格物学 第二章 直线和圆的方程直线与圆、圆与圆的位置关系

圆上的点到直线的最大(小)距离-直线与圆、圆与圆的位置关系知识点月考进阶单选题自测题答案-贵州省等高一数学选择必修,平均正确率52.0%

2025-05-19
圆上的点到直线的最大(小)距离-直线与圆、圆与圆的位置关系知识点月考进阶单选题自测题答案-贵州省等高一数学选择必修,平均正确率52.0%
1、['圆上的点到直线的最大(小)距离', '三角形的面积(公式)', '直线与圆相交', '与圆有关的最值问题']

正确率40.0%已知直线$${{k}{x}{−}{3}{−}{y}{=}{0}}$$与圆$${{C}{:}{{x}^{2}}{+}{{y}^{2}}{−}{2}{x}{=}{3}}$$的一个交点为$${{P}}$$,圆$${{C}}$$与$${{x}}$$轴交于$${{A}{、}{B}}$$两点,则当$${{△}{P}{A}{B}}$$的面积最大时,$${{k}}$$的值是(

A

A.$${{1}}$$和$${{5}}$$

B.$${{1}}$$和$${{−}{3}}$$

C.$$\frac{-3-2 \sqrt6} {3}$$和$${{−}{3}}$$

D.$$\frac{-3-2 \sqrt6} {3}$$和$$\frac{-3+2 \sqrt6} {3}$$

2、['圆上的点到直线的最大(小)距离', '三角形的面积(公式)']

正确率60.0%已知点$${{O}{(}{0}{,}{0}{)}{,}{A}{(}{0}{,}{2}{)}}$$,点$${{M}}$$是圆$${{(}{x}{−}{3}{{)}^{2}}{+}{(}{y}{+}{1}{{)}^{2}}{=}{4}}$$上的动点,则$${{△}{O}{A}{M}}$$面积的最小值为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

3、['圆的定义与标准方程', '圆上的点到直线的最大(小)距离']

正确率40.0%若实数$${{x}{,}{y}}$$满足$${{x}^{2}{+}{{y}^{2}}{+}{4}{x}{−}{2}{y}{+}{4}{=}{0}}$$,则$$\frac{y} {x}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

C

A.$$(-\infty,-\frac{4} {3} ] \cup[ 0,+\infty)$$

B.$$(-\infty,-\frac{3} {4} ] \cup[ 0,+\infty)$$

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

D.$$\left[-\frac{3} {4}, 0 \right]$$

4、['点到直线的距离', '圆上的点到直线的最大(小)距离']

正确率40.0%已知点$${{M}}$$是直线$${{3}{x}{+}{4}{y}{−}{2}{=}{0}}$$上的动点,点$${{N}}$$为圆$${({x}{+}{1}{)^{2}}{+}{(}{y}{+}{1}{)^{2}}{=}{1}}$$上的动点,则$${{|}{M}{N}{|}}$$的最小值为(

C

A.$$\frac{9} {5}$$

B.$${{1}}$$

C.$$\frac{4} {5}$$

D.$$\frac{1 3} {5}$$

5、['圆上的点到直线的最大(小)距离', '直线与圆的位置关系及其判定']

正确率40.0%圆$${{x}^{2}{+}{{y}^{2}}{−}{2}{y}{=}{0}}$$与曲线$${{y}{=}{|}{x}{|}{−}{1}}$$的公共点个数为(

D

A.$${{4}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{0}}$$

6、['圆上的点到直线的最大(小)距离']

正确率60.0%若圆$${{x}^{2}{+}{{y}^{2}}{+}{2}{x}{−}{6}{y}{+}{6}{=}{0}}$$有且仅有三个点到直线$${{x}{+}{{a}{y}}{+}{1}{=}{0}}$$的距离为$${{1}}$$,则实数$${{a}}$$的值为(

B

A.$${{±}{1}}$$

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

C.$${{±}{\sqrt {2}}}$$

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

7、['圆上的点到直线的最大(小)距离', '两条直线垂直', '直线和圆相切']

正确率60.0%已知圆$${{C}{:}{(}{x}{−}{2}{{)}^{2}}{+}{{y}^{2}}{=}{2}}$$,直线$${{l}{:}{y}{=}{k}{x}{−}{2}}$$,若直线$${{l}}$$上存在点$${{P}}$$,过点$${{P}}$$引圆的两条切线$${{l}_{1}{,}{{l}_{2}}}$$,使得$${{l}_{1}{⊥}{{l}_{2}}}$$,则实数$${{k}}$$的取值范围是(

D

A.$${{[}{0}{,}{2}{−}{\sqrt {3}}{)}{∪}{{(}{2}{+}{\sqrt {3}}{,}{+}{∞}{)}}}$$

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

C.$${{(}{−}{∞}{,}{0}{)}}$$

D.$${{[}{0}{,}{+}{∞}{)}}$$

8、['点到直线的距离', '圆上的点到直线的最大(小)距离', '直线和圆相切']

正确率40.0%设直线$${{l}{:}{3}{x}{+}{4}{y}{+}{2}{=}{0}}$$,圆$${{C}{:}{{(}{x}{−}{2}{)}^{2}}{+}{{y}^{2}}{=}{2}}$$,若$${{P}}$$是直线$${{l}}$$上任意一点,过点$${{P}}$$作圆$${{C}}$$的切线,设切点为$${{F}{,}{G}}$$,则四边形$${{C}{F}{P}{G}}$$面积的最小值为(

C

A.$$\frac{\sqrt{1 4}} {5}$$

B.$$\frac{7} {5}$$

C.$$\frac{2 \sqrt{7}} {5}$$

D.$$\frac{1 4} {5}$$

9、['圆上的点到直线的最大(小)距离', '根据方程研究曲线的性质']

正确率60.0%若点$${{P}{(}{x}{,}{y}{)}}$$满足$${{x}^{2}{+}{{y}^{2}}{−}{2}{x}{−}{2}{y}{−}{2}{⩽}{0}}$$,则点$${{P}}$$到直线$${{3}{x}{+}{4}{y}{−}{{2}{2}}{=}{0}}$$的最大距离是         (

A

A.$${{5}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${\sqrt {2}{−}{{1}{1}}}$$

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

10、['点到直线的距离', '圆上的点到直线的最大(小)距离', '直线与圆的位置关系及其判定']

正确率80.0%点$${{M}}$$在圆$${{(}{x}{−}{5}{{)}^{2}}{+}{(}{y}{−}{3}{{)}^{2}}{=}{9}}$$上,则$${{M}}$$点到直线$${{3}{x}{+}{4}{y}{−}{2}{=}{0}}$$的最短距离为$${{(}{)}}$$

\(D\)

A.$${{9}}$$

B.$${{8}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{2}}$$

1. 首先将圆的方程化为标准形式:$$x^2 + y^2 - 2x = 3$$ 即 $$(x-1)^2 + y^2 = 4$$,圆心为 $$(1,0)$$,半径 $$r=2$$。圆与 $$x$$ 轴的交点为 $$A(-1,0)$$ 和 $$B(3,0)$$,故 $$AB=4$$。直线方程为 $$kx - y - 3 = 0$$。要使 $$\triangle PAB$$ 面积最大,需 $$P$$ 点到 $$AB$$ 的距离最大,即 $$P$$ 为圆上离 $$AB$$ 最远的点,也就是圆心 $$(1,0)$$ 在直线上的投影点。计算直线到圆心的距离 $$d = \frac{|k \cdot 1 - 0 - 3|}{\sqrt{k^2 + 1}} = \frac{|k - 3|}{\sqrt{k^2 + 1}}$$。由于 $$P$$ 在圆上,最大距离为 $$d + r = \frac{|k - 3|}{\sqrt{k^2 + 1}} + 2$$。但更简单的方法是注意到面积最大时 $$P$$ 的纵坐标为 $$\pm 2$$(圆的最高点和最低点),代入直线方程得 $$k=1$$ 或 $$k=-3$$。因此答案为 B

2. 圆方程为 $$(x-3)^2 + (y+1)^2 = 4$$,圆心 $$(3,-1)$$,半径 $$r=2$$。$$O(0,0)$$ 和 $$A(0,2)$$ 在 $$y$$ 轴上,$$OA=2$$。$$M$$ 为圆上动点,$$\triangle OAM$$ 面积最小值为 $$\frac{1}{2} \times OA \times d$$,其中 $$d$$ 为 $$M$$ 到 $$OA$$ 的最小距离。$$OA$$ 为 $$x=0$$,圆心到 $$OA$$ 的距离为 $$3$$,故 $$d_{\text{min}} = 3 - r = 1$$,面积最小值为 $$\frac{1}{2} \times 2 \times 1 = 1$$。答案为 A

3. 将方程化为标准圆形式:$$(x+2)^2 + (y-1)^2 = 1$$,圆心 $$(-2,1)$$,半径 $$r=1$$。$$\frac{y}{x}$$ 表示圆上点与原点连线的斜率。设斜率为 $$k$$,直线 $$y=kx$$ 与圆相切时,距离条件为 $$\frac{| -2k -1 |}{\sqrt{k^2 + 1}} = 1$$,解得 $$k=0$$ 或 $$k=-\frac{4}{3}$$。因此 $$\frac{y}{x}$$ 的取值范围为 $$(-\infty, -\frac{4}{3}] \cup [0, +\infty)$$,答案为 A

4. 圆心为 $$(-1,-1)$$,半径 $$r=1$$。直线 $$3x + 4y - 2 = 0$$ 到圆心的距离为 $$d = \frac{|3 \times (-1) + 4 \times (-1) - 2|}{\sqrt{3^2 + 4^2}} = \frac{9}{5}$$。$$|MN|_{\text{min}} = d - r = \frac{9}{5} - 1 = \frac{4}{5}$$,答案为 C

5. 圆方程为 $$x^2 + (y-1)^2 = 1$$,圆心 $$(0,1)$$,半径 $$r=1$$。曲线 $$y=|x|-1$$ 分为两部分:$$y=x-1$$($$x \geq 0$$)和 $$y=-x-1$$($$x \leq 0$$)。分别求交点:
(1) $$x^2 + (x-2)^2 = 1$$ 解得 $$x=1$$(唯一解);
(2) $$x^2 + (-x-2)^2 = 1$$ 解得 $$x=-1$$(唯一解)。
此外,$$x=0$$ 时圆上点为 $$(0,0)$$ 和 $$(0,2)$$,曲线点为 $$(0,-1)$$,无交点。故总公共点数为 $$2$$,答案为 C

6. 圆方程为 $$(x+1)^2 + (y-3)^2 = 4$$,圆心 $$(-1,3)$$,半径 $$r=2$$。直线 $$x + a y + 1 = 0$$ 与圆有三个交点,说明直线与圆相交且距离为 $$1$$(因为 $$r=2$$)。距离公式为 $$\frac{| -1 + 3a + 1 |}{\sqrt{1 + a^2}} = 1$$,解得 $$|3a| = \sqrt{1 + a^2}$$,平方得 $$9a^2 = 1 + a^2$$,即 $$a = \pm \frac{\sqrt{2}}{4}$$,答案为 B

7. 圆心 $$(2,0)$$,半径 $$r=\sqrt{2}$$。两条切线垂直时,$$P$$ 点在以圆心为圆心、半径为 $$r\sqrt{2}=2$$ 的圆上。直线 $$y=kx-2$$ 与此圆有交点,故距离条件为 $$\frac{|2k - 0 - 2|}{\sqrt{k^2 + 1}} \leq 2$$,化简得 $$|k-1| \leq \sqrt{k^2 + 1}$$,平方后解得 $$k \in [0, +\infty)$$,但需排除 $$k$$ 使得直线与圆 $$C$$ 相交的情况。进一步计算得 $$k \in [0, 2-\sqrt{3}) \cup (2+\sqrt{3}, +\infty)$$,答案为 A

8. 圆心 $$(2,0)$$,半径 $$r=\sqrt{2}$$。四边形 $$CFPG$$ 面积为 $$2 \times \frac{1}{2} \times r \times PF = r \times \sqrt{PC^2 - r^2}$$。$$PC$$ 的最小值为圆心到直线 $$3x + 4y + 2 = 0$$ 的距离 $$d = \frac{|6 + 0 + 2|}{5} = \frac{8}{5}$$,故最小面积为 $$\sqrt{2} \times \sqrt{\left(\frac{8}{5}\right)^2 - 2} = \sqrt{2} \times \sqrt{\frac{64}{25} - \frac{50}{25}} = \sqrt{2} \times \frac{\sqrt{14}}{5} = \frac{2 \sqrt{7}}{5}$$,答案为 C

9. 圆的方程为 $$(x-1)^2 + (y-1)^2 \leq 4$$,圆心 $$(1,1)$$,半径 $$r=2$$。点 $$P$$ 到直线 $$3x + 4y - 22 = 0$$ 的最大距离为圆心到直线的距离加半径:$$\frac{|3 + 4 - 22|}{5} + 2 = \frac{15}{5} + 2 = 5$$,答案为 A

10. 圆心 $$(5,3)$$,半径 $$r=3$$。直线 $$3x + 4y - 2 = 0$$ 到圆心的距离为 $$d = \frac{|15 + 12 - 2|}{5} = 5$$。最短距离为 $$d - r = 2$$,答案为 D

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