高中數(shù)學(xué)人教A版必修二第4章 習(xí)題課 課時(shí)作業(yè)含答案

人教版高中數(shù)學(xué)必修精品教學(xué)資料 習(xí)題課　圓與方程 【課時(shí)目標(biāo)】　1．鞏固圓的方程的兩種形式,并熟練應(yīng)用圓的方程解決有關(guān)問題．2．熟練掌握直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系的判定及應(yīng)用． 1．圓的方程 2．直線與圓的位置關(guān)系的判定(d表示圓心到直線的距離,r表示圓半徑) 3．圓與圓的位置關(guān)系(d表示兩圓圓心距,R、r表示兩圓半徑且 R≥r) 一、選擇題 1．圓x2＋y2＋2x－4y＝0的圓心坐標(biāo)和半徑分別是(　　) A．(1,－2),5 B．(1,－2), C．(－1,2),5 D．(－1,2), 2．以線段AB：x＋y－2＝0(0≤x≤2)為直徑的圓的方程為(　　) A．(x＋1)2＋(y＋1)2＝2 B．(x－1)2＋(y－1)2＝2 C．(x＋1)2＋(y＋1)2＝8 D．(x－1)2＋(y－1)2＝8 3．直線x－y＝0繞原點(diǎn)按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)30所得直線與圓x2＋y2－4x＋1＝0的位置關(guān)系是(　　) A．相交且過圓心 B．相交但不過圓心 C．相切 D．相離 4．若圓x2＋y2－2ax＋3by＝0的圓心位于第三象限,則直線x＋ay＋b＝0一定不經(jīng)過(　　) A．第一象限 B．第二象限 C．第三象限 D．第四象限 5．直線l與直線3x＋4y－15＝0垂直,與圓x2＋y2－18x＋45＝0相切,則直線l的方程是(　　) A．4x－3y－6＝0 B．4x－3y－66＝0 C．4x－3y－6＝0或4x－3y－66＝0 D．4x－3y－15＝0 6．方程＝k(x－2)＋3有兩個(gè)不等實(shí)根,則k的取值范圍為(　　) A． B． C． D． 二、填空題 7．過點(diǎn)M(0,4),且被圓(x－1)2＋y2＝4截得的線段長為2的直線方程為____________． 8．一束光線從點(diǎn)A(－1,1)出發(fā)經(jīng)x軸反射到圓(x－2)2＋(y－3)2＝1上的最短路程為________． 9．集合A＝{(x,y)|x2＋y2＝4},B＝{(x,y)|(x－3)2＋(y－4)2＝r2},其中r>0,若A∩B中有且僅有一個(gè)元素,則r的值是________． 三、解答題 10．有一圓C與直線l：4x－3y＋6＝0相切于點(diǎn)A(3,6),且經(jīng)過點(diǎn)B(5,2),求此圓的標(biāo)準(zhǔn)方程． 11．已知圓C：x2＋y2－2x－4y－20＝0及直線l：(2m＋1)x＋(m＋1)y＝7m＋4(m∈R)． (1)證明：不論m取什么實(shí)數(shù),直線l與圓C總相交； (2)求直線l被圓C截得的弦長的最小值及此時(shí)的直線方程． 能力提升 12．已知曲線C：(x－1)2＋y2＝1,點(diǎn)A(－1,0)及點(diǎn)B(2,a),從點(diǎn)A觀察點(diǎn)B,要使視線不被曲線C攔住,則a的取值范圍是(　　) A．(－∞,－1)∪(1,＋∞) B．(－∞,－)∪(,＋∞) C．(,＋∞) D．(－∞,－3)∪(3,＋∞) 13．已知P是直線3x＋4y＋8＝0上的動(dòng)點(diǎn),PA、PB是圓x2＋y2－2x－2y＋1＝0的兩條切線,A、B是切點(diǎn),C是圓心,求四邊形PACB面積的最小值． 初中我們從平面幾何的角度研究過圓的問題,本章則主要是利用圓的方程從代數(shù)角度研究了圓的性質(zhì),如果我們能夠?qū)烧哂袡C(jī)地結(jié)合起來解決圓的問題,將在處理圓有關(guān)問題時(shí)收到意想不到的效果． 圓是非常特殊的幾何圖形,它既是中心對稱圖形又是軸對稱圖形,它的許多幾何性質(zhì)在解決圓的問題時(shí)往往起到事半功倍的作用,所以在實(shí)際解題中常用幾何法,充分結(jié)合圓的平面幾何性質(zhì)．那么,我們來看經(jīng)常使用圓的哪些幾何性質(zhì)： (1)圓的切線的性質(zhì)：圓心到切線的距離等于半徑；切點(diǎn)與圓心的連線垂直于切線；切線在切點(diǎn)處的垂線一定經(jīng)過圓心；圓心、圓外一點(diǎn)及該點(diǎn)所引切線的切點(diǎn)構(gòu)成直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)等等． (2)直線與圓相交的弦的有關(guān)性質(zhì)：相交弦的中點(diǎn)與圓心的連線垂直于弦所在直線；弦的垂直平分線(中垂線)一定經(jīng)過圓心；弦心距、半徑、弦長的一半構(gòu)成直角三角形的三邊,滿足勾股定理． (3)與直徑有關(guān)的幾何性質(zhì)：直徑是圓的最長的弦；圓的對稱軸一定經(jīng)過圓心；直徑所對的圓周角是直角． 習(xí)題課　圓與方程 答案 知識梳理 1．(1)(x－a)2＋(y－b)2＝r2　(a,b)　(2)x2＋y2＋Dx＋Ey＋F＝0　D2＋E2－4F 2．d>r　d＝r 作業(yè)設(shè)計(jì) 1．D 2．B　[線段AB兩端點(diǎn)為(0,2)、(2,0),∴圓心為(1,1),半徑r＝,∴選B．] 3．C　[直線旋轉(zhuǎn)后為y＝x,圓心(2,0)到該直線距離d＝r．∴選C．] 4．D　[圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x－a)2＋2＝a2＋b2． 圓心為．∴a<0,b>0．∴y＝－x－不過第四象限．] 5．C　[設(shè)直線方程為4x－3y＋m＝0,由直線與圓相切得m＝－6或－66．] 6．A　[ 在同一平面直角坐標(biāo)系中分別畫出y＝(就是x2＋y2＝4,y≥0)和y＝k(x－2)＋3的圖象．如圖所示,問題就轉(zhuǎn)化為兩條曲線有兩個(gè)交點(diǎn)的問題,需kPA<k≤kPB． kPB＝＝,對于k(x－2)－y＋3＝0,因?yàn)橹本€與圓相切,所以d＝r,即＝2,解得kPA＝． 所以k的取值范圍為．] 7．x＝0或15x＋8y－32＝0 解析　設(shè)直線方程為x＝0或kx－y＋4＝0．當(dāng)直線方程為x＝0時(shí),弦長為2符合題意；當(dāng)直線方程為kx－y＋4＝0時(shí),d＝＝＝1,解得k＝－,因此直線方程為15x＋8y－32＝0． 8．4 解析　點(diǎn)A關(guān)于x軸的對稱點(diǎn)A′(－1,－1),轉(zhuǎn)化為求A′(－1,－1)到圓上的點(diǎn)的距離的最小值問題,其最小值為－1＝4． 9．3或7 解析　這是以集合為載體考查兩圓位置關(guān)系． ∵A∩B中有且僅有一個(gè)元素, ∴兩圓x2＋y2＝4與(x－3)2＋(y－4)2＝r2相切, O(0,0),C(3,4),|OC|＝5,r1＝2,r2＝r, 故2＋r＝5,或r－2＝5,∴r＝3或7． 10．解　設(shè)所求圓的圓心為O,則OA⊥l,又設(shè)直線OA與圓的另一交點(diǎn)為P．所以直線OA的斜率為－．故直線OA的方程為y－6＝－(x－3),即3x＋4y－33＝0．又因?yàn)閗AB＝＝－2,從而由平面幾何知識可知kPB＝,則直線PB的方程為x－2y－1＝0． 解方程組得 即點(diǎn)P的坐標(biāo)為(7,3)．因?yàn)閳A心為AP的中點(diǎn), 半徑為OA＝, 故所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x－5)2＋2＝． 11．(1)證明　把直線l的方程改寫成(x＋y－4)＋m(2x＋y－7)＝0, 由方程組,解得, 所以直線l總過定點(diǎn)(3,1)． 圓C的方程可寫成(x－1)2＋(y－2)2＝25,所以圓C的圓心為(1,2),半徑為5． 定點(diǎn)(3,1)到圓心(1,2)的距離為＝<5,即點(diǎn)(3,1)在圓內(nèi)．所以過點(diǎn)(3,1)的直線總與圓相交,即不論m取什么實(shí)數(shù),直線l與圓C總相交． (2)解　設(shè)直線與圓交于A、B兩點(diǎn)．當(dāng)直線l過定點(diǎn)M(3,1)且垂直于過點(diǎn)M的圓C的半徑時(shí),l被截得的弦長|AB|最短． 因?yàn)閨AB|＝2 ＝2＝2＝4,此時(shí)kAB＝－＝2,所以直線AB的方程為y－1＝2(x－3),即2x－y－5＝0． 故直線l被圓C截得的弦長最小值為4,此時(shí)直線l的方程為2x－y－5＝0． 12．B 解析　視線即切線,切線與直線x＝2交點(diǎn)以下部分和以上部分即為視線看得見的部分,圓的切線方程為y＝(x＋1)．當(dāng)x＝2時(shí),y＝,所以a∈(－∞,－)∪(,＋∞),故選B． 13．解　方法一　從運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)看問題,當(dāng)動(dòng)點(diǎn)P沿直線3x＋4y＋8＝0向左上方或向右下方無窮遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)時(shí),直角三角形PAC的面積SRt△PAC＝|PA||AC|＝|PA|越來越大,從而S四邊形PACB也越來越大；當(dāng)點(diǎn)P從左上、右下兩個(gè)方向向中間運(yùn)動(dòng)時(shí),S四邊形PACB變小,顯然,當(dāng)點(diǎn)P到達(dá)一個(gè)最特殊的位置,即CP垂直直線時(shí),S四邊形PACB應(yīng)有唯一的最小值,此時(shí)|PC|＝＝3, 從而|PA|＝＝2． ∴(S四邊形PACB)min＝2|PA||AC|＝2． 方法二　利用等價(jià)轉(zhuǎn)化的思想,設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為(x,y),則 |PC|＝,由勾股定理及|AC|＝1,得 |PA|＝＝,從而S四邊形PACB＝2S△PAC＝2|PA||AC|＝|PA|＝,從而欲求S四邊形PACB的最小值,只需求|PA|的最小值,只需求|PC|2＝(x－1)2＋(y－1)2的最小值,即定點(diǎn)C(1,1)與直線上動(dòng)點(diǎn)P(x,y)距離的平方的最小值,它也就是點(diǎn)C(1,1)到直線3x＋4y＋8＝0的距離的平方,這個(gè)最小值d2＝()2＝9, ∴(S四邊形PACB)min＝＝2．