弦所在直线得方程;(2)公共弦长.10.已知圆x2+y2-4ax+2ay+20(a-1)=0、(1)求证:对任意实数a,该圆恒过一定点;(2)若该圆与圆x2+y2=4相切,求a得值.4、2、3 直线与圆得方程得应用1.方程x2+y2+2ax-2ay=0(a≠0)表示得圆()A.关于x轴对称B.关于y轴对称C.关于直线x-y=0对称D.关于直线x+y=0对称2.若直线x+y+m=0与圆x2+y2=m相切,则m为()A.0或2B.2C、 2 D.无解3.过原点得直线与圆(x+2)2+y2=1相切,若切点在第三象限,则该直线方程为()A.y=3xB.y=-3xC.y=3 3xD.y=-3 3x4.若直线ax +by =1与圆x 2+y 2=1相离,则点P (a ,b )与圆得位置关系就是( ) A.在圆上 B.在圆外 C.在圆内 D.都有可能5.圆x 2+y 2-4x -4y -1=0上得动点P 到直线x +y =0得最小距离为( ) A.1 B.0C.2 2D.2 2-36.过点P (2,1)作圆C :x 2+y 2-ax +2ay +2a +1=0得切线只有一条,则a 得取值就是( ) A.a =-3 B.a =3 C.a =2 D.a =-27.与圆x 2+y 2-4x -6y +12=0相切且在两坐标轴上得截距相等得直线有( ) A.4条 B.3条 C.2条 D.1条8.设圆x 2+y 2-4x -5=0得弦AB 得中点P (3,1),则直线AB 得方程为____________.9.若实数x ,y 满足等式(x -2)2+y 2=3,那么yx得最大值为( )A 、12B 、33C 、32D 、 310.已知圆C :x 2+y 2-4x -14y +45=0及点Q (-2,3).(1)若点P (a ,a +1)在圆上,求线段PQ 得长及直线PQ 得斜率; (2)若M 为圆C 上任一点,求|MQ |得最大值与最小值;(3)若实数m ,n 满足m 2+n 2-4m -14n +45=0,求k =n -3m +2得最大值与最小值.4、3 空间直角坐标系 4.3、1 空间直角坐标系1.点P (-1,0,1)位于( ) A.y 轴上 B.z 轴上C.xOz 平面内D.yOz 平面内2.在空间直角坐标系中,点(-2,1,4)关于x 轴得对称点得坐标就是( ) A.(-2,1,-4) B.(-2,-1,-4) C.(2,-1,4) D.(2,1,-4)3.点P (-4,1,3)在平面yOz 上得投影坐标就是( ) A.(4,1,0) B.(0,1,3) C.(0,3,0) D.都不对4.在空间直角坐标系中,点P (1,2,3),过点P 作平面yOz 得垂线PQ 垂足为Q ,则Q 得坐标为( )A.(0,2,0)B.(0,2,3)C.(1,0,3)D.(1,2,0)5.点(2,-3,0)在空间直角坐标系中得位置就是在( ) A.y 轴上 B.xOy 平面上 C.xOz 平面上 D.第一象限内6.设x,y为任意实数,相应得点P(x,y,3)得集合就是()A.z轴上得两个点B.过z轴上得点(0,0,3),且与z轴垂直得直线C.过z轴上得点(0,0,3),且与z轴垂直得平面D.以上答案都有可能7.点A(1,-3,2)关于点(2,2,3)得对称点得坐标为()A.(3,-1,5)B.(3,7,4)C.(0,-8,1)D.(7,3,1)8.已知点A(3,y,4),B(x,4,2),线段AB得中点就是C(5,6,z),则x=______,y=______,z=________、9.点P(2,3,5)到平面xOy得距离为________.10.如图K4-3-1,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为正方形,且边长为2a,棱PD⊥底面ABCD,|PD|=2b,取各侧棱得中点E,F,G,H,试建立适当得空间直角坐标系,写出点E,F,G,H得坐标.图K4-3-14.3、2 空间两点间得距离公式1.在空间直角坐标系中,点A(2,1,5)与点B(2,1,-1)之间得距离为()A、 6 B.6C、 3 D.22.坐标原点到下列各点得距离最大得就是()A.(1,1,1)B.(2,2,2)C.(2,-3,5)D.(3,3,4)3.已知A(1,1,1),B(-3,-3,-3),点P在x轴上,且|P A|=|PB|,则点P得坐标为()A.(-3,0,0)B.(-3,0,1)C.(0,0,-3)D.(0,-3,0)4.设点B就是A(-3,2,5)关于xOy平面得对称点,则|AB|=()A.10 B、10C.2 10D.405.已知空间坐标系中,A(3,3,1),B(1,0,5),C(0,1,0),AB得中点为M,线段CM得长|CM|=()A、534B、532C、532D、1326.方程(x-12)2+(y+3)2+(z-5)2=36得几何意义就是____________________________.7.已知点A在y轴上,点B(0,1,2),且|AB|=5,求点A得坐标.8.以A(1,2,1),B(1,5,1),C(1,2,7)为顶点得三角形就是________三角形.9.已知点A(x,5-x,2x-1),B(1,x+2,2-x),当|AB|取最小值时,x得值为________.10.在空间直角坐标系中,已知A(3,0,1)与B(1,0,-3),问:(1)在y轴上就是否存在点M,满足|MA|=|MB|;(2)在y轴上就是否存在点M,使△MAB为等边三角形?若存在,试求出点M得坐标.第四章 圆与方程4.1 圆得方程4.1、1 圆得标准方程 1.C 2、D3.(-2,2) |m | 4、±5 5、(x +2)2+(y -1)2=26.A 解析:方法一(直接法):设圆心坐标为(0,b ),则由题意知(0-1)2+(b -2)2=1,解得b =2,故圆得方程为x 2+(y -2)2=1、方法二(数形结合法):作图由点到圆心得距离为1,易知圆心为(0,2),故圆得方程为x 2+(y -2)2=1、7.解:方法一:设圆心P (a ,b ), 则⎩⎪⎨⎪⎧a -3b -10=0(a -5)2+b 2=(a +2)2+(b -1)2解得⎩⎨⎧a =1b =-3、圆得半径r =(a -5)2+b 2=(1-5)2+(-3)2=5、 ∴圆得标准方程为(x -1)2+(y +3)2=25、方法二:线段AB 得中点P ′⎝ ⎛⎭⎪⎫5-220+12,即P ′⎝ ⎛⎭⎪⎫3212、直线AB 得斜率k =1-0-2-5=-17、∴弦AB 得垂直平分线得方程为y -12=7⎝⎛⎭⎫x -32, 即7x -y -10=0、解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -3y -10=07x -y -10=0得⎩⎨⎧x =1y =-3、即圆心P (1,-3).圆得半径r =(1-5)2+(-3)2=5、∴圆得标准方程为(x -1)2+(y +3)2=25、 8.D9、41+510.解:∵弦AB 得长为2 3,则由垂径定理,圆心(1,2)到直线得距离等于1,∴|a -2+3|a 2+1=1,∴a =0、4.1、2 圆得一般方程 1.(3,0) 2、4 3.B 4、A5.2 13π6.A7.解:(1)⎝⎛⎭⎫x -122+y 2=14,圆心⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫120,半径r =12、 (2)(x +a )2+y 2=a 2,圆心(-a,0),半径r =|a |、(3)x 2+(y +a )2=1+a 2,圆心(0,-a ),半径r =1+a 2、8.C 解析:圆得标准方程就是:(x +1)2+(y -2)2=132,圆心(-1,2),半径r =13、过点A (11,2)得最短得弦长为10,最长得弦长为26(分别只有一条),还有长度为11,12,…,25得各2条,所以共有长为整数得弦2+2×15=32(条).9.解:设点P 得坐标为(x ,y ),A 得坐标为(x 0,y 0).∵点A 在直线2x -3y +5=0上,∴有2x 0-3y 0+5=0、又∵P 为MA 得中点,∴有⎩⎪⎨⎪⎧x =4+x 02y =-3+y 02、∴⎩⎨⎧x 0=2x -4y 0=2y +3、代入直线得方程,得2(2x -4)-3(2y +3)+5=0, 化简,得2x -3y -6=0即为所求. 10.解:(1)由圆得一般方程,得[-2(t +3)]2+4(1-4t 2)2-4(16t 4+9)>0,解得-17<t <1、(2)圆心为⎝ ⎛⎭⎪⎫--2(t +3)2-2(1-4t 2)2,即(t +3,4t 2-1),半径r =12[-2(t +3)]2+4(1-4t 2)2-4(16t 4+9)=-7t 2+6t +1、(3)r =-7t 2+6t +1=-7⎝⎛⎭⎫t -372+167, 所以当t =37时,r max =4 77,故圆得标准方程为⎝⎛⎭⎫x -2472+⎝⎛⎭⎫y +13492=167、 4.2 直线、圆得位置关系 4.2、1 直线与圆得位置关系 1.D 2、D 3、D4.B 解析:点M (a ,b )在圆O :x 2+y 2=1外,有a 2+b 2>1,圆心到直线ax +by =1得距离为d =1a 2+b2<1=r ,所以直线与圆O 相交.5.C 解析:因为点(2,1)在圆x 2+y 2=5上,所以切线方程为2x +y =5、6.4 5 解析:圆(x -3)2+(y -4)2=25,圆心(3,4)到直线2x -y +3=0得距离为d =|6-4+3|5=5,弦长等于252-(5)2=4 5、 7.解:设直线kx -y +6=0被圆x 2+y 2=25所截得得弦长为AB ,其中点为C ,则△OCB 为直角三角形.因为圆得半径为|OB |=5,半弦长为|AB |2=|BC |=4,所以圆心到直线kx -y +6=0得距离为3、由点到直线得距离公式得6k 2+1=3、解得k =±3、 8.C9.(1)证明:由(m +2)x +(2m +1)y =7m +8, 得mx +2x +2my +y =7m +8,即m (x +2y -7)+(2x +y -8)=0、 由⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -7=02x +y -8=0解得⎩⎨⎧x =3y =2、∴无论m 为何值,直线l 恒过定点(3,2).(2)解:过圆内得一点得所有弦中,最长得弦就是过该点得直径,最短得弦就是垂直于过该点得直径得那条弦,∵圆心(2,3),定点(3,2),直径得斜率为-1, ∴最短得弦得斜率为1,故最短弦得方程为x -y -1=0、∴m =-1、10.解:将圆C 得方程x 2+y 2-8y +12=0配方,得标准方程为x 2+(y -4)2=4,则此圆得圆心为(0,4),半径为2、(1)若直线l 与圆C 相切,则有|4+2a |a 2+1=2、解得a =-34、故当a =-34时,直线l 与圆C 相切.(2)过圆心C 作CD ⊥AB ,则根据题意与圆得性质,得⎩⎪⎨⎪⎧CD =|4+2a |a 2+1CD 2+DA 2=AC 2=22DA =12AB =2解得a =-7或a =-1、∴直线l 得方程就是7x -y +14=0或x -y +2=0、 4.2、2 圆与圆得位置关系 1.B 2、D 3、A4.C 解析:圆化为标准方程,得(x -2)2+(y +1)2=4,(x +2)2+(y -2)2=9,∴圆心O 1(2,-1),r 1=2,O 2(-2,2),r 2=3、∵|O 1O 2|=5=r 1+r 2,∴两圆外切.∴公切线有3条.5.D 6、A7.解:由已知两个圆得方程可得相交弦得直线方程为y =1a、利用圆心(0,0)到直线得距离d=⎪⎪⎪⎪1a ,得⎪⎪⎪⎪1a =22-(3)2=1,解得a =1或a =-1(舍). 8.5-2 29.解:(1)将两圆方程C 1:x 2+y 2-10x -10y =0与C 2:x 2+y 2+6x -2y -40=0相减,得2x +y -5=0、∴公共弦所在直线得方程为2x +y -5=0、(2)圆C 1:x 2+y 2-10x -10y =0得标准方程为(x -5)2+(y -5)2=50,圆心为(5,5),半径为5 2,圆心到直线2x +y -5=0得距离为2 5,根据勾股定理与垂径定理,知公共弦长为2 30、 10.(1)证明:将圆得方程整理,得(x 2+y 2-20)+a (-4x +2y +20)=0,此方程表示过圆x 2+y 2=20与直线-4x +2y +20=0得交点得圆系,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2=204x -2y -20=0得⎩⎨⎧x =4y =-2、故对任意实数a ,该圆恒过定点(4,-2). (2)解:圆得方程可化为(x -2a )2+(y +a )2=5a 2-20a +20=5(a -2)2、 ①若两圆外切,则2+5(a -2)2=5a 2,解得a =1+55或a =1-55(舍);②若两圆内切,则|5(a -2)2-2|=5a 2,解得a =1-55,或a =1+55(舍).综上所述,a =1±55、4.2、3 直线与圆得方程得应用1.D 解析:该圆得圆心(-a ,a ),在直线x +y =0上,故关于直线x +y =0对称.2.B 解析:圆心(0,0)到直线x +y +m =0得距离d =|m |2=m ,m =2、3.C4.C 解析:由于直线ax +by =1与圆x 2+y 2=1相离,则1a 2+b2>1,即a 2+b 2<1,∴P 在圆内. 5.C 6、A7.A 解析:过原点得直线也满足条件. 8.x +y -4=09.D 解析:方法一:∵实数x ,y 满足(x -2)2+y 2=3, ∵记P (x ,y )就是圆(x -2)2+y 2=3上得点, yx就是直线OP 得斜率,记为k 、∴直线OP :y =kx ,代入圆得方程,消去y ,得(1+k 2)x 2-4x +1=0、直线OP 与圆有公共点得充要条件就是Δ=(-4)2-4(1+k 2)≥0,∴-3≤k ≤3、方法二:同方法一,直线OP 与圆有公共点得条件就是|k ·2-0|k 2+1≤3,∴-3≤k ≤3、10.解:(1)∵点P (a ,a +1)在圆上,∴a 2+(a +1)2-4a -14(a +1)+45=0、 解得a =4,∴P (4,5).∴|PQ |=(4+2)2+(5-3)2=210,k PQ =3-5-2-4=13、(2)∵圆心坐标C 为(2,7),半径为2 2, ∴|QC |=(2+2)2+(7-3)2=4 2、 ∴|MQ |max =4 2+2 2=6 2, |MQ |min =4 2-2 2=2 2、(3)设点(-2,3)得直线l 得方程为y -3=k (x +2),即kx -y +2k +3=0,方程m 2+n 2-4m -14n +45=0, 即(m -2)2+(n -7)2=8表示圆.易知直线l 与圆方程相切时,k 有最值, ∴|2k -7+2k +3|1+k 2=2 2、∴k =2±3、∴k =n -3m +2得最大值为2+3,最小值为2-3、4.3 空间直角坐标系 4.3、1 空间直角坐标系1.C 解析:点P 得y 轴坐标为0,则点P 在平面xOz 上.2.B 解析:点P (a ,b ,c )关于x 轴得对称点为P ′(a ,-b ,-c ).3.B 4、B 5、B 6、C 7、B8.7 8 3 9、510.解:由图知,DA ⊥DC ,DC ⊥DP ,DP ⊥DA ,故以D 为原点,DA ,DC ,DP 所在直线分别为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系.∵E ,F ,G ,H 分别为侧棱中点,由立体几何知识可知,平面EFGH ∥底面ABCD ,从而这4个点得竖坐标都为P 得竖坐标得一半,也就就是b 、由H 为DP 得中点,得H (0,0,b ).E 在底面ABCD 上得投影为AD 得中点,∴E (a,0,b ).同理G (0,a ,b ).F 在坐标平面xOz 与yOz 上得投影分别为点E 与G ,故F 与E 得横坐标相同,都就是a ,点F 与G 得纵坐标也同为a ,又F 得竖坐标为b ,故F (a ,a ,b ).4.3、2 空间两点间得距离公式1.B 2、C 3、A 4、A 5、C6.以点(12,-3,5)为球心,半径长为6得球7.解:由题意设A (0,y,0),则(y -1)2+4=5,得y =0或y =2,故点A 得坐标为(0,0,0)或(0,2,0).8.直角 解析:因为|AB |2=9,|BC |2=9+36=45,|AC |2=36,所以|BC |2=|AB |2+|AC |2,所以△ABC 为直角三角形.9、87解析:|AB | =(x -1)2+(5-x -x -2)2+(2x -1-2+x )2=14⎝⎛⎭⎫x -872+57, 故当x =87时,|AB |取得最小值. 10.解:(1)假设在y 轴上存在点M ,满足|MA |=|MB |、设M (0,y,0),由|MA |=|MB |,可得32+y 2+12=12+y 2+32、显然,此式对任意y ∈R 恒成立.∴y 轴上所有点都满足关系|MA |=|MB |、(2)假设在y 轴上存在点M ,使△MAB 为等边三角形.由(1)可知,y 轴上任一点都有|MA |=|MB |,∴只要满足|MA |=|AB |,就可以使得△MAB 就是等边三角形. ∵|MA |=10+y 2,|AB |=(1-3)2+(0-0)2+(-3-1)2=20,∴10+y 2=20,解得y =±10、故y 轴上存在点M ,使△MAB 为等边三角形,点M 得坐标为(0,10,0)或(0,-10,0).。