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 圆的方程知识点教师选题进阶自测题解析-广东省等高一数学选择必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-09-29
点与圆的位置关系-2.4 圆的方程知识点教师选题进阶自测题解析-广东省等高一数学选择必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['点与圆的位置关系', '两点间的距离', '向量的模', '三角形的“四心”']

正确率60.0%已知$$A \left( 0, 1 \right), \, \, \, B \left( \sqrt{2}, 0 \right), \, \, \, O$$为坐标原点,动点$${{P}}$$满足$$\left| \overrightarrow{O P} \right|=2,$$则$$\left| \overrightarrow{O A}+\overrightarrow{O B}+\overrightarrow{O P} \right|$$的 最小值为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{2}{−}{\sqrt {3}}}$$

B.$${{2}{+}{\sqrt {3}}}$$

C.$${{7}{−}{4}{\sqrt {3}}}$$

D.$${{7}{+}{4}{\sqrt {3}}}$$

2、['点与圆的位置关系']

正确率80.0%若点$$( 1, ~ 1 )$$在圆$$( x-a )^{2}+( y+a )^{2}=4$$的内部,则$${{a}}$$的值可以是(

B

A.$${{−}{1}}$$

B.$${{0}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

3、['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

4、['点与圆的位置关系', '直线与圆的位置关系及其判定', '两条直线垂直', '两条直线平行']

正确率60.0%已知圆$$O \colon\quad x^{2}+y^{2}=r^{2}$$,点$$P ( a, b ) ( a b \neq0 )$$是圆$${{O}}$$内一点,过点$${{P}}$$的圆$${{O}}$$的最短的弦在直线$${{l}_{1}}$$上,直线$${{l}_{2}}$$的方程为$$b x-a y=r^{2}$$,那么(

B

A.$$l_{1} / / l_{2},$$且$${{l}_{2}}$$与圆$${{O}}$$相交

B.$${{l}_{1}{⊥}{{l}_{2}}}$$且$${{l}_{2}}$$与圆$${{O}}$$相离

C.$$l_{1} / / l_{2},$$且$${{l}_{2}}$$与圆$${{O}}$$相离

D.$${{l}_{1}{⊥}{{l}_{2}}}$$且$${{l}_{2}}$$与圆$${{O}}$$相切

5、['点与圆的位置关系', '圆的定义与标准方程', '一元二次不等式的解法']

正确率60.0%若过点$$( 1, 2 )$$总可以作两条直线和圆$$x^{2}+y^{2}+k x+2 y+k^{2}-1 5=0$$相切,则实数$${{k}}$$的取值范围是(

A

A.$$\left(-\frac{8 \sqrt{3}} {3}, @-3 \right) \cup\left( 2, �odot \frac{8 \sqrt{3}} {3} \right)$$

B.$$(-\infty,-3 ) \cup( 2,+\infty)$$

C.$$(-3, 2 )$$

D.$$\left[-\frac{8 \sqrt{3}} {3}, ~-3 \right) \cup\left( 2, ~ \frac{8 \sqrt{3}} {3} \right]$$

6、['点与圆的位置关系', '直线与圆的位置关系及其判定', '直线和圆相切']

正确率40.0%在平面直角坐标系$${{x}{O}{y}}$$中,过直线$${{x}{=}{2}}$$上任意一点$${{P}}$$作圆$$O_{:} ~ x^{2}+y^{2}=2$$的两条切线,切点分别为$${{A}{,}{B}}$$,若直线$${{A}{B}}$$与圆$$M \colon( x-t )^{2}+( y-2 )^{2}=8$$恒有公共点,则实数$${{t}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

B

A.$$(-1, 3 )$$

B.$$[-1, 3 ]$$

C.$$[ 0, 3 ]$$

D.$$( 0, 3 )$$

7、['点与圆的位置关系', '圆的一般方程']

正确率60.0%若圆$$C_{:} \, \, x^{2}+y^{2}-2 ( m-1 ) x+2 ( m-1 ) y+2 m^{2}-6 m+4=0$$过坐标原点,则实数$${{m}}$$的值为 (

C

A.$${{2}}$$或$${{1}}$$

B.$${{−}{2}}$$或$${{−}{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{1}}$$

8、['交集', '点与圆的位置关系', '函数求值域']

正确率60.0%若集合$$M=\{y | y=x^{2}-1, x \in R \}, \, \, \, N=\{x | x^{2}+y^{2}=1, x \in R, y \in R \}$$,则$$M \cap N=( \textit{} )$$

B

A.$$(-1, 1 )$$

B.$$[-1, 1 ]$$

C.$$[-1, 1 )$$

D.$${{∅}}$$

9、['古典概型的概率计算公式', '点与圆的位置关系']

正确率60.0%以连续两次掷一枚骰子得到向上的点数作为点$${{M}}$$的坐标,则点$${{M}}$$落在圆$$x^{2}+y^{2}=1 6$$外的概率为(

D

A.$$\begin{array} {l l} {\frac{1} {9}} \\ \end{array}$$

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

C.$$\begin{array} {l l} {\frac{4} {9}} \\ \end{array}$$

D.$$\begin{array} {l l} {7} \\ {\frac{7} {9}} \\ \end{array}$$

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$$x^{2}+y^{2} \leqslant1$$,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. 已知 $$A(0,1)$$, $$B(\sqrt{2},0)$$, $$O$$ 为坐标原点,动点 $$P$$ 满足 $$|\overrightarrow{OP}|=2$$,求 $$|\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}+\overrightarrow{OP}|$$ 的最小值。

设 $$\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}=(0,1)+(\sqrt{2},0)=(\sqrt{2},1)$$,记 $$\vec{c}=(\sqrt{2},1)$$,则 $$|\vec{c}|=\sqrt{2+1}=\sqrt{3}$$。

所求为 $$|\vec{c}+\overrightarrow{OP}|$$,其中 $$|\overrightarrow{OP}|=2$$。由向量三角不等式:$$|\vec{c}+\overrightarrow{OP}|\geq ||\vec{c}|-|\overrightarrow{OP}||=|\sqrt{3}-2|=2-\sqrt{3}$$。

当 $$\overrightarrow{OP}$$ 与 $$\vec{c}$$ 反向共线时取等号,最小值 $$2-\sqrt{3}$$。

答案:A

2. 点 $$(1,1)$$ 在圆 $$(x-a)^2+(y+a)^2=4$$ 内部,求 $$a$$ 的取值范围。

点代入圆方程:$$(1-a)^2+(1+a)^2<4$$

展开:$$1-2a+a^2+1+2a+a^2<4$$,即 $$2+2a^2<4$$,$$2a^2<2$$,$$a^2<1$$,$$-1

选项中满足的为 $$a=0$$。

答案:B

3. 定点 $$P(x_0,y_0)$$ 在单位圆 $$x^2+y^2=1$$ 内部,判断直线 $$x_0x+y_0y=1$$ 与圆的位置关系。

圆心 $$(0,0)$$ 到直线距离 $$d=\frac{{|0+0-1|}}{{\sqrt{x_0^2+y_0^2}}}=\frac{{1}}{{\sqrt{x_0^2+y_0^2}}}$$。

因 $$P$$ 在圆内,$$x_0^2+y_0^2<1$$,故 $$d>1$$,直线与圆相离。

答案:C

4. 圆 $$O: x^2+y^2=r^2$$,点 $$P(a,b)$$ 在圆内,过 $$P$$ 的最短弦在直线 $$l_1$$ 上,直线 $$l_2: bx-ay=r^2$$,判断 $$l_1$$ 与 $$l_2$$ 关系及 $$l_2$$ 与圆的位置。

过圆内一点的最短弦垂直于该点与圆心的连线,故 $$l_1$$ 斜率为 $$-\frac{{a}}{{b}}$$(若 $$b\neq0$$)。

$$l_2$$ 斜率:$$\frac{{b}}{{a}}$$(若 $$a\neq0$$),故 $$l_1 \perp l_2$$。

圆心到 $$l_2$$ 距离:$$d=\frac{{|b\cdot0-a\cdot0-r^2|}}{{\sqrt{b^2+(-a)^2}}}=\frac{{r^2}}{{\sqrt{a^2+b^2}}}$$。

因 $$P$$ 在圆内,$$a^2+b^2r$$,$$l_2$$ 与圆相离。

答案:B

5. 过点 $$(1,2)$$ 总可作两条直线与圆 $$x^2+y^2+kx+2y+k^2-15=0$$ 相切,求 $$k$$ 的取值范围。

圆方程化为标准形:$$(x+\frac{{k}}{{2}})^2+(y+1)^2=16-\frac{{3k^2}}{{4}}$$。

需满足:① 圆存在,即 $$16-\frac{{3k^2}}{{4}}>0$$,$$k^2<\frac{{64}}{{3}}$$,$$-\frac{{8\sqrt{3}}}{{3}}

② 点在圆外:将 $$(1,2)$$ 代入左边:$$1+4+k+4+k^2-15>0$$,即 $$k^2+k-6>0$$,$$(k+3)(k-2)>0$$,$$k<-3$$ 或 $$k>2$$。

取交集:$$k\in\left(-\frac{{8\sqrt{3}}}{{3}},-3\right)\cup\left(2,\frac{{8\sqrt{3}}}{{3}}\right)$$。

答案:A

6. 过直线 $$x=2$$ 上任意点 $$P$$ 作圆 $$O: x^2+y^2=2$$ 的两条切线,切点 $$A,B$$,直线 $$AB$$ 与圆 $$M: (x-t)^2+(y-2)^2=8$$ 恒有公共点,求 $$t$$ 范围。

设 $$P(2,m)$$,则切点弦 $$AB$$ 的方程为 $$2x+my=2$$。

圆 $$M$$ 圆心 $$(t,2)$$,半径 $$2\sqrt{2}$$。直线 $$AB$$ 与圆 $$M$$ 恒有公共点,即圆心到直线距离 $$\leq$$ 半径。

距离 $$d=\frac{{|2t+2m-2|}}{{\sqrt{4+m^2}}}$$。需对任意 $$m$$ 有 $$d\leq 2\sqrt{2}$$。

即 $$\frac{{|2t+2m-2|}}{{\sqrt{4+m^2}}}\leq 2\sqrt{2}$$ 恒成立。

两边平方:$$(2t+2m-2)^2 \leq 8(4+m^2)$$,即 $$4(t+m-1)^2 \leq 32+8m^2$$。

整理得:$$(t+m-1)^2 \leq 8+2m^2$$,即 $$m^2+2(t-1)m+(t-1)^2-2m^2-8\leq 0$$,$$-m^2+2(t-1)m+(t-1)^2-8\leq 0$$。

对任意 $$m$$ 成立,需判别式 $$\Delta \leq 0$$:$$4(t-1)^2+4[(t-1)^2-8]\leq 0$$,即 $$(t-1)^2+(t-1)^2-8\leq 0$$,$$2(t-1)^2\leq 8$$,$$(t-1)^2\leq 4$$,$$-1\leq t\leq 3$$。

答案:B

7. 圆 $$C: x^2+y^2-2(m-1)x+2(m-1)y+2m^2-6m+4=0$$ 过坐标原点,求 $$m$$。

将 $$(0,0)$$ 代入:$$0+0-0+0+2m^2-6m+4=0$$,即 $$2m^2-6m+4=0$$,$$m^2-3m+2=0$$,$$(m-1)(m-2)=0$$,$$m=1$$ 或 $$m=2$$。

答案:A

8. 集合 $$M=\{y|y=x^2-1,x\in R\}=[-1,+\infty)$$,$$N=\{x|x^2+y^2=1,x\in R,y\in R\}$$ 实为圆上点的横坐标集合,即 $$N=[-1,1]$$。

$$M\cap N=[-1,1]$$。

答案:B

9. 掷骰子两次,点 $$M$$ 坐标,求落在圆 $$x^2+y^2=16$$ 外的概率。

总样本数:$$6\times 6=36$$。

圆内及圆上满足 $$x^2+y^2\leq 16$$,骰子点数 $$1\sim 6$$。

枚举满足 $$x^2+y^2\leq 16$$ 的点对:

$$x=1$$:$$y=1,2,3,4,5,6$$ 均满足(最大 $$1+36=37>16$$?检查:$$1^2+4^2=17>16$$,故 $$y\leq 3$$,即 $$y=1,2,3$$ 共 3 个)

$$x=2$$:$$y^2\leq 12$$,$$y=1,2,3$$($$4^2=16>12$$)共 3 个

$$x=3$$:$$y^2\leq 7$$,$$y=1,2$$($$3^2=9>7$$)共 2 个

$$x=4$$:$$y^2\leq 0$$,$$y$$ 无整数($$4^2=16$$,需 $$y=0$$ 但骰子无 0)共 0 个

$$x=5,6$$ 时 $$x^2\geq 25>16$$,无。

圆内及圆上点数:$$(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(2,3),(3,1),(3,2)$$ 共 8 个。

圆外点数:$$36-8=28$$,概率 $$\frac{{28}}{{36}}=\frac{{7}}{{9}}$$。

答案:D

10. 军营区域 $$x^2+y^2\leq 1$$,将军从 $$A(2,0)$$ 出发,河岸线 $$x+y-4=0$$,饮马后回军营,求最短总路程。

先求 $$A$$ 关于河岸线的对称点 $$A'$$:河岸线法向量 $$(1,1)$$,过 $$A$$ 垂线:$$x-y=2$$。

联立 $$\begin{cases} x+y=4 \\ x-y=2 \end{cases}$$ 得垂足 $$H(3,1)$$。

$$A'=2H-A=(4,2)$$。

将军饮马问题转化为 $$A'$$ 到军营区域的最短距离减去军营半径。

$$A'$$ 到圆心 $$(0,0)$$ 距离 $$\sqrt{16+4}=\sqrt{20}=2\sqrt{5}$$,军营半径 1。

最短总路程 $$=2\sqrt{5}-1$$。

答案:B

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