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课后进阶自测题答案-新疆维吾尔自治区等高一数学选择必修,平均正确率42.00000000000001%

2025-08-12
与圆有关的轨迹问题-直线和圆方程的拓展与综合知识点课后进阶自测题答案-新疆维吾尔自治区等高一数学选择必修,平均正确率42.00000000000001%
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40.0%在平面直角坐标系$${{x}{O}{y}}$$中,已知平面向量$${{a}{,}{b}}$$满足$$\boldsymbol{a}=( 1, \ \sqrt{3} ), \ | \boldsymbol{a}+\boldsymbol{b} |=4.$$则$${{|}{b}{|}}$$的取值范围是(

C

A.$$[ 2 \sqrt{3}, ~ 6 ]$$

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

C.$$[ 2, ~ 6 ]$$

D.$$[ 1, ~ 2 \sqrt{3} ]$$

2、['命题及其关系', '多面体', '直线与平面垂直的判定定理', '棱柱、棱锥、棱台的表面积和体积', '与圆有关的轨迹问题']

正确率0.0%svg异常

A.若$$D_{1} Q / \! /$$平面$${{A}_{1}{P}{D}}$$,则动点$${{Q}}$$的轨迹是一条线段

B.存在$${{Q}}$$点,使得$${{D}_{1}{Q}{⊥}}$$平面$${{A}_{1}{P}{D}}$$

C.当且仅当$${{Q}}$$点落在棱$${{C}{{C}_{1}}}$$上某点处时,三棱锥$$Q-A_{1} P D$$的体积最大

D.若$$D_{1} Q=\frac{\sqrt{6}} {2}$$,那么$${{Q}}$$点的轨迹长度为$$\frac{\sqrt{2}} {4} \pi$$

3、['多面体', '与圆有关的轨迹问题']

正确率40.0%在棱长为$${{2}}$$的正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,$${{N}}$$为$${{B}_{1}{{C}_{1}}}$$的中点,点$${{P}}$$在正方体各棱及表面上运动且满足$$A P \perp C N$$,则点$${{P}}$$轨迹所围成图形的面积为$${{(}{)}}$$

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

B.$${{4}{\sqrt {2}}}$$

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

D.$${{4}}$$

4、['圆与圆的位置关系及其判定', '双曲线的定义及其标准方程', '与圆有关的轨迹问题']

正确率40.0%与圆$$x^{2}+y^{2}=1$$及圆$$x^{2}+y^{2}-8 x+7=0$$都外切的圆的圆心轨迹是$${{(}{)}}$$

A.椭圆

B.双曲线

C.双曲线的左支

D.双曲线的右支

5、['直线和圆相切', '与圆有关的最值问题', '与圆有关的轨迹问题']

正确率60.0%在平面直角坐标系$${{x}{O}{y}}$$中,点$${{Q}}$$为圆$${{M}}$$:$$( x-1 )^{2}+( y-1 )^{2}=1$$上一动点,过圆$${{M}}$$外一点$${{P}}$$向圆$${{M}}$$引$${{−}}$$条切线,切点为$${{A}{,}}$$若$$| P A |=| P O |,$$则$${{|}{P}{Q}{|}}$$的最小值为(

C

A.$$\sqrt{2}-1$$

B.$$\sqrt{2}+1$$

C.$$\frac3 4 \sqrt2-1$$

D.$$\frac3 4 \sqrt2+1$$

6、['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.$$x^{2}+y^{2}-3 y+2=0$$

7、['点与圆的位置关系', '圆的定义与标准方程', '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%在平面直角坐标系$${{x}{O}{y}}$$中,点$$A \, ( 0, 3 )$$,直线$$l : y=2 x-4$$,设圆$${{C}}$$的半径为$${{1}}$$,圆心在$${{l}}$$上,若圆$${{C}}$$上存在点$${{M}}$$,使$$+ M A |=2 \left| M O \right|,$$则圆心$${{C}}$$的横坐标的取值范围为(

A

A.$$[ 0, \frac{1 2} {5} \rbrack$$

B.$$[ 0, 1 ]$$

C.$$[ 1, \frac{1 2} {5} ]$$

D.$$\left( 0, \frac{1 2} {5} \right)$$

8、['圆与圆的位置关系及其判定', '双曲线的定义', '与圆有关的轨迹问题']

正确率40.0%一动圆与圆$$O : x^{2}+y^{2}=1$$外切,而与圆$$C : x^{2}+y^{2}-6 x+8=0$$内切,那么动圆的圆心的轨迹是(

A

A.双曲线的一支

B.椭圆

C.抛物线

D.圆

9、['与圆有关的轨迹问题']

正确率80.0%古希腊数学家阿波罗尼奧斯$${{(}}$$约公元前$${{2}{6}{2}{~}}$$公元前$${{1}{9}{0}}$$年$${{)}}$$的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,著作中有这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数$$k ( k > 0$$且$${{k}{≠}{1}{)}}$$的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆.已知$$O ( 0, 0 )$$,$$A ( 3, 0 )$$,动点$$P ( x, y )$$满足$${\frac{| P A |} {| P O |}}=2$$,则动点$${{P}}$$轨迹与圆$$( x-1 )^{2}+y^{2}=1$$位置关系是$${{(}{)}}$$

C

A.外离

B.外切

C.相交

D.内切

10、['点到直线的距离', '与圆有关的最值问题', '与圆有关的轨迹问题']

正确率40.0%已知$${{a}^{→}}$$,$${{b}^{→}}$$,$${{e}^{→}}$$是平面向量,$${{e}^{→}}$$是单位向量.若非零向量$${{a}^{→}}$$与$${{e}^{→}}$$的夹角为$$\frac{\pi} {3}$$,向量$${{b}^{→}}$$满足$$\vec{b}^{2}-4 \vec{e} \cdot\vec{b}+3=0$$,则$$| \overrightarrow{a}-\overrightarrow{b} |$$的最小值是

C

A.$${{2}}$$

B.$$\sqrt3+1$$

C.$$\sqrt3-1$$

D.$${{2}{−}{\sqrt {3}}}$$

1. 已知向量 $$a = (1, \sqrt{3})$$,则 $$|a| = \sqrt{1^2 + (\sqrt{3})^2} = 2$$。设向量 $$b$$ 的模为 $$r$$,根据向量加法公式,$$|a + b| = 4$$ 可以表示为:

$$|a + b|^2 = |a|^2 + |b|^2 + 2|a||b|\cos\theta = 4^2$$

代入已知值得:

$$4 + r^2 + 4r\cos\theta = 16$$

整理得:

$$r^2 + 4r\cos\theta = 12$$

由于 $$\cos\theta \in [-1, 1]$$,因此 $$r$$ 的取值范围为:

$$r^2 - 4r \leq 12 \leq r^2 + 4r$$

解得 $$r \in [2, 6]$$,故选 C。

2. 题目描述不完整,无法解析。

3. 在正方体 $$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$ 中,设 $$A(0,0,0)$$,$$C(2,2,0)$$,$$N(2,1,2)$$。向量 $$CN = (0,-1,2)$$。设点 $$P(x,y,z)$$ 满足 $$AP \perp CN$$,即:

$$AP \cdot CN = x \cdot 0 + y \cdot (-1) + z \cdot 2 = -y + 2z = 0$$

即 $$y = 2z$$。由于 $$P$$ 在正方体表面运动,轨迹为平面 $$y = 2z$$ 与正方体表面的交线,围成的图形面积为 $$2\sqrt{5}$$,故选 A。

4. 圆 $$x^2 + y^2 = 1$$ 的圆心为 $$(0,0)$$,半径 $$r_1 = 1$$。圆 $$x^2 + y^2 - 8x + 7 = 0$$ 可化为 $$(x-4)^2 + y^2 = 9$$,圆心为 $$(4,0)$$,半径 $$r_2 = 3$$。设动圆圆心为 $$(x,y)$$,半径为 $$r$$,由外切条件得:

$$\sqrt{x^2 + y^2} = r + 1$$

$$\sqrt{(x-4)^2 + y^2} = r + 3$$

消去 $$r$$ 得:

$$\sqrt{(x-4)^2 + y^2} - \sqrt{x^2 + y^2} = 2$$

这是双曲线的右支,故选 D。

5. 圆 $$M$$ 的圆心为 $$(1,1)$$,半径 $$r = 1$$。设 $$P(x,y)$$,由切线性质 $$|PA| = \sqrt{(x-1)^2 + (y-1)^2 - 1}$$。根据题意 $$|PA| = |PO|$$,即:

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

平方化简得:

$$-2x - 2y + 1 = 0$$

即 $$x + y = \frac{1}{2}$$。$$|PQ|$$ 的最小值为点 $$(1,1)$$ 到直线 $$x + y = \frac{1}{2}$$ 的距离减去半径 $$1$$:

$$\frac{|1 + 1 - \frac{1}{2}|}{\sqrt{2}} - 1 = \frac{3}{2\sqrt{2}} - 1 = \frac{3\sqrt{2}}{4} - 1$$

故选 C。

6. 设动点 $$A$$ 为 $$(\cos\theta, \sin\theta)$$,定点 $$B(3,0)$$,中点 $$(x,y)$$ 满足:

$$x = \frac{\cos\theta + 3}{2}, \quad y = \frac{\sin\theta}{2}$$

消去 $$\theta$$ 得:

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

展开整理为 $$x^2 + y^2 - 3x + 2 = 0$$,故选 B。

7. 设圆心 $$C$$ 为 $$(a, 2a - 4)$$,圆 $$C$$ 上存在点 $$M$$ 满足 $$|MA| = 2|MO|$$。设 $$M(x,y)$$,则:

$$\sqrt{x^2 + (y-3)^2} = 2\sqrt{x^2 + y^2}$$

平方化简得:

$$3x^2 + 3y^2 + 6y - 9 = 0$$

即 $$x^2 + y^2 + 2y = 3$$。圆 $$C$$ 与 $$M$$ 的轨迹有交点,圆心距离满足:

$$\sqrt{a^2 + (2a-4 +1)^2} \leq 1 + 2$$

解得 $$a \in [0, \frac{12}{5}]$$,故选 A。

8. 圆 $$O$$ 的圆心为 $$(0,0)$$,半径 $$r_1 = 1$$;圆 $$C$$ 的圆心为 $$(3,0)$$,半径 $$r_2 = 1$$。设动圆圆心为 $$(x,y)$$,半径为 $$r$$,由题意:

$$\sqrt{x^2 + y^2} = r + 1$$

$$\sqrt{(x-3)^2 + y^2} = r - 1$$

消去 $$r$$ 得:

$$\sqrt{x^2 + y^2} - \sqrt{(x-3)^2 + y^2} = 2$$

这是双曲线的右支,故选 A。

9. 根据阿波罗尼斯圆定义,点 $$P$$ 满足 $$\frac{|PA|}{|PO|} = 2$$,即:

$$\sqrt{(x-3)^2 + y^2} = 2\sqrt{x^2 + y^2}$$

平方化简得:

$$3x^2 + 3y^2 + 6x - 9 = 0$$

即 $$(x+1)^2 + y^2 = 4$$。圆心为 $$(-1,0)$$,半径 $$R = 2$$。另一圆 $$(x-1)^2 + y^2 = 1$$ 的圆心为 $$(1,0)$$,半径 $$r = 1$$。两圆圆心距 $$d = 2$$,满足 $$d = R - r$$,故内切,选 D。

10. 设 $$e$$ 为单位向量,$$a$$ 与 $$e$$ 的夹角为 $$\frac{\pi}{3}$$,则 $$a \cdot e = |a|\cos\frac{\pi}{3} = \frac{|a|}{2}$$。对于 $$b$$,由 $$b^2 - 4e \cdot b + 3 = 0$$,设 $$b \cdot e = t$$,则:

$$|b|^2 - 4t + 3 = 0$$

$$|b|^2 = 4t - 3$$

$$|a - b|^2 = |a|^2 + |b|^2 - 2a \cdot b$$

最小化 $$|a - b|$$ 时,$$a$$ 和 $$b$$ 共线且方向相同,此时 $$|a - b| = \sqrt{3} - 1$$,故选 C。

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