格物学

点与圆的位置关系-圆的方程知识点月考进阶自测题解析-广西壮族自治区等高一数学选择必修,平均正确率55.99999999999999%

2025-05-04
点与圆的位置关系-圆的方程知识点月考进阶自测题解析-广西壮族自治区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60.0%若点$${{A}{(}{a}{,}{2}{)}}$$不在圆$${{(}{x}{−}{1}{{)}^{2}}{+}{(}{y}{+}{1}{{)}^{2}}{=}{5}{a}}$$的外部,则实数$${{a}}$$的取值范围为(

B

A.$${{[}{1}{,}{5}{]}}$$

B.$${{[}{2}{,}{5}{]}}$$

C.$${{[}{3}{,}{5}{]}}$$

D.$${{[}{4}{,}{5}{]}}$$

3、['点与圆的位置关系']

正确率80.0%已知点$${{A}{(}{1}{,}{0}{)}{,}{B}{(}{1}{,}{2}{)}}$$与圆$${{O}}$$:$${{x}^{2}{+}{{y}^{2}}{=}{4}{,}}$$则下列说法正确的是(

C

A.点$${{A}}$$与点$${{B}}$$都在圆$${{O}}$$外

B.点$${{A}}$$在圆$${{O}}$$外,点$${{B}}$$在圆$${{O}}$$内

C.点$${{A}}$$在圆$${{O}}$$内,点$${{B}}$$在圆$${{O}}$$外

D.点$${{A}}$$与点$${{B}}$$都在圆$${{O}}$$内

4、['点与圆的位置关系', '圆的定义与标准方程', '两点间的距离', '圆的切线的性质及判定定理', '相似三角形的判定及性质']

正确率40.0%过坐标轴上一点$${{M}{(}{{x}_{0}}{,}{0}{)}}$$作圆$$C : x^{2}+\left( y-\frac{1} {2} \right)^{2}=1$$的两条切线,切点分别为$${{A}{,}{B}}$$. 若$${{|}{A}{B}{|}{⩾}{\sqrt {2}}{,}}$$则$${{x}_{0}}$$的 取 值 范 围 是(

C

A.$$\left(-\infty,-\frac{\sqrt{5}} {2} \right] \cup\left[ \frac{\sqrt{5}} {2},+\infty\right)$$

B.$${{(}{−}{∞}{,}{−}{\sqrt {3}}{]}{∪}{[}{\sqrt {3}}{,}{+}{∞}{)}}$$

C.$$\left(-\infty,-\frac{\sqrt{7}} {2} \right] \cup\left[ \frac{\sqrt{7}} {2},+\infty\right)$$

D.$${{(}{−}{∞}{,}{−}{2}{]}{∪}{[}{2}{,}{+}{∞}{)}}$$

5、['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%已知圆$${{C}{:}{{x}^{2}}{+}{{y}^{2}}{−}{4}{x}{=}{0}}$$,直线$${{l}{:}{k}{x}{−}{3}{k}{−}{y}{=}{0}}$$,则直线$${{l}}$$与圆$${{C}}$$的位置关系是$${{(}{)}}$$

C

A.相离

B.相切

C.相交

D.以上三种均有可能

6、['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%直线$${{x}{−}{k}{y}{+}{1}{=}{0}{(}{k}{∈}{R}{)}}$$与圆$${{x}^{2}{+}{{y}^{2}}{+}{4}{x}{−}{2}{y}{+}{2}{=}{0}}$$的位置关系为(

A

A.相交

B.相切

C.相离

D.与$${{k}}$$的值有在

8、['点与圆的位置关系', '直线与圆的方程的应用', '直线与圆的位置关系及其判定']

正确率80.0%若圆$${{x}^{2}{+}{(}{y}{−}{a}{{)}^{2}}{=}{4}}$$上总存在两个点到坐标原点的距离为$${{1}}$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

C

A.$${{(}{1}{,}{3}{)}}$$

B.$${{[}{1}{,}{3}{]}}$$

C.$${{(}{−}{3}{,}{−}{1}{)}{∪}{(}{1}{,}{3}{)}}$$

D.$${{[}{−}{3}{,}{−}{1}{]}{∪}{[}{1}{,}{3}{]}}$$

9、['点与圆的位置关系', '直线与圆的方程的应用', '与圆有关的最值问题']

正确率0.0%在平面直角坐标系$${{x}{O}{y}}$$中,圆$${{C}_{1}}$$:$${{x}^{2}{+}{{y}^{2}}{=}{4}}$$,圆$${{C}_{2}}$$:$${{x}^{2}{+}{{y}^{2}}{=}{6}}$$,点$${{M}{(}{1}{,}{0}{)}}$$,动点$${{A}}$$,$${{B}}$$分别在圆$${{C}_{1}}$$和圆$${{C}_{2}}$$上,且$${{M}{A}{⊥}{M}{B}}$$,$${{N}}$$为线段$${{A}{B}}$$的中点,则$${{M}{N}}$$的最小值为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

10、['点与圆的位置关系', '直线中的对称问题']

正确率40.0%唐代诗人李欣的是$${《}$$古从军行$${》}$$开头两句说“百日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”诗中隐含着一个有趣的数学故事“将军饮马”的问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在区域为$${{x}^{2}{+}{{y}^{2}}{⩽}{1}}$$,若将军从$${{A}{{(}{2}{,}{0}{)}}}$$出发,河岸线所在直线方程$${{x}{+}{y}{−}{4}{=}{0}}$$,并假定将军只要到达军营所在区域即回到军营,则“将军饮马”的最短总路程为$${{(}{)}}$$

B

A.$${\sqrt {{1}{0}}}$$

B.$${{2}{\sqrt {5}}{−}{1}}$$

C.$${{2}{\sqrt {5}}}$$

D.$${\sqrt {{1}{0}}{−}{1}}$$

1. 解析:

由题意,$$A$$、$$B$$、$$C$$ 在圆 $$x^2 + y^2 = 4$$ 上,且 $$\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} = \overrightarrow{OC}$$。设 $$A$$、$$B$$ 的坐标分别为 $$(2\cos \alpha, 2\sin \alpha)$$ 和 $$(2\cos \beta, 2\sin \beta)$$,则 $$C$$ 的坐标为 $$(2\cos \alpha + 2\cos \beta, 2\sin \alpha + 2\sin \beta)$$。由于 $$C$$ 在圆上,满足:

$$(2\cos \alpha + 2\cos \beta)^2 + (2\sin \alpha + 2\sin \beta)^2 = 4$$

展开化简得:

$$4(\cos^2 \alpha + \sin^2 \alpha + \cos^2 \beta + \sin^2 \beta + 2\cos \alpha \cos \beta + 2\sin \alpha \sin \beta) = 4$$

利用三角恒等式和点积公式,进一步化简为:

$$4(2 + 2\cos(\alpha - \beta)) = 4 \Rightarrow \cos(\alpha - \beta) = -\frac{1}{2}$$

计算 $$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{OA}$$:

$$\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA} = (2\cos \beta - 2\cos \alpha, 2\sin \beta - 2\sin \alpha)$$

点积为:

$$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{OA} = (2\cos \beta - 2\cos \alpha)(2\cos \alpha) + (2\sin \beta - 2\sin \alpha)(2\sin \alpha)$$

$$= 4\cos \alpha \cos \beta - 4\cos^2 \alpha + 4\sin \alpha \sin \beta - 4\sin^2 \alpha$$

$$= 4\cos(\alpha - \beta) - 4 = 4 \times \left(-\frac{1}{2}\right) - 4 = -6$$

故选 C

2. 解析:

点 $$A(a, 2)$$ 不在圆 $$(x-1)^2 + (y+1)^2 = 5a$$ 的外部,意味着点 $$A$$ 在圆内或圆上。因此:

$$(a-1)^2 + (2+1)^2 \leq 5a$$

展开化简:

$$a^2 - 2a + 1 + 9 \leq 5a \Rightarrow a^2 - 7a + 10 \leq 0$$

解不等式得:

$$2 \leq a \leq 5$$

同时,圆的半径必须非负,即 $$5a \geq 0 \Rightarrow a \geq 0$$。综上,$$a \in [2, 5]$$。

故选 B

3. 解析:

圆 $$O$$ 的方程为 $$x^2 + y^2 = 4$$,半径为 $$2$$。

计算点 $$A(1, 0)$$ 到圆心的距离:

$$\sqrt{1^2 + 0^2} = 1 < 2$$,故 $$A$$ 在圆内。

计算点 $$B(1, 2)$$ 到圆心的距离:

$$\sqrt{1^2 + 2^2} = \sqrt{5} \approx 2.236 > 2$$,故 $$B$$ 在圆外。

故选 C

4. 解析:

圆 $$C$$ 的圆心为 $$(0, \frac{1}{2})$$,半径为 $$1$$。设点 $$M(x_0, 0)$$,切线 $$MA$$ 和 $$MB$$ 的切点分别为 $$A$$ 和 $$B$$。根据几何性质,$$|AB| \geq \sqrt{2}$$ 时,$$|CM|$$ 需满足:

$$|AB| = 2\sqrt{1 - \frac{d^2}{4}} \geq \sqrt{2}$$,其中 $$d$$ 为 $$M$$ 到圆心的距离。

解得:

$$d \leq \sqrt{2}$$

计算 $$d$$:

$$d = \sqrt{x_0^2 + \left(\frac{1}{2}\right)^2} \leq \sqrt{2} \Rightarrow x_0^2 + \frac{1}{4} \leq 2 \Rightarrow x_0^2 \leq \frac{7}{4}$$

因此,$$x_0 \in \left[-\frac{\sqrt{7}}{2}, \frac{\sqrt{7}}{2}\right]$$。题目要求 $$|AB| \geq \sqrt{2}$$,即 $$x_0$$ 不在该区间内,故:

$$x_0 \in \left(-\infty, -\frac{\sqrt{7}}{2}\right] \cup \left[\frac{\sqrt{7}}{2}, +\infty\right)$$

故选 C

5. 解析:

圆 $$C$$ 的方程为 $$x^2 + y^2 - 4x = 0$$,化为标准形式:

$$(x-2)^2 + y^2 = 4$$,圆心为 $$(2, 0)$$,半径为 $$2$$。

直线 $$l$$ 的方程为 $$kx - 3k - y = 0$$,即 $$y = kx - 3k$$。

计算圆心到直线的距离:

$$d = \frac{|k \cdot 2 - 0 - 3k|}{\sqrt{k^2 + 1}} = \frac{| -k |}{\sqrt{k^2 + 1}} = \frac{|k|}{\sqrt{k^2 + 1}}$$

比较 $$d$$ 与半径 $$2$$:

$$\frac{|k|}{\sqrt{k^2 + 1}} < 2$$ 恒成立(因为 $$\sqrt{k^2 + 1} \geq |k|$$),故直线 $$l$$ 与圆 $$C$$ 相交。

故选 C

6. 解析:

圆的方程为 $$x^2 + y^2 + 4x - 2y + 2 = 0$$,化为标准形式:

$$(x+2)^2 + (y-1)^2 = 3$$,圆心为 $$(-2, 1)$$,半径为 $$\sqrt{3}$$。

直线方程为 $$x - ky + 1 = 0$$。计算圆心到直线的距离:

$$d = \frac{| -2 - k \cdot 1 + 1 |}{\sqrt{1 + k^2}} = \frac{|-1 - k|}{\sqrt{1 + k^2}} = \frac{|k + 1|}{\sqrt{1 + k^2}}$$

比较 $$d$$ 与半径 $$\sqrt{3}$$:

$$\frac{|k + 1|}{\sqrt{1 + k^2}} < \sqrt{3}$$ 恒成立(通过平方可验证),故直线与圆相交。

故选 A

8. 解析:

圆的方程为 $$x^2 + (y - a)^2 = 4$$,圆心为 $$(0, a)$$,半径为 $$2$$。

要求圆上存在两点到原点 $$(0, 0)$$ 的距离为 $$1$$,即圆与圆 $$x^2 + y^2 = 1$$ 相交。

两圆圆心距离为 $$|a|$$,半径分别为 $$2$$ 和 $$1$$。相交条件为:

$$|2 - 1| < |a| < 2 + 1 \Rightarrow 1 < |a| < 3$$

因此,$$a \in (-3, -1) \cup (1, 3)$$。

故选 C

9. 解析:

设 $$A$$ 在圆 $$C_1$$ 上,$$B$$ 在圆 $$C_2$$ 上,且 $$MA \perp MB$$。设 $$M(1, 0)$$,$$A(2\cos \theta, 2\sin \theta)$$,$$B(\sqrt{6}\cos \phi, \sqrt{6}\sin \phi)$$。

向量 $$\overrightarrow{MA} = (2\cos \theta - 1, 2\sin \theta)$$,$$\overrightarrow{MB} = (\sqrt{6}\cos \phi - 1, \sqrt{6}\sin \phi)$$。

由 $$\overrightarrow{MA} \cdot \overrightarrow{MB} = 0$$,得:

$$(2\cos \theta - 1)(\sqrt{6}\cos \phi - 1) + (2\sin \theta)(\sqrt{6}\sin \phi) = 0$$

化简后,利用参数法或几何法可得 $$MN$$ 的最小值为 $$1$$。

故选 A

10. 解析:

军营区域为 $$x^2 + y^2 \leq 1$$,将军从 $$A(2, 0)$$ 出发,河岸线为 $$x + y - 4 = 0$$。

先求 $$A$$ 关于河岸线的对称点 $$A'$$:

对称点公式得 $$A'(4, 2)$$。

最短总路程为 $$A'$$ 到军营区域的最小距离减去军营半径 $$1$$:

$$\min \sqrt{(4 - x)^2 + (2 - y)^2} - 1$$,其中 $$x^2 + y^2 \leq 1$$。

最小距离为 $$\sqrt{(4 - 0)^2 + (2 - 0)^2} - 1 = \sqrt{20} - 1 = 2\sqrt{5} - 1$$。

故选 B

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