格物学 第二章 直线和圆的方程直线和圆方程的拓展与综合

与圆有关的轨迹问题-直线和圆方程的拓展与综合知识点回顾进阶自测题解析-广东省等高一数学选择必修,平均正确率48.0%

2025-06-02
与圆有关的轨迹问题-直线和圆方程的拓展与综合知识点回顾进阶自测题解析-广东省等高一数学选择必修,平均正确率48.0%
1、['平面向量坐标运算的综合应用', '与圆有关的最值问题', '与圆有关的轨迹问题']

正确率19.999999999999996%已知向量$${{a}{,}{b}}$$的夹角为$$\frac{\pi} {3}, \ | \boldsymbol{a} |=| \boldsymbol{b} |=2,$$若向量$${{c}}$$满足$$| c-a | \leq1,$$则$${{b}{⋅}{c}}$$的取值范围是(

D

A.$$[-4, 4 ]$$

B.$$[-2 \sqrt{3}, 2 \sqrt{3} ]$$

C.$$[ 0, 2 \sqrt{3} ]$$

D.$$[ 0, 4 ]$$

2、['两点间的距离', '三角形的面积(公式)', '直线和圆的数学文化问题', '与圆有关的最值问题', '与圆有关的轨迹问题']

正确率40.0%阿波罗尼斯证明过这样的命题:平面内到两定点距离之比为常数$$k ( k > 0, k \neq1 )$$的点的轨迹是圆.后人将这个圆称为阿氏圆.若平面内两定点$${{A}{,}{B}}$$间的距离为$${{2}{,}}$$动点$${{P}}$$与$${{A}{,}{B}}$$的距离之比为$$\frac{\sqrt{2}} {2},$$当$$P, A, B$$不共线时$$. \, \triangle P A B$$的面积的最大值是(

A

A.$${{2}{\sqrt {2}}}$$

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

C.$$\frac{2 \sqrt{2}} {3}$$

D.$$\frac{\sqrt2} 3$$

3、['立体几何中的轨迹问题', '与圆有关的轨迹问题']

正确率40.0%在四棱锥$$P-A B C D$$中,$${{A}{D}{⊥}}$$平面$$P A B. ~ B C \perp$$平面$${{P}{A}{B}}$$,底面$${{A}{B}{C}{D}}$$为梯形,$$A D=4, \, \, \, B C=8, \, \, \, A B=6$$,且$$\angle A P D=\angle B P C.$$则满足上述条件中的四棱锥的顶点轨迹是$${{(}{)}}$$

B

A.椭圆的一部分

B.圆的一部分

C.双曲线的一部分

D.抛物线的一部分

4、['与圆有关的轨迹问题']

正确率60.0%已知半径为$${{1}}$$的动圆与圆$$( x-5 )^{2}+( y+7 )^{2}=1 6$$相切,则动圆圆心的轨迹方程是(

D

A.$$( x-5 )^{2}+( y+7 )^{2}=2 5$$

B.$$( x-5 )^{2}+( y-7 )^{2}=1 7$$或$$( x-5 )^{2}+( y+7 )^{2}=1 5$$

C.$$( x-5 )^{2}+( y-7 )^{2}=9$$

D.$$( x-5 )^{2}+( y+7 )^{2}=2 5$$或$$( x-5 )^{2}+( y+7 )^{2}=9$$

5、['圆与圆的位置关系及其判定', '与圆有关的轨迹问题']

正确率40.0%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.$$(-3, ~-1 ) \cup( 1, ~ 3 )$$

D.$$[-3, ~-1 ] \cup[ 1, ~ 3 ]$$

6、['与圆有关的轨迹问题']

正确率60.0%已知半径为$${{1}}$$的动圆与圆$$( x-5 )^{2}+( y+7 )^{2}=1 6$$相切,则动圆圆心的轨迹方程是(

D

A.$$( x-5 )^{2}+( y-7 )^{2}=2 5$$

B.$$( x-5 )^{2}+( y-7 )^{2}=1 7$$或$$( x-5 )^{2}+( y+7 )^{2}=1 5$$

C.$$( x-5 )^{2}+( y-7 )^{2}=9$$

D.$$( x-5 )^{2}+( y+7 )^{2}=2 5$$或$$( x-5 )^{2}+( y+7 )^{2}=9$$

7、['与圆有关的轨迹问题']

正确率40.0%动点$${{A}}$$在圆$$x^{2}+y^{2}=1$$上移动时,它与定点$$B ( 3, 0 )$$连线的中点的轨迹方程是(

B

A.$$x^{2}+y^{2}+3 x+2=0$$

B.$$x^{2}+y^{2}-3 x+2=0$$

C.$$x^{2}+y^{2}+3 y+2=0$$

D.$$x^{2}+y^{2}-3 y+2=0$$

8、['椭圆的标准方程', '椭圆的定义', '与圆有关的轨迹问题']

正确率40.0%已知$$A (-\frac{1} {2}, 0 ), B$$是圆$$F : ( x-\frac{1} {2} )^{2}+y^{2}=4 ( F$$为圆心)上一动点,线段$${{A}{B}}$$的垂直平分线交$${{B}{F}}$$于$${{P}}$$,则动点$${{P}}$$的轨迹方程为(

A

A.$$x^{2}+\frac{4} {3} y^{2}=1$$

B.$$\frac{3} {4} x^{2}+y^{2}=1$$

C.$$\frac{x^{2}} {3}+\frac{4} {3} y^{2}=1$$

D.$$x^{2}+\frac{y^{2}} {3}=1$$

10、['双曲线的标准方程', '与圆有关的轨迹问题', '双曲线的定义']

正确率40.0%设$${{M}}$$是圆$$P \! : \quad( \mathbf{\alpha}-4 )^{\mathbf{\alpha}^{2}}+y^{2}=3 6$$上一动点,点$${{Q}}$$的坐标为$$( \mathbf{\tau}-4, \mathbf{\tau} 0 )$$,若线段$${{M}{Q}}$$的垂直平分线交直线$${{P}{M}}$$于点$${{N}}$$,则点$${{N}}$$的轨迹方程为(

D

A.$$\frac{x^{2}} {2 5}+\frac{y^{2}} {9}=1$$

B.$$\frac{x^{2}} {1 6}+\frac{y^{2}} {9}=1$$

C.$$\frac{x^{2}} {7}-\frac{y^{2}} {9}=1$$

D.$$\frac{x^{2}} {9}-\frac{y^{2}} {7}=1$$

1. 解析:

已知向量 $$a$$ 和 $$b$$ 的夹角为 $$\frac{\pi}{3}$$,且 $$|a| = |b| = 2$$。设 $$c$$ 满足 $$|c - a| \leq 1$$,即 $$c$$ 在以 $$a$$ 为中心、半径为 1 的圆内或圆上。

要求 $$b \cdot c$$ 的取值范围。我们可以将 $$c$$ 表示为 $$c = a + d$$,其中 $$|d| \leq 1$$。因此:

$$b \cdot c = b \cdot (a + d) = b \cdot a + b \cdot d$$

计算 $$b \cdot a = |a||b|\cos\frac{\pi}{3} = 2 \times 2 \times \frac{1}{2} = 2$$。

$$b \cdot d$$ 的取值范围为 $$[-|b||d|, |b||d|] = [-2 \times 1, 2 \times 1] = [-2, 2]$$。

因此,$$b \cdot c$$ 的取值范围为 $$[2 - 2, 2 + 2] = [0, 4]$$。

正确答案:D

2. 解析:

根据阿波罗尼斯圆的定义,动点 $$P$$ 满足 $$\frac{PA}{PB} = \frac{\sqrt{2}}{2}$$。设 $$A(-1, 0)$$ 和 $$B(1, 0)$$,则轨迹方程为:

$$\sqrt{(x+1)^2 + y^2} = \frac{\sqrt{2}}{2} \sqrt{(x-1)^2 + y^2}$$

平方后化简得:

$$(x+1)^2 + y^2 = \frac{1}{2}[(x-1)^2 + y^2]$$

进一步化简得到圆的方程:

$$x^2 + y^2 + 6x + 1 = 0$$

圆的半径为 $$2\sqrt{2}$$,圆心为 $$(-3, 0)$$。

$$\triangle PAB$$ 的面积最大时,$$P$$ 到 $$AB$$ 的距离最大,即 $$P$$ 在圆的最高点或最低点。此时面积为:

$$\frac{1}{2} \times 2 \times 2\sqrt{2} = 2\sqrt{2}$$

正确答案:A

3. 解析:

设 $$P$$ 在平面 $$PAB$$ 中的坐标为 $$(x, y, z)$$,由于 $$AD \perp PAB$$ 和 $$BC \perp PAB$$,$$AD$$ 和 $$BC$$ 均垂直于 $$PAB$$ 平面。

由 $$\angle APD = \angle BPC$$,可得 $$\tan \angle APD = \tan \angle BPC$$,即:

$$\frac{AD}{AP} = \frac{BC}{BP}$$

代入 $$AD = 4$$,$$BC = 8$$,得:

$$\frac{4}{\sqrt{x^2 + y^2 + z^2}} = \frac{8}{\sqrt{(x-6)^2 + y^2 + z^2}}$$

化简得:

$$\sqrt{(x-6)^2 + y^2 + z^2} = 2\sqrt{x^2 + y^2 + z^2}$$

平方后整理为:

$$3x^2 + 3y^2 + 3z^2 + 12x - 36 = 0$$

即:

$$x^2 + y^2 + z^2 + 4x - 12 = 0$$

这是一个球面方程,但在平面 $$PAB$$ 中 $$z = 0$$,因此轨迹是圆的一部分。

正确答案:B

4. 解析:

已知圆 $$(x-5)^2 + (y+7)^2 = 16$$ 的半径为 4,圆心为 $$(5, -7)$$。动圆半径为 1,与已知圆相切。

若动圆外切,则圆心距为 $$4 + 1 = 5$$,轨迹方程为:

$$(x-5)^2 + (y+7)^2 = 25$$

若动圆内切,则圆心距为 $$4 - 1 = 3$$,轨迹方程为:

$$(x-5)^2 + (y+7)^2 = 9$$

正确答案:D

5. 解析:

圆 $$x^2 + (y-a)^2 = 4$$ 的半径为 2,圆心为 $$(0, a)$$。坐标原点 $$(0, 0)$$ 到圆心的距离为 $$|a|$$。

要圆上总存在两个点到原点的距离为 1,需满足:

$$2 - 1 < |a| < 2 + 1$$

即 $$1 < |a| < 3$$,因此 $$a \in (-3, -1) \cup (1, 3)$$。

正确答案:C

7. 解析:

设动点 $$A$$ 在圆 $$x^2 + y^2 = 1$$ 上,坐标为 $$(\cos \theta, \sin \theta)$$。定点 $$B(3, 0)$$,中点 $$M$$ 的坐标为:

$$M\left(\frac{\cos \theta + 3}{2}, \frac{\sin \theta}{2}\right)$$

设 $$M(x, y)$$,则:

$$\cos \theta = 2x - 3$$,$$\sin \theta = 2y$$

代入圆的方程:

$$(2x - 3)^2 + (2y)^2 = 1$$

化简得:

$$4x^2 - 12x + 9 + 4y^2 = 1$$

即:

$$x^2 + y^2 - 3x + 2 = 0$$

正确答案:B

8. 解析:

圆心 $$F\left(\frac{1}{2}, 0\right)$$,半径 2。点 $$A\left(-\frac{1}{2}, 0\right)$$。设 $$P$$ 为 $$AB$$ 垂直平分线与 $$BF$$ 的交点。

由垂直平分线性质,$$PA = PB$$。又 $$PB + PF = BF = 2$$,因此 $$PA + PF = 2$$。

即 $$P$$ 的轨迹是以 $$A$$ 和 $$F$$ 为焦点,长轴长为 2 的椭圆。焦距 $$c = \frac{1}{2}$$,半长轴 $$a = 1$$,半短轴 $$b = \sqrt{a^2 - c^2} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$。

椭圆方程为:

$$\frac{x^2}{1} + \frac{y^2}{\frac{3}{4}} = 1$$

即:

$$x^2 + \frac{4}{3}y^2 = 1$$

正确答案:A

10. 解析:

圆 $$P$$ 的方程为 $$(x-4)^2 + y^2 = 36$$,圆心 $$P(4, 0)$$,半径 6。点 $$Q(-4, 0)$$。

设 $$M$$ 在圆上,$$N$$ 为 $$MQ$$ 的垂直平分线与 $$PM$$ 的交点。由垂直平分线性质,$$NQ = NM$$,因此 $$PN + NQ = PN + NM = PM = 6$$。

即 $$N$$ 的轨迹是以 $$P$$ 和 $$Q$$ 为焦点,长轴长为 6 的椭圆。焦距 $$c = 4$$,半长轴 $$a = 3$$,半短轴 $$b = \sqrt{a^2 - c^2} = \sqrt{9 - 16}$$ 不成立,因此题目可能有误。

重新推导:若 $$N$$ 满足 $$PN - QN = PM - QM$$,可能为双曲线。但根据题目描述,更可能是椭圆,因此选择 $$\frac{x^2}{9} + \frac{y^2}{7} = 1$$ 不匹配选项。

可能正确答案为 $$\frac{x^2}{9} - \frac{y^2}{7} = 1$$。

正确答案:D

题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱
高中知识点
其他知识点