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

与圆有关的最值问题-直线和圆方程的拓展与综合知识点课后进阶单选题自测题解析-湖北省等高一数学选择必修,平均正确率50.0%

2025-05-19
与圆有关的最值问题-直线和圆方程的拓展与综合知识点课后进阶单选题自测题解析-湖北省等高一数学选择必修,平均正确率50.0%
1、['用向量的坐标表示两个向量垂直的条件', '与圆有关的最值问题']

正确率40.0%已知两点$${{A}{{(}{a}{,}{0}{)}}{,}{B}{{(}{−}{a}{,}{0}{)}}{{(}{a}{>}{0}{)}}}$$,若圆$${{(}{x}{−}{\sqrt {3}}{)}^{2}{+}{{(}{y}{−}{1}{)}^{2}}{=}{1}}$$上存在点$${{P}}$$,使得$${{∠}{A}{P}{B}{=}{{9}{0}}{^{∘}}}$$,则正实数$${{a}}$$的取值范围为(

B

A.$${{(}{0}{,}{3}{]}}$$

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

C.$${{[}{2}{,}{3}{]}}$$

D.$${{[}{1}{,}{2}{]}}$$

2、['与圆有关的最值问题']

正确率19.999999999999996%点$${{M}}$$是圆$${{C}}$$:$${{(}{x}{+}{2}{{)}^{2}}{+}{{y}^{2}}{=}{1}}$$上任意一点$${,{A}{B}}$$为圆$${{C}_{1}}$$:$${{(}{x}{−}{2}{{)}^{2}}{+}{{y}^{2}}{=}{3}}$$的弦,且$${{|}{A}{B}{|}{=}{2}{\sqrt {2}}{,}{N}}$$为$${{A}{B}}$$的中点,则$${{|}{M}{N}{|}}$$的最小值为(

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

4、['双曲线的离心率', '双曲线的渐近线', '双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '与圆有关的最值问题']

正确率40.0%已知双曲线$$C \colon\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1$$的离心率为$${\sqrt {{1}{7}}{,}}$$则圆$${({x}{−}{6}{)^{2}}{+}{{y}^{2}}{=}{1}}$$上的动点$${{M}}$$到双曲线$${{C}}$$的渐近线的最短距离为(

C

A.$${{2}{3}}$$

B.$${{2}{4}}$$

C.$$\frac{2 4 \sqrt{1 7}} {1 7}-1$$

D.$$\frac{2 4 \sqrt{1 7}} {1 7}$$

5、['圆上的点到直线的最大(小)距离', '与圆有关的最值问题']

正确率60.0%已知点$${{P}{(}{x}{,}{y}{)}}$$是圆$${{x}^{2}{+}{{y}^{2}}{=}{4}}$$上任意一点,则$${{z}{=}{2}{x}{+}{y}}$$的最大值为(

B

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

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

C.$${{6}}$$

D.$${{4}{\sqrt {5}}}$$

6、['点到直线的距离', '两点间的距离', '抛物线的顶点、焦点、准线', '抛物线的定义', '与圆有关的最值问题']

正确率40.0%已知$${{P}}$$为抛物线$${{y}^{2}{=}{4}{x}}$$上一个动点$${,{Q}}$$为圆$${{x}^{2}{+}{(}{y}{−}{4}{{)}^{2}}{=}{1}}$$上一个动点,那么点$${{P}}$$到点$${{Q}}$$的距离与点$${{P}}$$到直线$${{x}{=}{−}{1}}$$的距离之和的最小值是(

C

A.$${{5}}$$

B.$${{8}}$$

C.$${\sqrt {{1}{7}}{−}{1}}$$

D.$${\sqrt {{1}{5}}{−}{1}}$$

7、['圆的定义与标准方程', '圆与圆的位置关系及其判定', '与圆有关的最值问题']

正确率60.0%已知圆$${{C}}$$的圆心是直线$${{x}{−}{y}{+}{1}{=}{0}}$$与$${{x}}$$轴的交点,且圆$${{C}}$$与$${({x}{−}{2}{)^{2}}{+}{(}{y}{−}{4}{)^{2}}{=}{9}}$$相外切,若过点$${{P}{(}{−}{1}{,}{1}{)}}$$的直线$${{l}}$$与圆$${{C}}$$交于$${{A}{,}{B}}$$两点,当$${{∠}{A}{C}{B}}$$最小时,弦$${{A}{B}}$$的长为(

B

A.$${{4}}$$

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

C.$${{2}}$$

D.$${\sqrt {3}}$$

8、['圆的定义与标准方程', '两点间的距离', '抛物线的标准方程', '与圆有关的最值问题']

正确率40.0%点$${{P}}$$在抛物线$${{y}^{2}{=}{2}{x}}$$上,点$${{Q}}$$在圆$${{(}{x}{−}{2}{)}^{2}{+}{{y}^{2}}{=}{1}}$$上,则$${{|}{P}{Q}{|}}$$的最小值为(

D

A.$${{3}}$$

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

C.$${{2}}$$

D.$${\sqrt {3}{−}{1}}$$

9、['圆的定义与标准方程', '与圆有关的最值问题']

正确率60.0%已知半径为$${{1}}$$的圆$${{C}}$$经过点$${{(}{3}{,}{4}{)}}$$,则圆心$${{C}}$$到原点$${{O}}$$的距离的最小值为()​

A

A.$${{4}}$$

B.$${{5}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{7}}$$

10、['直线的截距式方程', '圆的一般方程', '与圆有关的最值问题']

正确率40.0%若直线$$\frac{x} {a}+\frac{y} {b}=1 ( a > 0, b > 0 )$$经过点$${{(}{1}{,}{1}{)}}$$,则圆$${{x}^{2}{+}{{y}^{2}}{−}{2}{{a}{x}}{−}{2}{{b}{y}}{=}{0}}$$面积的最小值是$${{(}{)}}$$

A

A.$${{8}{π}}$$

B.$${{4}{π}}$$

C.$${{2}{π}}$$

D.无最小值

1. 解析:

点 $$A(a,0)$$ 和 $$B(-a,0)$$ 在 $$x$$ 轴上,点 $$P$$ 满足 $$∠APB = 90°$$,说明 $$P$$ 在以 $$AB$$ 为直径的圆上。该圆的方程为 $$x^2 + y^2 = a^2$$。

题目要求圆 $$(x-\sqrt{3})^2 + (y-1)^2 = 1$$ 上存在点 $$P$$ 满足条件,即两圆有交点。两圆的圆心距离为 $$d = \sqrt{(\sqrt{3}-0)^2 + (1-0)^2} = 2$$。

两圆相交的条件是 $$|r_1 - r_2| \leq d \leq r_1 + r_2$$,即 $$|a - 1| \leq 2 \leq a + 1$$。

解得 $$1 \leq a \leq 3$$,故选 B。

2. 解析:

圆 $$C$$ 的圆心为 $$(-2,0)$$,半径为 1;圆 $$C_1$$ 的圆心为 $$(2,0)$$,半径为 $$\sqrt{3}$$。

弦 $$AB$$ 的长度为 $$2\sqrt{2}$$,由弦长公式可得 $$AB$$ 到圆心 $$C_1$$ 的距离为 $$\sqrt{3 - 2} = 1$$。

点 $$N$$ 是 $$AB$$ 的中点,因此 $$N$$ 到 $$C_1$$ 的距离为 1,即 $$N$$ 的轨迹是以 $$(2,0)$$ 为圆心、半径为 1 的圆。

$$|MN|$$ 的最小值为两圆心距离减去两半径,即 $$|(-2)-2| - 1 - 1 = 2$$,故选 B。

4. 解析:

双曲线的离心率 $$e = \sqrt{1 + \frac{b^2}{a^2}} = \sqrt{17}$$,解得 $$\frac{b}{a} = 4$$,渐近线方程为 $$y = \pm 4x$$。

圆 $$(x-6)^2 + y^2 = 1$$ 的圆心为 $$(6,0)$$,半径为 1。

圆心到渐近线的距离为 $$\frac{|4 \cdot 6|}{\sqrt{1 + 16}} = \frac{24}{\sqrt{17}}$$。

动点 $$M$$ 到渐近线的最短距离为圆心距离减去半径,即 $$\frac{24\sqrt{17}}{17} - 1$$,故选 C。

5. 解析:

圆 $$x^2 + y^2 = 4$$ 的半径为 2。$$z = 2x + y$$ 的最大值为直线 $$2x + y = k$$ 与圆相切时的 $$k$$ 值。

由距离公式,$$\frac{|k|}{\sqrt{4 + 1}} = 2$$,解得 $$k = \pm 2\sqrt{5}$$。

最大值为 $$2\sqrt{5}$$,故选 B。

6. 解析:

抛物线 $$y^2 = 4x$$ 的准线为 $$x = -1$$,焦点为 $$(1,0)$$。

点 $$P$$ 到准线的距离等于到焦点的距离,因此问题转化为求 $$|PQ| + |PF|$$ 的最小值,其中 $$F(1,0)$$。

圆的方程为 $$x^2 + (y-4)^2 = 1$$,圆心为 $$(0,4)$$,半径为 1。

最小值为 $$|CF| - r = \sqrt{(1-0)^2 + (0-4)^2} - 1 = \sqrt{17} - 1$$,故选 C。

7. 解析:

圆心 $$C$$ 为直线 $$x - y + 1 = 0$$ 与 $$x$$ 轴的交点,即 $$(-1,0)$$。

圆 $$C$$ 与圆 $$(x-2)^2 + (y-4)^2 = 9$$ 外切,圆心距 $$d = \sqrt{(2-(-1))^2 + (4-0)^2} = 5$$,因此圆 $$C$$ 的半径为 $$5 - 3 = 2$$。

当 $$∠ACB$$ 最小时,弦 $$AB$$ 最短,此时 $$AB$$ 垂直于 $$CP$$,其中 $$P(-1,1)$$。

$$CP = \sqrt{(-1-(-1))^2 + (1-0)^2} = 1$$,由勾股定理得 $$AB = 2\sqrt{4 - 1} = 2\sqrt{3}$$,故选 B。

8. 解析:

抛物线 $$y^2 = 2x$$ 的焦点为 $$(0.5,0)$$,圆 $$(x-2)^2 + y^2 = 1$$ 的圆心为 $$(2,0)$$,半径为 1。

点 $$P$$ 在抛物线上,$$|PQ|$$ 的最小值为圆心到抛物线的最小距离减去半径。

设 $$P(\frac{y^2}{2}, y)$$,则距离平方为 $$(\frac{y^2}{2} - 2)^2 + y^2$$,求导可得最小值为 3,因此 $$|PQ|$$ 的最小值为 $$\sqrt{3} - 1$$,故选 D。

9. 解析:

圆心 $$C$$ 到点 $$(3,4)$$ 的距离为 1,因此 $$C$$ 的轨迹是以 $$(3,4)$$ 为圆心、半径为 1 的圆。

圆心 $$C$$ 到原点 $$O$$ 的最小距离为 $$\sqrt{3^2 + 4^2} - 1 = 4$$,故选 A。

10. 解析:

直线 $$\frac{x}{a} + \frac{y}{b} = 1$$ 经过点 $$(1,1)$$,因此 $$\frac{1}{a} + \frac{1}{b} = 1$$。

圆的方程为 $$x^2 + y^2 - 2ax - 2by = 0$$,圆心为 $$(a,b)$$,半径为 $$\sqrt{a^2 + b^2}$$。

由 $$\frac{1}{a} + \frac{1}{b} = 1$$,利用不等式可得 $$ab \geq 4$$,当且仅当 $$a = b = 2$$ 时取等。

圆面积为 $$\pi(a^2 + b^2)$$,最小值为 $$\pi(4 + 4) = 8\pi$$,故选 A。

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