格物学 第二章 直线和圆的方程2.5 直线与圆、圆与圆的位置关系

直线与圆的位置关系及其判定-2.5 直线与圆、圆与圆的位置关系知识点课后基础选择题自测题答案-山东省等高一数学选择必修,平均正确率68.0%

2025-06-21
直线与圆的位置关系及其判定-2.5 直线与圆、圆与圆的位置关系知识点课后基础选择题自测题答案-山东省等高一数学选择必修,平均正确率68.0%
1、['直线与圆的位置关系及其判定', '余弦(型)函数的定义域和值域']

正确率60.0%直线$$x \operatorname{c o s} \theta+y=1 \, \big( \theta\in\mathbf{R} \mathrm{\#} \, \theta\neq k \pi, k \in\mathbf{Z} \big)$$与圆$$2 x^{2}+2 y^{2}=1$$的位置关系是(

C

A.相切

B.相交

C.相离

D.不确定

2、['直线与圆的位置关系及其判定']

正确率80.0%已知圆$${{C}}$$:$$x^{2}+( y-2 )^{2}=4$$,若过点$$(-1, 1 )$$的直线$${{l}}$$与圆$${{C}}$$相交于$${{A}}$$,$${{B}}$$两个不同点,则$${{|}{A}{B}{|}}$$的最小值是$${{(}{)}}$$

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

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

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

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

3、['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

4、['点到直线的距离', '圆的定义与标准方程', '直线与圆的位置关系及其判定', '直线与圆相交']

正确率60.0%已知圆$$x^{2}+y^{2}-4 x-6 y+9=0$$与直线$$y=k x+3$$相交于$${{A}{,}{B}}$$两点,若$$| A B | \geqslant2 \sqrt{3}$$,则$${{k}}$$的取值范围是(

B

A.$$[-\frac{3} {4}, ~ 0 ]$$

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

C.$$[-\sqrt{3}, ~ \sqrt{3} ]$$

D.$$[-\frac{2} {3}, ~ 0 ]$$

5、['双曲线的离心率', '点到直线的距离', '双曲线的渐近线', '直线与圆的位置关系及其判定', '双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距']

正确率40.0%若双曲线$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-y^{2}=1 ( a > 0 )$$的一条渐近线与圆$$x^{2}+( y-2 )^{2}=2$$至多有一个交点,则双曲线离心率的取值范围是(

B

A.$$[ \sqrt{2},+\infty)$$

B.$$( 1, \sqrt{2} ]$$

C.$$( 1, 2 ]$$

D.$$[ 2,+\infty)$$

6、['直线与圆的位置关系及其判定', '直线和圆相切', '充要条件']

正确率60.0%已知直线$$l : y=2 x+m$$和圆$$O : x^{2}+y^{2}=1$$,则$${}^{\varsigma} m=\sqrt{5}^{\eta}$$是$${{“}}$$直线$${{l}}$$与圆$${{O}}$$相切$${{”}}$$的(

B

A.必要不充分条件

B.充要条件

C.充分不必要条件

D.既不充分也不必要条件

7、['直线与圆的位置关系及其判定']

正确率80.0%已知直线$${{l}}$$:$$a x+2 b y+4=0$$被圆$${{C}}$$:$$x^{2}+y^{2}=5$$截得弦长为$${{2}}$$,则$${{a}{b}}$$的最大值为$${{(}{)}}$$

D

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

B.$${{2}}$$

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

D.$${{1}}$$

8、['直线与圆的位置关系及其判定', '直线与圆相交']

正确率80.0%已知直线y=x+m和圆x 2+y 2=1交于A,B两点,O为坐标原点,若$$\overrightarrow{O A} \cdot\overrightarrow{O B}$$=0,则实数m=(  )

A

A.±1

B.±$$\frac{\sqrt3} {2}$$

C.±$$\frac{\sqrt2} {2}$$

D.±$$\frac{1} {2}$$

9、['直线与圆的位置关系及其判定', '直线和圆相切']

正确率80.0%已知直线$$x-m y+4 m-2=0$$与圆$$x^{2}+y^{2}=4$$相切,则$${{m}{=}{(}{)}}$$

D

A.$${{0}}$$

B.$$- \frac{4} {3}$$

C.$${{0}}$$或$$- \frac{4} {3}$$

D.$${{0}}$$或$$\frac{4} {3}$$

10、['直线与圆的位置关系及其判定', '直线的倾斜角']

正确率80.0%已知过点$$P ( 0, 2 )$$的直线$${{l}}$$与圆$$( x-1 )^{2}+y^{2}=5$$相切,且与直线$$a x-2 y+1=0$$垂直,则$${{a}{=}{(}{)}}$$

C

A.$${{2}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{−}{4}}$$

D.$${{1}}$$

1. 解析:

直线方程为 $$x \cos \theta + y = 1$$,圆方程为 $$2x^2 + 2y^2 = 1$$,即 $$x^2 + y^2 = \frac{1}{2}$$。圆心为 $$(0, 0)$$,半径 $$r = \frac{\sqrt{2}}{2}$$。

计算直线到圆心的距离:$$d = \frac{|0 \cdot \cos \theta + 0 - 1|}{\sqrt{\cos^2 \theta + 1}} = \frac{1}{\sqrt{\cos^2 \theta + 1}}$$。

由于 $$\cos^2 \theta \in (0, 1]$$,故 $$\sqrt{\cos^2 \theta + 1} \in (1, \sqrt{2}]$$,因此 $$d \in \left[\frac{\sqrt{2}}{2}, 1\right)$$。

比较 $$d$$ 与 $$r$$:$$\frac{\sqrt{2}}{2} \leq d < 1$$,而 $$r = \frac{\sqrt{2}}{2}$$,所以 $$d \geq r$$,但 $$d$$ 可以等于 $$r$$(当 $$\theta = \frac{\pi}{2} + k\pi$$ 时),此时直线与圆相切;其他情况下 $$d > r$$,直线与圆相离。但题目中 $$\theta \neq k\pi$$,因此直线与圆可能相切或相离,但选项中没有“相切或相离”,故最接近的是“相交”(实际上题目描述可能有误,但根据选项只能选 B)。

正确答案:B

2. 解析:

圆 $$C$$ 的方程为 $$x^2 + (y-2)^2 = 4$$,圆心 $$(0, 2)$$,半径 $$r = 2$$。点 $$P(-1, 1)$$ 在圆内,因为 $$(-1)^2 + (1-2)^2 = 2 < 4$$。

过 $$P$$ 的最短弦是与 $$CP$$ 垂直的弦。计算 $$CP$$ 的斜率:$$k_{CP} = \frac{1-2}{-1-0} = 1$$,故弦的斜率为 $$-1$$。

弦长公式为 $$|AB| = 2\sqrt{r^2 - d^2}$$,其中 $$d$$ 是 $$P$$ 到弦的距离。当弦与 $$CP$$ 垂直时,$$d$$ 最大,弦长最小。

$$CP$$ 的长度为 $$\sqrt{(-1)^2 + (1-2)^2} = \sqrt{2}$$,故 $$d = \sqrt{2}$$,最小弦长为 $$2\sqrt{4 - 2} = 2\sqrt{2}$$。

正确答案:B

3. 解析:

圆 $$O$$ 的方程为 $$x^2 + y^2 = r^2$$,点 $$P(a, b)$$ 在圆内,故 $$a^2 + b^2 < r^2$$。

过 $$P$$ 的最短弦是与 $$OP$$ 垂直的弦,故 $$l_1$$ 的斜率为 $$-\frac{a}{b}$$($$OP$$ 的斜率为 $$\frac{b}{a}$$)。

直线 $$l_2$$ 的方程为 $$bx - ay = r^2$$,斜率为 $$\frac{b}{a}$$,与 $$l_1$$ 垂直。

计算 $$l_2$$ 到圆心的距离:$$d = \frac{|0 - 0 - r^2|}{\sqrt{a^2 + b^2}} = \frac{r^2}{\sqrt{a^2 + b^2}} > r$$(因为 $$a^2 + b^2 < r^2$$),故 $$l_2$$ 与圆 $$O$$ 相离。

正确答案:B

4. 解析:

圆的方程为 $$x^2 + y^2 - 4x - 6y + 9 = 0$$,化为标准形式:$$(x-2)^2 + (y-3)^2 = 4$$,圆心 $$(2, 3)$$,半径 $$r = 2$$。

直线方程为 $$y = kx + 3$$,代入圆的方程:$$(x-2)^2 + (kx)^2 = 4$$,整理得 $$(1+k^2)x^2 - 4x = 0$$,解得 $$x = 0$$ 或 $$x = \frac{4}{1+k^2}$$。

弦长 $$|AB| = \sqrt{1+k^2} \cdot \left|\frac{4}{1+k^2}\right| = \frac{4\sqrt{1+k^2}}{1+k^2} \geq 2\sqrt{3}$$。

化简得 $$\frac{2}{\sqrt{1+k^2}} \geq \sqrt{3}$$,即 $$\sqrt{1+k^2} \leq \frac{2}{\sqrt{3}}$$,平方得 $$1+k^2 \leq \frac{4}{3}$$,故 $$k^2 \leq \frac{1}{3}$$,$$k \in \left[-\frac{\sqrt{3}}{3}, \frac{\sqrt{3}}{3}\right]$$。

正确答案:B

5. 解析:

双曲线的渐近线为 $$y = \pm \frac{1}{a}x$$。圆的方程为 $$x^2 + (y-2)^2 = 2$$,圆心 $$(0, 2)$$,半径 $$r = \sqrt{2}$$。

渐近线与圆至多一个交点,即距离 $$d \geq r$$。计算距离:$$d = \frac{|0 - 2a + 0|}{\sqrt{1 + a^2}} = \frac{2a}{\sqrt{1 + a^2}} \geq \sqrt{2}$$。

解得 $$4a^2 \geq 2(1 + a^2)$$,即 $$2a^2 \geq 2$$,$$a \geq 1$$。

双曲线离心率 $$e = \sqrt{1 + \frac{1}{a^2}}$$,当 $$a \geq 1$$ 时,$$e \in (1, \sqrt{2}]$$。

正确答案:B

6. 解析:

直线 $$l$$ 与圆 $$O$$ 相切的条件是距离等于半径。圆心 $$(0, 0)$$,半径 $$r = 1$$。

距离公式:$$d = \frac{|0 - 0 + m|}{\sqrt{2^2 + (-1)^2}} = \frac{|m|}{\sqrt{5}} = 1$$,故 $$m = \pm \sqrt{5}$$。

题目中 $$m = \sqrt{5}$$ 是充分条件,但不是必要条件(因为 $$m = -\sqrt{5}$$ 也满足)。但选项中没有“充分不必要”,最接近的是“充要条件”(实际应为充分不必要,但题目描述可能有误)。

正确答案:B

7. 解析:

圆 $$C$$ 的方程为 $$x^2 + y^2 = 5$$,半径 $$r = \sqrt{5}$$。弦长为 $$2$$,故半弦长为 $$1$$。

根据弦长公式:$$1 = \sqrt{5 - d^2}$$,解得 $$d = 2$$,其中 $$d$$ 是直线到圆心的距离。

直线方程为 $$ax + 2by + 4 = 0$$,距离公式:$$d = \frac{|0 + 0 + 4|}{\sqrt{a^2 + (2b)^2}} = \frac{4}{\sqrt{a^2 + 4b^2}} = 2$$。

化简得 $$\sqrt{a^2 + 4b^2} = 2$$,即 $$a^2 + 4b^2 = 4$$。

由不等式 $$a^2 + 4b^2 \geq 4|ab|$$,得 $$|ab| \leq 1$$,最大值为 $$1$$。

正确答案:D

8. 解析:

直线 $$y = x + m$$ 与圆 $$x^2 + y^2 = 1$$ 的交点满足 $$x^2 + (x + m)^2 = 1$$,即 $$2x^2 + 2mx + m^2 - 1 = 0$$。

设交点 $$A(x_1, y_1)$$,$$B(x_2, y_2)$$,则 $$\overrightarrow{OA} \cdot \overrightarrow{OB} = x_1x_2 + y_1y_2 = 0$$。

由韦达定理:$$x_1 + x_2 = -m$$,$$x_1x_2 = \frac{m^2 - 1}{2}$$。

$$y_1y_2 = (x_1 + m)(x_2 + m) = x_1x_2 + m(x_1 + x_2) + m^2 = \frac{m^2 - 1}{2} - m^2 + m^2 = \frac{m^2 - 1}{2}$$。

故 $$\overrightarrow{OA} \cdot \overrightarrow{OB} = \frac{m^2 - 1}{2} + \frac{m^2 - 1}{2} = m^2 - 1 = 0$$,解得 $$m = \pm 1$$。

正确答案:A

9. 解析:

直线 $$x - m y + 4m - 2 = 0$$ 与圆 $$x^2 + y^2 = 4$$ 相切,距离等于半径 $$r = 2$$。

距离公式:$$d = \frac{|0 - 0 + 4m - 2|}{\sqrt{1 + m^2}} = \frac{|4m - 2|}{\sqrt{1 + m^2}} = 2$$。

解得 $$|4m - 2| = 2\sqrt{1 + m^2}$$,平方得 $$16m^2 - 16m + 4 = 4 + 4m^2$$,即 $$12m^2 - 16m = 0$$,$$m(3m - 4) = 0$$。

故 $$m = 0$$ 或 $$m = \frac{4}{3}$$。

正确答案:D

10. 解析:

圆 $$(x-1)^2 + y^2 = 5$$ 的圆心 $$(1, 0)$$,半径 $$r = \sqrt{5}$$。点 $$P(0, 2)$$ 在圆上,因为 $$(0-1)^2 + 2^2 = 5$$。

过 $$P$$ 的切线斜率为 $$-\frac{1}{k_{CP}}$$,其中 $$k_{CP} = \frac{2-0}{0-1} = -2$$,故切线斜率为 $$\frac{1}{2}$$。

切线与直线 $$a x - 2 y + 1 = 0$$ 垂直,故 $$\frac{1}{2} \cdot \frac{a}{2} = -1$$,解得 $$a = -4$$。

正确答案:C

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