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

直线与圆相交-2.5 直线与圆、圆与圆的位置关系知识点考前进阶自测题解析-四川省等高一数学选择必修,平均正确率54.0%

2025-09-29
直线与圆相交-2.5 直线与圆、圆与圆的位置关系知识点考前进阶自测题解析-四川省等高一数学选择必修,平均正确率54.0%
1、['交集', '直线与圆相交']

正确率60.0%已知集合$$A=\{( x, y ) | y=x \}, \, \, \, B=\{( x, y ) | x^{2}+y^{2}=1 \}$$,则$${{A}{∩}{B}}$$中元素的个数是

B

A.$${{3}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{0}}$$

2、['点到直线的距离', '直线系方程', '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60.0%已知圆$${{C}}$$的方程为$$x^{2}-2 x+y^{2}=0,$$直线$$l : k x-y+2-2 k=0$$与圆$${{C}}$$交于$${{A}{,}{B}}$$两点,则当$${{△}{A}{B}{C}}$$面积最大时,直线$${{l}}$$的斜率$${{k}{=}}$$(

C

A.$${{1}}$$

B.$${{6}}$$

C.$${{1}}$$或$${{7}}$$

D.$${{2}}$$或$${{6}}$$

3、['点到直线的距离', '平面向量坐标运算的综合应用', '直线与圆相交']

正确率40.0%已知点$${{M}{、}{N}}$$分别是直线$$l_{1} \colon~ 3 x+4 y+6=0$$和$$l_{2} \colon~ 3 x+4 y-1 2=0$$上的动点,点$$P \left( \textit{m}, \textbf{n} \right)$$满足$$\overrightarrow{M P}=2 \overrightarrow{P N},$$则$${{m}^{2}{+}{{n}^{2}}}$$的最小值为(

B

A.$$\frac{6 4} {2 5}$$

B.$$\frac{3 6} {2 5}$$

C.$$\frac{1 6} {2 5}$$

D.$${{0}}$$

4、['圆的一般方程', '直线与圆相交']

正确率60.0%过三点$$A ( 3, 1 ), \, \, B (-7, 1 ), \, \, \, C ( 2, 4 )$$的圆交$${{y}}$$轴于$${{M}{,}{N}}$$两点,则$$| M N |=$$(

D

A.$${{8}}$$

B.$${{1}{0}}$$

C.$${{4}{\sqrt {6}}}$$

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

5、['直线的两点式方程', '直线的一般式方程与其他形式方程的互化', '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$$( \boldsymbol{x}-1 )^{\boldsymbol{2}}+y^{2}=4$$内一点$$P \ ( \ 2, \ 1 )$$,则过$${{P}}$$点的直径所在的直线方程是(

A

A.$$x-y-1=0$$

B.$$x+y-3=0$$

C.$$x+y+3=0$$

D.$${{x}{=}{2}}$$

6、['直线与圆相交']

正确率40.0%已知直线$$x+y=5$$与曲线$$x^{2}+y^{2}=r^{2} ( r > 0 )$$交于$$A ( x_{1}, y_{1} ), ~ B ( x_{2}, y_{2} )$$两点,且$$x_{1} y_{2}+x_{2} y_{1}=1 6$$,则$${{r}}$$等于(

C

A.$${{2}}$$

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

C.$${{4}}$$

D.$${{5}}$$

7、['点到直线的距离', '圆的定义与标准方程', '直线与圆相交']

正确率40.0%若圆心坐标为$$(-2, 1 )$$的圆,被直线$$x-y+1=0$$截得的弦长为$${{2}{\sqrt {7}}{,}}$$则这个圆的方程是(

C

A.$$( x-2 )^{2}+( y+1 )^{2}=9$$

B.$$( x-2 )^{2}+( y+1 )^{2}=4$$

C.$$( x+2 )^{2}+( y-1 )^{2}=9$$

D.$$( x+2 )^{2}+( y-1 )^{2}=4$$

8、['点与圆的位置关系', '直线与圆相交']

正确率60.0%若直线$$m x+n y=1$$与$$x^{2}+y^{2}=1$$相交,则点$$( \textbf{m}, \textbf{n} ) \ ($$

B

A.在圆上

B.在圆外

C.在圆内

D.以上都有可能

9、['点到直线的距离', '充分、必要条件的判定', '直线与圆相交']

正确率40.0%直线$$l \colon~ y=k x+1$$与圆$$O_{\colon} ~ x^{2}+y^{2}=1$$相交于$${{A}{,}{B}}$$两点,则$$\omega k=1^{\eta}$$是$$\iota| A B |=\sqrt{2} "$$的$${{(}{)}}$$

A

A.充分不必要条件

B.必要不充分条件

C.充要条件

D.既不充分也不必要条件

10、['直线与圆的位置关系及其判定', '直线与圆相交']

正确率80.0%直线$$x-y+1=0$$与圆$$x^{2}+( y+1 )^{2}=4$$相交于$${{A}}$$、$${{B}}$$,则弦$${{A}{B}}$$的长度为$${{(}{)}}$$

B

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

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

C.$${{2}}$$

D.$${{4}}$$

1. 集合 $$A=\{(x,y)|y=x\}$$ 表示直线 $$y=x$$,集合 $$B=\{(x,y)|x^2+y^2=1\}$$ 表示单位圆。求 $$A \cap B$$ 即求直线与圆的交点。

将 $$y=x$$ 代入 $$x^2+y^2=1$$ 得:$$x^2+x^2=1 \Rightarrow 2x^2=1 \Rightarrow x^2=\frac{1}{2} \Rightarrow x=\pm \frac{\sqrt{2}}{2}$$

对应 $$y=\pm \frac{\sqrt{2}}{2}$$,得到两个交点:$$(\frac{\sqrt{2}}{2},\frac{\sqrt{2}}{2})$$ 和 $$(-\frac{\sqrt{2}}{2},-\frac{\sqrt{2}}{2})$$

因此 $$A \cap B$$ 有 2 个元素,选 B。

2. 圆方程:$$x^2-2x+y^2=0 \Rightarrow (x-1)^2+y^2=1$$,圆心 $$C(1,0)$$,半径 $$r=1$$。

直线 $$l: kx-y+2-2k=0$$ 过定点 $$P(2,2)$$(因为当 $$x=2$$ 时,$$y=2$$ 恒成立)。

三角形 $$ABC$$ 面积 $$S=\frac{1}{2} \times |AB| \times d$$,其中 $$d$$ 为 $$C$$ 到直线 $$l$$ 的距离。

弦长 $$|AB|=2\sqrt{r^2-d^2}=2\sqrt{1-d^2}$$,所以 $$S=\frac{1}{2} \times 2\sqrt{1-d^2} \times d = d\sqrt{1-d^2}$$。

由均值不等式:$$S^2=d^2(1-d^2) \leq \left(\frac{d^2+1-d^2}{2}\right)^2=\frac{1}{4}$$,当 $$d^2=1-d^2 \Rightarrow d^2=\frac{1}{2}$$ 时取等。

圆心 $$C(1,0)$$ 到直线 $$kx-y+2-2k=0$$ 的距离:$$d=\frac{|k-0+2-2k|}{\sqrt{k^2+1}}=\frac{|2-k|}{\sqrt{k^2+1}}$$

令 $$d^2=\frac{(2-k)^2}{k^2+1}=\frac{1}{2} \Rightarrow 2(4-4k+k^2)=k^2+1 \Rightarrow 8-8k+2k^2=k^2+1 \Rightarrow k^2-8k+7=0$$

解得:$$k=1$$ 或 $$k=7$$,选 C。

3. 直线 $$l_1: 3x+4y+6=0$$,$$l_2: 3x+4y-12=0$$,两直线平行。

设 $$M(x_1,y_1)$$ 在 $$l_1$$ 上,$$N(x_2,y_2)$$ 在 $$l_2$$ 上,点 $$P(m,n)$$ 满足 $$\overrightarrow{MP}=2\overrightarrow{PN}$$。

由定比分点公式:$$m=\frac{x_1+2x_2}{3}$$,$$n=\frac{y_1+2y_2}{3}$$

因为 $$3x_1+4y_1=-6$$,$$3x_2+4y_2=12$$,所以 $$3m+4n=\frac{3x_1+4y_1+2(3x_2+4y_2)}{3}=\frac{-6+24}{3}=6$$

即点 $$P$$ 在直线 $$3x+4y=6$$ 上。

求 $$m^2+n^2$$ 的最小值,即求原点到直线 $$3x+4y=6$$ 的距离平方:$$d=\frac{|0+0-6|}{\sqrt{3^2+4^2}}=\frac{6}{5}$$

所以 $$m^2+n^2 \geq \left(\frac{6}{5}\right)^2=\frac{36}{25}$$,选 B。

4. 设圆方程:$$x^2+y^2+Dx+Ey+F=0$$,代入三点:

$$A(3,1): 9+1+3D+E+F=0 \Rightarrow 3D+E+F=-10$$

$$B(-7,1): 49+1-7D+E+F=0 \Rightarrow -7D+E+F=-50$$

$$C(2,4): 4+16+2D+4E+F=0 \Rightarrow 2D+4E+F=-20$$

解方程组:

①-②:$$10D=40 \Rightarrow D=4$$

代入①:$$12+E+F=-10 \Rightarrow E+F=-22$$

代入③:$$8+4E+F=-20 \Rightarrow 4E+F=-28$$

③-①:$$3E=-6 \Rightarrow E=-2$$,则 $$F=-20$$

圆方程:$$x^2+y^2+4x-2y-20=0$$

令 $$x=0$$ 得:$$y^2-2y-20=0$$,弦长 $$|MN|=|y_1-y_2|=\sqrt{\Delta}=\sqrt{4+80}=\sqrt{84}=2\sqrt{21}$$,选 D。

5. 圆 $$(x-1)^2+y^2=4$$,圆心 $$C(1,0)$$,点 $$P(2,1)$$。

过 $$P$$ 点的直径所在直线必过圆心 $$C$$,斜率 $$k=\frac{1-0}{2-1}=1$$

直线方程:$$y-0=1(x-1) \Rightarrow x-y-1=0$$,选 A。

6. 直线 $$x+y=5$$ 与圆 $$x^2+y^2=r^2$$ 交于 $$A(x_1,y_1)$$、$$B(x_2,y_2)$$。

由韦达定理:$$x_1+x_2=5$$,$$x_1x_2=\frac{25-r^2}{2}$$(将 $$y=5-x$$ 代入圆方程得 $$2x^2-10x+25-r^2=0$$)

同理 $$y_1+y_2=5$$,$$y_1y_2=\frac{25-r^2}{2}$$

已知 $$x_1y_2+x_2y_1=16$$,而 $$x_1y_2+x_2y_1=x_1(5-x_2)+x_2(5-x_1)=5(x_1+x_2)-2x_1x_2=25-2\times\frac{25-r^2}{2}=25-(25-r^2)=r^2$$

所以 $$r^2=16 \Rightarrow r=4$$,选 C。

7. 圆心 $$C(-2,1)$$,设半径 $$r$$,直线 $$x-y+1=0$$ 截得弦长 $$2\sqrt{7}$$。

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

弦长公式:$$2\sqrt{r^2-d^2}=2\sqrt{7} \Rightarrow \sqrt{r^2-2}=\sqrt{7} \Rightarrow r^2-2=7 \Rightarrow r^2=9$$

圆方程:$$(x+2)^2+(y-1)^2=9$$,选 C。

8. 直线 $$mx+ny=1$$ 与圆 $$x^2+y^2=1$$ 相交,则圆心到直线距离 $$d=\frac{|1|}{\sqrt{m^2+n^2}} \leq 1$$

即 $$\sqrt{m^2+n^2} \geq 1$$,所以点 $$(m,n)$$ 在圆 $$x^2+y^2=1$$ 上或圆外,选 D(因为可能相切或相交)。

9. 直线 $$l: y=kx+1$$ 与圆 $$O: x^2+y^2=1$$ 相交。

圆心到直线距离:$$d=\frac{|1|}{\sqrt{k^2+1}}=\frac{1}{\sqrt{k^2+1}}$$

弦长 $$|AB|=2\sqrt{1-d^2}=2\sqrt{1-\frac{1}{k^2+1}}=2\sqrt{\frac{k^2}{k^2+1}}$$

若 $$k=1$$,则 $$|AB|=2\sqrt{\frac{1}{2}}=\sqrt{2}$$,充分性成立。

若 $$|AB|=\sqrt{2}$$,则 $$2\sqrt{\frac{k^2}{k^2+1}}=\sqrt{2} \Rightarrow \sqrt{\frac{k^2}{k^2+1}}=\frac{\sqrt{2}}{2} \Rightarrow \frac{k^2}{k^2+1}=\frac{1}{2} \Rightarrow 2k^2=k^2+1 \Rightarrow k^2=1 \Rightarrow k=\pm 1$$

所以 $$k=1$$ 不是必要条件,选 A。

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

直线 $$x-y+1=0$$,圆心到直线距离:$$d=\frac{|0-(-1)+1|}{\sqrt{1^2+(-1)^2}}=\frac{2}{\sqrt{2}}=\sqrt{2}$$

弦长 $$|AB|=2\sqrt{r^2-d^2}=2\sqrt{4-2}=2\sqrt{2}$$,选 B。

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