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月考基础单选题自测题解析-浙江省等高一数学选择必修,平均正确率60.0%

2025-09-03
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月考基础单选题自测题解析-浙江省等高一数学选择必修,平均正确率60.0%
1、['充分、必要条件的判定', '直线与圆的位置关系及其判定']

正确率60.0%已知条件$$p_{:} \, \, k=\sqrt{3}$$,条件$${{q}}$$:直线$$y=k x+2$$与圆$$x^{2}+y^{2}=1$$相切,则$${{p}}$$是$${{q}}$$的(

A

A.充分非必要条件

B.必要非充分条件

C.充分必要条件

D.既非充分也非必要条件

2、['函数y=A sin(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '直线与圆的位置关系及其判定', '命题的真假性判断']

正确率40.0%下列命题中:
$${①}$$若命题$$p \colon~ \exists~ x_{0} \in R, ~ x_{0}^{2}-x_{0} \leqslant0$$,则$$- p_{:} \; \forall x \in R, \; \; x^{2}-x > 0$$;
$${②}$$将$$y=\operatorname{s i n} 2 x$$的图象沿$${{x}}$$轴向右平移$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$个单位,得到的图象对应函数为$$y=\operatorname{s i n} ( 2 x-\frac{\pi} {6} )$$;
$$\odot\,^{\omega} x > 0^{\prime\prime}$$是$$\omega x+\frac{1} {x} \geq2^{\eta}$$的充分必要条件:
$${④}$$已知$$M ( x_{0}, y_{0} )$$为圆$$x^{2}+y^{2}=R^{2}$$内异于圆心的一点,则直线$$x_{0} x+y_{0} y=R^{2}$$与该圆相交.其中正确的个数是

C

A.$${{4}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{1}}$$

3、['直线与圆的位置关系及其判定']

正确率60.0%直线$${{l}}$$:$$m x-y+1-m=0$$与圆$${{C}}$$:$$x^{2}+( y-1 )^{2}=5$$的位置关系是(

A

A.相交

B.相切

C.相离

D.不确定

4、['直线与圆的位置关系及其判定', '直线和圆相切']

正确率80.0%过圆$$x^{2}+y^{2}=1$$上一点$${{A}}$$作圆$$( x-4 )^{2}+y^{2}=4$$的切线,切点为$${{B}}$$,则$${{|}{A}{B}{|}}$$的最小值为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{2}}$$

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

C.$${\sqrt {6}}$$

D.$${\sqrt {7}}$$

5、['点与圆的位置关系', '直线系方程', '直线与圆的位置关系及其判定']

正确率60.0%对于$${{a}{∈}{R}}$$,直线$$l \colon\quad( a-1 ) \ x-y+a+1=0$$和圆$$C_{\cdot} \, \, x^{2}+y^{2}-4 x-1 2=0$$,则直线$${{l}}$$与圆$${{C}}$$的位置关系为(

A

A.相交

B.相切

C.相离

D.以上三种位置均有可能

6、['直线与圆的位置关系及其判定', '直线和圆相切']

正确率60.0%若直线$$x-2 y+a=0$$与圆$$( \mathbf{\ensuremath{x}}-2 )^{\mathbf{\mathit{\ensuremath{2}}}}+y^{2}=1$$有公共点,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

C

A.$$[-\sqrt{5}, ~ \sqrt{5} ]$$

B.$$(-\sqrt{5}, ~ \sqrt{5} )$$

C.$$[-2-\sqrt{5}, ~-2+\sqrt{5} ]$$

D.$$[ 2-\sqrt{5}, ~ 2+\sqrt{5} ]$$

8、['直线与圆的位置关系及其判定', '直线和圆相切', '直线与圆相交', '圆锥曲线的定值、定点问题']

正确率60.0%已知直线$$l \colon2 m x-y-8 m-3=0 ( m \in R )$$和圆$$C \mathbf{:} \ \left( x-3 \right)^{2}+\left( y+6 \right)^{2}=2 5$$,则该直线与圆的位置关系是(

C

A.相离

B.相切

C.相交

D.与$${{m}}$$的取值有关

9、['直线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%若$$y=\sqrt{1-x^{2}} ~, ~ ~ \mathbb{T} ~ \sqrt{3} x+y$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

C

A.$$[-\sqrt{3}, \sqrt{3} ]$$

B.$$[-2, 2 ]$$

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

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

10、['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%$${{P}}$$是圆$${{M}}$$:$$x^{2}+( y-3 )^{2}=4$$上的动点,则$${{P}}$$到直线$$l \colon~ \sqrt{3} x-y-3=0$$的最短距离为$${{(}{)}}$$

D

A.$${{5}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{1}}$$

1. 条件 $$p: k=\sqrt{3}$$,条件 $$q: y=kx+2$$ 与圆 $$x^2+y^2=1$$ 相切。

直线与圆相切的条件:圆心 $$(0,0)$$ 到直线距离等于半径。距离公式:$$d=\frac{|k \times 0 - 1 \times 0 + 2|}{\sqrt{k^2+1}}=\frac{2}{\sqrt{k^2+1}}$$。

令 $$d=1$$,得 $$\frac{2}{\sqrt{k^2+1}}=1$$,解得 $$k^2+1=4$$,即 $$k=\pm \sqrt{3}$$。

因此 $$q$$ 等价于 $$k=\sqrt{3}$$ 或 $$k=-\sqrt{3}$$,而 $$p$$ 仅为 $$k=\sqrt{3}$$。

故 $$p$$ 是 $$q$$ 的充分非必要条件,选 A。

2. 判断命题正确性:

① 命题 $$p: \exists x_0 \in R, x_0^2-x_0 \leqslant 0$$,其否定应为 $$\neg p: \forall x \in R, x^2-x > 0$$。原命题 $$p$$ 正确(例如 $$x_0=0$$ 满足),但否定 $$\neg p$$ 错误(例如 $$x=0.5$$ 时 $$0.25-0.5=-0.25 \not> 0$$)。因此①错误。

② 将 $$y=\sin 2x$$ 向右平移 $$\frac{\pi}{6}$$ 单位,得 $$y=\sin 2(x-\frac{\pi}{6})=\sin(2x-\frac{\pi}{3})$$,而非 $$\sin(2x-\frac{\pi}{6})$$。因此②错误。

③ $$x>0$$ 是 $$x+\frac{1}{x} \geq 2$$ 的必要条件(因为 $$x<0$$ 时不等式可能不成立),但非充分(例如 $$x=0.5$$ 时 $$0.5+2=2.5 \geq 2$$ 成立)。实际上 $$x+\frac{1}{x} \geq 2$$ 要求 $$x>0$$,故是充要条件?验证:若 $$x>0$$,由均值不等式 $$x+\frac{1}{x} \geq 2$$;反之若 $$x+\frac{1}{x} \geq 2$$,假设 $$x<0$$,则 $$x+\frac{1}{x} \leq -2$$,矛盾,故 $$x>0$$。因此是充要条件,③正确。

④ 点 $$M(x_0,y_0)$$ 在圆 $$x^2+y^2=R^2$$ 内,则 $$x_0^2+y_0^2 < R^2$$。直线 $$x_0 x+y_0 y=R^2$$ 到圆心距离 $$d=\frac{|R^2|}{\sqrt{x_0^2+y_0^2}} > \frac{R^2}{R}=R$$,故直线与圆相离,不相交。因此④错误。

综上,仅③正确,正确个数为1,选 D。

3. 直线 $$l: mx-y+1-m=0$$,圆 $$C: x^2+(y-1)^2=5$$,圆心 $$(0,1)$$,半径 $$r=\sqrt{5}$$。

圆心到直线距离:$$d=\frac{|m \times 0 -1 \times 1 +1-m|}{\sqrt{m^2+1}}=\frac{|-m|}{\sqrt{m^2+1}}=\frac{|m|}{\sqrt{m^2+1}}$$。

由于 $$\frac{|m|}{\sqrt{m^2+1}} \leq 1 < \sqrt{5}$$,故 $$d < r$$,直线与圆相交,选 A。

4. 圆 $$x^2+y^2=1$$ 上点 $$A$$,圆 $$(x-4)^2+y^2=4$$,圆心 $$C(4,0)$$,半径 $$r=2$$。

$$AB$$ 为切线,故 $$AB=\sqrt{AC^2 - r^2}$$。求 $$AB$$ 最小值即求 $$AC$$ 最小值。

$$A$$ 在单位圆上,$$C(4,0)$$,故 $$AC$$ 最小值为 $$|OC|-1=4-1=3$$。

因此 $$AB_{\min}=\sqrt{3^2-2^2}=\sqrt{5}$$,选 B。

5. 直线 $$l: (a-1)x - y + a + 1=0$$,圆 $$C: x^2+y^2-4x-12=0$$,即 $$(x-2)^2+y^2=16$$,圆心 $$(2,0)$$,半径 $$r=4$$。

圆心到直线距离:$$d=\frac{|(a-1)\times 2 -1 \times 0 + a+1|}{\sqrt{(a-1)^2+1}}=\frac{|2a-2+a+1|}{\sqrt{(a-1)^2+1}}=\frac{|3a-1|}{\sqrt{(a-1)^2+1}}$$。

比较 $$d$$ 与 $$r=4$$:令 $$d^2=\frac{(3a-1)^2}{(a-1)^2+1}$$,需判断是否恒小于16?

考虑分子分母:$$(3a-1)^2 \leq 16[(a-1)^2+1]$$ 化简得 $$9a^2-6a+1 \leq 16(a^2-2a+2)=16a^2-32a+32$$,即 $$7a^2-26a+31 \geq 0$$,判别式 $$676-4 \times 7 \times 31=676-868=-192<0$$,故恒成立,即 $$d \leq 4$$。

但需检查相等情况?解 $$d=4$$:$$(3a-1)^2=16[(a-1)^2+1]$$,即 $$9a^2-6a+1=16a^2-32a+32$$,$$7a^2-26a+31=0$$,无实根,故 $$d<4$$ 恒成立。

因此直线与圆相交,选 A。

6. 直线 $$x-2y+a=0$$ 与圆 $$(x-2)^2+y^2=1$$ 有公共点,圆心 $$(2,0)$$,半径 $$r=1$$。

圆心到直线距离 $$d=\frac{|2-2 \times 0 + a|}{\sqrt{1^2+(-2)^2}}=\frac{|a+2|}{\sqrt{5}} \leq 1$$。

即 $$|a+2| \leq \sqrt{5}$$,解得 $$-\sqrt{5} \leq a+2 \leq \sqrt{5}$$,即 $$-2-\sqrt{5} \leq a \leq -2+\sqrt{5}$$。

故 $$a \in [-2-\sqrt{5}, -2+\sqrt{5}]$$,选 C。

8. 直线 $$l: 2mx-y-8m-3=0$$,圆 $$C: (x-3)^2+(y+6)^2=25$$,圆心 $$(3,-6)$$,半径 $$r=5$$。

圆心到直线距离:$$d=\frac{|2m \times 3 -1 \times (-6) -8m-3|}{\sqrt{(2m)^2+(-1)^2}}=\frac{|6m+6-8m-3|}{\sqrt{4m^2+1}}=\frac{|-2m+3|}{\sqrt{4m^2+1}}$$。

考虑 $$d$$ 与 $$r$$ 关系:$$d^2=\frac{(2m-3)^2}{4m^2+1}$$。令 $$d^2 < 25$$?实际上需判断是否恒成立。

$$(2m-3)^2 < 25(4m^2+1)$$ 即 $$4m^2-12m+9 < 100m^2+25$$,$$96m^2+12m+16>0$$,恒成立,故 $$d<5$$。

因此直线与圆恒相交,选 C。

9. $$y=\sqrt{1-x^2}$$ 表示上半圆 $$x^2+y^2=1, y \geq 0$$。求 $$\sqrt{3}x+y$$ 取值范围。

令 $$z=\sqrt{3}x+y$$,即 $$y=-\sqrt{3}x+z$$,为直线系,与上半圆有交点。

圆心到直线距离 $$d=\frac{|z|}{\sqrt{(\sqrt{3})^2+1^2}}=\frac{|z|}{2} \leq 1$$,故 $$|z| \leq 2$$。

但需考虑上半圆:当直线与圆相切时,在 $$y \geq 0$$ 范围内,$$z$$ 最小值为 $$-2$$(切点在下半圆?实际上上半圆 $$y \geq 0$$,故 $$z$$ 最小值在 $$x=-1, y=0$$ 时取得:$$\sqrt{3} \times (-1)+0=-\sqrt{3}$$,最大值在 $$x=\frac{\sqrt{3}}{2}, y=\frac{1}{2}$$ 时:$$\sqrt{3} \times \frac{\sqrt{3}}{2}+\frac{1}{2}=\frac{3}{2}+\frac{1}{2}=2$$。

因此 $$z \in [-\sqrt{3}, 2]$$,选 C。

10. 圆 $$M: x^2+(y-3)^2=4$$,圆心 $$(0,3)$$,半径 $$r=2$$。直线 $$l: \sqrt{3}x-y-3=0$$。

圆心到直线距离 $$d=\frac{|\sqrt{3} \times 0 -1 \times 3 -3|}{\sqrt{(\sqrt{3})^2+(-1)^2}}=\frac{|-6|}{2}=3$$。

点 $$P$$ 到直线最短距离为 $$d-r=3-2=1$$,选 D。

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