格物学 第二章 直线和圆的方程2.4 圆的方程

点与圆的位置关系-2.4 圆的方程知识点考前进阶选择题自测题答案-河北省等高一数学选择必修,平均正确率55.99999999999999%

2025-09-04
点与圆的位置关系-2.4 圆的方程知识点考前进阶选择题自测题答案-河北省等高一数学选择必修,平均正确率55.99999999999999%
1、['点与圆的位置关系', '向量加法的定义及运算法则', '向量的数量积的定义']

正确率40.0%已知$$A. ~ B. ~ C$$是圆$$O_{:} ~ x^{2}+y^{2}=4$$上的三点,$$\overrightarrow{O A}+\overrightarrow{O B}=\overrightarrow{O C}, \, \, \overrightarrow{A B} \cdot\overrightarrow{O A}=( \cdot)$$

C

A.$${{6}}$$

B.$${{6}{\sqrt {3}}}$$

C.$${{−}{6}}$$

D.$${{−}{6}{\sqrt {3}}}$$

2、['点与圆的位置关系']

正确率80.0%点$$P ( 3, \ m )$$与圆$$( x+1 )^{2}+y^{2}=9$$的位置关系是(

B

A.在圆内

B.在圆外

C.在圆上

D.不确定

3、['点与圆的位置关系']

正确率80.0%若点$$( a+1, a-1 )$$在圆$$x^{2}+y^{2}-2 a y-4=0$$的内部$${{(}}$$不包括边界$${{)}}$$,则$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A.$${{a}{>}{1}}$$

B.$$0 < a < 1$$

C.$$a < \frac{1} {5}$$

D.$${{a}{<}{1}}$$

4、['点与圆的位置关系', '直线与圆的位置关系及其判定']

正确率60.0%已知定点$$P ( x_{0}, \ y_{0} )$$在单位圆$$x^{2}+y^{2}=1$$内部,则直线$$x_{0} x+y_{0} y=1$$与圆$$x^{2}+y^{2}=1$$的位置关系是(

C

A.相交

B.相切

C.相离

D.无法确定

5、['点与圆的位置关系', '圆的定义与标准方程', '直线与圆相交']

正确率40.0%已知圆的方程为$$x^{2}+y^{2}-2 x-4 y-4=0$$,设该圆过点$$M ( 2, 3 )$$的最长弦和最短弦分别为$${{A}{C}}$$和$${{B}{D}}$$,则四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$面积为(

C

A.$${{6}}$$

B.$${{6}{\sqrt {5}}}$$

C.$${{6}{\sqrt {7}}}$$

D.$${{6}{\sqrt {{1}{1}}}}$$

6、['古典概型的概率计算公式', '古典概型的应用', '点与圆的位置关系', '分步乘法计数原理']

正确率60.0%若用连续投掷两枚均匀的正方体骰子分别得到的点数$${{m}{,}{n}}$$作为点$${{P}}$$的坐标$$( m, n )$$,则点$${{P}}$$落在圆$$x^{2}+y^{2}=1 6$$内的概率为(

D

A.$$\frac{1} {2}$$

B.$$\frac{1} {4}$$

C.$$\frac{1} {6}$$

D.$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {9}} \\ \end{array}$$

7、['点与圆的位置关系', '圆的定义与标准方程', '直线与圆的位置关系及其判定', '直线和圆相切', '直线与圆相交']

正确率60.0%已知直线$${{l}}$$过点$$P ~ ( \mathrm{~}-1, \mathrm{~} \sqrt{3} )$$,圆$$C_{:} \ x^{2}+y^{2}=4$$,则直线$${{l}}$$与圆$${{C}}$$的位置关系是(

C

A.相切

B.相交

C.相切或相交

D.相离

8、['双曲线的离心率', '点与圆的位置关系', '双曲线的渐近线', '两直线的交点坐标', '双曲线的其他性质', '双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距']

正确率40.0%设双曲线的左准线与两条渐近线交于$${{A}{、}{B}}$$两点,左焦点在以$${{A}{B}}$$为直径的圆内,则该双曲线的离心率的取值范围为(

B

A.$$( 0, \sqrt2 )$$

B.$$( 1, \sqrt{2} )$$

C.$$\left( \frac{\sqrt{2}} {2}, 1 \right)$$

D.$$( \sqrt{2},+\infty)$$

9、['点与圆的位置关系', '直线的点斜式方程', '两条直线垂直', '直线的斜率']

正确率40.0%过点$$( 3, 1 )$$作圆$$\left( x-1 \right)^{2}+y^{2}=r^{2}$$的切线有且只有一条,则该切线的方程为(

D

A.$$x-2 y-5=0$$

B.$$x-2 y-7=0$$

C.$$2 x+y-5=0$$

D.$$2 x+y-7=0$$

10、['点与圆的位置关系']

正确率60.0%若原点在圆$$( \mathbf{\alpha}-\mathbf{3} )^{\mathbf{\alpha} 2}+\mathbf{\alpha} ( \mathbf{y}+4 )^{\mathbf{\alpha} 2}=m$$的外部,则实数$${{m}}$$的取值范围是(

C

A.$${{m}{>}{{2}{5}}}$$

B.$${{m}{>}{5}}$$

C.$$0 < m < 2 5$$

D.$$0 < m < 5$$

1. 已知 $$A, B, C$$ 在圆 $$O: x^2 + y^2 = 4$$ 上,且 $$\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} = \overrightarrow{OC}$$。设 $$\overrightarrow{OA} = (x_1, y_1)$$,$$\overrightarrow{OB} = (x_2, y_2)$$,则 $$\overrightarrow{OC} = (x_1 + x_2, y_1 + y_2)$$。由于 $$A, B, C$$ 在圆上,有 $$x_1^2 + y_1^2 = 4$$,$$x_2^2 + y_2^2 = 4$$,$$(x_1 + x_2)^2 + (y_1 + y_2)^2 = 4$$。展开得 $$x_1^2 + y_1^2 + x_2^2 + y_2^2 + 2(x_1 x_2 + y_1 y_2) = 4$$,代入得 $$4 + 4 + 2(x_1 x_2 + y_1 y_2) = 4$$,即 $$8 + 2(x_1 x_2 + y_1 y_2) = 4$$,解得 $$x_1 x_2 + y_1 y_2 = -2$$。

计算 $$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{OA} = (\overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA}) \cdot \overrightarrow{OA} = \overrightarrow{OB} \cdot \overrightarrow{OA} - \overrightarrow{OA} \cdot \overrightarrow{OA} = (x_1 x_2 + y_1 y_2) - (x_1^2 + y_1^2) = -2 - 4 = -6$$。

答案:C. $$-6$$

2. 圆 $$(x + 1)^2 + y^2 = 9$$ 的圆心为 $$(-1, 0)$$,半径 $$r = 3$$。计算点 $$P(3, m)$$ 到圆心的距离:$$d = \sqrt{(3 - (-1))^2 + (m - 0)^2} = \sqrt{16 + m^2} \geq 4 > 3$$,因此点 $$P$$ 在圆外。

答案:B. 在圆外

3. 圆 $$x^2 + y^2 - 2 a y - 4 = 0$$ 化为标准形式:$$x^2 + (y - a)^2 = a^2 + 4$$,圆心为 $$(0, a)$$,半径 $$r = \sqrt{a^2 + 4}$$。点 $$(a + 1, a - 1)$$ 在圆内部,需满足到圆心距离小于半径:$$\sqrt{(a + 1 - 0)^2 + (a - 1 - a)^2} < \sqrt{a^2 + 4}$$,即 $$\sqrt{(a + 1)^2 + (-1)^2} < \sqrt{a^2 + 4}$$,两边平方得 $$(a + 1)^2 + 1 < a^2 + 4$$,展开得 $$a^2 + 2a + 1 + 1 < a^2 + 4$$,即 $$2a + 2 < 4$$,解得 $$a < 1$$。同时需保证点在圆内(不包括边界),且分母不为零,综合得 $$a < 1$$。

答案:D. $$a < 1$$

4. 单位圆 $$x^2 + y^2 = 1$$,点 $$P(x_0, y_0)$$ 在内部,有 $$x_0^2 + y_0^2 < 1$$。直线 $$x_0 x + y_0 y = 1$$ 到圆心 $$(0, 0)$$ 的距离为 $$d = \frac{| -1 |}{\sqrt{x_0^2 + y_0^2}} = \frac{1}{\sqrt{x_0^2 + y_0^2}} > 1$$(因为 $$\sqrt{x_0^2 + y_0^2} < 1$$),所以 $$d > r = 1$$,直线与圆相离。

答案:C. 相离

5. 圆方程 $$x^2 + y^2 - 2x - 4y - 4 = 0$$ 化为标准形式:$$(x - 1)^2 + (y - 2)^2 = 9$$,圆心 $$C(1, 2)$$,半径 $$r = 3$$。最长弦为直径,过 $$M(2, 3)$$ 和圆心,方向为 $$\overrightarrow{CM} = (1, 1)$$,长度 $$6$$。最短弦为与 $$\overrightarrow{CM}$$ 垂直的弦,方向 $$(-1, 1)$$,半弦长 $$l = \sqrt{r^2 - d^2}$$,其中 $$d$$ 为 $$M$$ 到圆心距离:$$d = \sqrt{(2 - 1)^2 + (3 - 2)^2} = \sqrt{2}$$,所以 $$l = \sqrt{9 - 2} = \sqrt{7}$$,弦长 $$2\sqrt{7}$$。四边形 $$ABCD$$ 为两垂直弦构成的矩形,面积 $$6 \times 2\sqrt{7} = 12\sqrt{7}$$?但选项无此值,重新审题:最长弦和最短弦分别为 $$AC$$ 和 $$BD$$,则四边形为菱形,面积公式为对角线乘积的一半:$$\frac{1}{2} \times 6 \times 2\sqrt{7} = 6\sqrt{7}$$。

答案:C. $$6\sqrt{7}$$

6. 骰子点数 $$m, n$$ 从 1 到 6,总情况数 $$6 \times 6 = 36$$。点 $$P(m, n)$$ 在圆 $$x^2 + y^2 < 16$$ 内,需满足 $$m^2 + n^2 < 16$$。枚举满足条件的 $$(m, n)$$:

$$m = 1$$:$$n = 1, 2, 3$$(3 点)

$$m = 2$$:$$n = 1, 2, 3$$(3 点)

$$m = 3$$:$$n = 1, 2$$(2 点)

$$m = 4$$ 及以上时 $$m^2 \geq 16$$,不满足。总满足点数 $$3 + 3 + 2 = 8$$。

概率 $$P = \frac{8}{36} = \frac{2}{9}$$。

答案:D. $$\frac{2}{9}$$

7. 圆 $$C: x^2 + y^2 = 4$$,圆心 $$(0, 0)$$,半径 $$r = 2$$。点 $$P(-1, \sqrt{3})$$ 到圆心距离 $$d = \sqrt{(-1)^2 + (\sqrt{3})^2} = \sqrt{1 + 3} = 2 = r$$,所以点 $$P$$ 在圆上。过圆上一点的直线与圆的位置关系为相交或相切(若为切线则相切,否则相交)。

答案:C. 相切或相交

8. 设双曲线标准方程 $$\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1$$,离心率 $$e = \frac{c}{a}$$,$$c^2 = a^2 + b^2$$。左准线 $$x = -\frac{a^2}{c}$$,渐近线 $$y = \pm \frac{b}{a} x$$。联立求交点 $$A, B$$:代入 $$x = -\frac{a^2}{c}$$ 得 $$y = \pm \frac{b}{a} \left( -\frac{a^2}{c} \right) = \mp \frac{a b}{c}$$,所以 $$A\left( -\frac{a^2}{c}, -\frac{a b}{c} \right)$$,$$B\left( -\frac{a^2}{c}, \frac{a b}{c} \right)$$。以 $$AB$$ 为直径的圆,圆心为 $$\left( -\frac{a^2}{c}, 0 \right)$$,半径 $$R = \frac{a b}{c}$$。左焦点 $$F(-c, 0)$$ 在该圆内,需满足 $$F$$ 到圆心距离小于半径:$$\left| -c + \frac{a^2}{c} \right| < \frac{a b}{c}$$,即 $$\left| \frac{a^2 - c^2}{c} \right| < \frac{a b}{c}$$,代入 $$c^2 - a^2 = b^2$$ 得 $$\left| -\frac{b^2}{c} \right| < \frac{a b}{c}$$,即 $$\frac{b^2}{c} < \frac{a b}{c}$$,两边乘 $$c$$(正)得 $$b^2 < a b$$,即 $$b < a$$($$b > 0$$)。所以 $$\frac{b}{a} < 1$$,即 $$\sqrt{e^2 - 1} < 1$$,解得 $$e^2 < 2$$,$$e < \sqrt{2}$$。又双曲线 $$e > 1$$,所以 $$1 < e < \sqrt{2}$$。

答案:B. $$(1, \sqrt{2})$$

9. 过点 $$(3, 1)$$ 作圆 $$(x - 1)^2 + y^2 = r^2$$ 的切线有且只有一条,说明点在圆上。代入点:$$(3 - 1)^2 + 1^2 = r^2$$,得 $$4 + 1 = 5 = r^2$$。圆心 $$(1, 0)$$,点 $$(3, 1)$$,斜率 $$k = \frac{1 - 0}{3 - 1} = \frac{1}{2}$$,切线斜率 $$-2$$(垂直半径)。切线方程:$$y - 1 = -2(x - 3)$$,即 $$2x + y - 7 = 0$$。

答案:D. $$2x + y - 7 = 0$$

10. 圆 $$(x - 3)^2 + (y + 4)^2 = m$$,圆心 $$(3, -4)$$,半径 $$\sqrt{m}$$($$m > 0$$)。原点 $$(0, 0)$$ 在圆外部,需满足到圆心距离大于半径:$$\sqrt{(0 - 3)^2 + (0 + 4)^2} > \sqrt{m}$$,即 $$\sqrt{9 + 16} > \sqrt{m}$$,$$5 > \sqrt{m}$$,所以 $$m < 25$$。同时 $$m > 0$$(圆存在),所以 $$0 < m < 25$$。

答案:C. $$0 < m < 25$$

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