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

圆与圆的公共弦-2.5 直线与圆、圆与圆的位置关系知识点专题基础自测题解析-山东省等高一数学选择必修,平均正确率70.0%

2025-06-27
圆与圆的公共弦-2.5 直线与圆、圆与圆的位置关系知识点专题基础自测题解析-山东省等高一数学选择必修,平均正确率70.0%
1、['圆与圆的公共弦']

正确率80.0%已知两圆$$x^{2}+y^{2}=1 0$$和$$( x-3 )^{2}+( y-1 )^{2}=2 0$$相交于$${{A}{,}{B}}$$两点,则直线$${{A}{B}}$$的方程为(

D

A.$$3 x-y=0$$

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

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

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

2、['直线与圆的位置关系及其判定', '圆与圆的公共弦']

正确率80.0%已知$${{⊙}{O}}$$的圆心是坐标原点$${{O}}$$,且被直线$$\sqrt{3} x-y-2 \sqrt{3}=0$$截得的弦长为$${{6}}$$,则$${{⊙}{O}}$$的方程为$${{(}{)}}$$

A.$$x^{2}+y^{2}=4$$

B.$$x^{2}+y^{2}=8$$

C.$$x^{2}+y^{2}=1 2$$

D.$$x^{2}+y^{2}=2 1 6$$

3、['点到直线的距离', '圆与圆的公共弦', '与圆有关的最值问题']

正确率40.0%已知圆$$O_{1} : x^{2}+y^{2}-2 x-3=0$$和圆$$O_{2} : x^{2}+y^{2}-2 y-1=0$$的两个交点分别为$${{A}{,}{B}{,}}$$则下列说法中错误的是(

C

A.圆$${{O}_{1}}$$和圆$${{O}_{2}}$$有两条公切线

B.直线$${{A}{B}}$$的方程为$$x-y+1=0$$

C.圆$${{O}_{2}}$$上存在两点$${{P}}$$和$${{Q}}$$使得$$| P Q | > | A B |$$

D.圆$${{O}_{1}}$$上的点到直线$${{A}{B}}$$的最大距离为$${{2}{+}{\sqrt {2}}}$$

4、['直线与圆的位置关系及其判定', '圆与圆的公共弦']

正确率80.0%直线$${{l}}$$:$$3 x+4 y-1=0$$被圆$${{C}}$$:$$( x-1 )^{2}+( y-2 )^{2}=9$$所截得的弦长为$${{(}{)}}$$

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

B.$${{4}}$$

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

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

5、['直线与圆的位置关系及其判定', '圆与圆的公共弦']

正确率80.0%圆$$( x-1 )^{2}+( y+4 )^{2}=2 5$$在$${{x}}$$轴截得的弦长是$${{(}{)}}$$

A.$${{8}}$$

B.$${{6}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{6}{\sqrt {2}}}$$

6、['两圆的公切线条数及方程的确定', '圆与圆的公共弦']

正确率40.0%圆$${{O}_{1}}$$:$$( x-1 )^{2}+( y-1 )^{2}=2 8$$与$${{O}_{2}}$$:$$x^{2}+( y-4 )^{2}=1 8$$的公共弦长为$${{(}{)}}$$

D

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

B.$${{2}{\sqrt {6}}}$$

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

D.$${{6}{\sqrt {2}}}$$

7、['圆的定义与标准方程', '圆与圆的公共弦']

正确率60.0%已知圆$${{M}}$$方程:$$x^{2}+( y+1 )^{2}=4$$,圆$${{N}}$$的圆心$$( 2, 1 )$$,若圆$${{M}}$$与圆$${{N}}$$交于$${{A}{B}}$$两点,且$$| A B |=2 \sqrt{2}$$,则圆$${{N}}$$方程为$${{(}{)}}$$

D

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

B.$$( x-2 )^{2}+( y-1 )^{2}=2 0$$

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

D.$$( x-2 )^{2}+( y-1 )^{2}=4$$或$$( x-2 )^{2}+( y-1 )^{2}=2 0$$

8、['圆与圆的公共弦']

正确率80.0%已知圆$${{C}_{1}}$$:$$x^{2}+y^{2}+8 x-2 0=0$$和圆$${{C}_{2}}$$:$$x^{2}+y^{2}-6 y=0$$,则两圆公共弦所在直线方程为$${{(}{)}}$$

B

A.$$8 x+3 y-2 0=0$$

B.$$4 x+3 y-1 0=0$$

C.$$4 x-3 y+1 0=0$$

D.$$2 x+3 y+5=0$$

9、['直线与圆的位置关系及其判定', '圆与圆的公共弦']

正确率80.0%已知圆$${{C}_{1}}$$:$$x^{2}+y^{2}=4$$和圆$${{C}_{2}}$$:$$x^{2}+y^{2}+2 a y-6=0 ( a > 0 )$$的公共弦长为$${{2}}$$,则实数$${{a}}$$的值为$${{(}{)}}$$

A

A.$$\frac{\sqrt{3}} {3}$$

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

C.$$\frac{\sqrt2} {2}$$

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

10、['圆与圆的位置关系及其判定', '圆与圆的公共弦']

正确率80.0%已知$${{⊙}{{C}_{1}}}$$:$$x^{2}+y^{2}=1$$和$${{⊙}{{C}_{2}}}$$:$$x^{2}+y^{2}-4 x=0$$,则两个圆的公共弦长为$${{(}{)}}$$

C

A.$$\frac{\sqrt{1 3}} {2}$$

B.$$\frac{\sqrt{1 4}} {2}$$

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

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

1. 两圆方程为 $$x^{2}+y^{2}=10$$ 和 $$(x-3)^{2}+(y-1)^{2}=20$$。求公共弦 $$AB$$ 的方程:

步骤1:将两圆方程相减消去二次项,得到公共弦的直线方程。

$$(x^{2}+y^{2}-10) - [(x-3)^{2}+(y-1)^{2}-20] = 0$$

展开化简:

$$x^{2}+y^{2}-10 - (x^{2}-6x+9 + y^{2}-2y+1 -20) = 0$$

$$6x + 2y -10 +10 = 0$$

$$6x + 2y = 0$$,即 $$3x + y = 0$$。

选项 D 正确。

2. 圆心在原点,直线 $$\sqrt{3}x - y - 2\sqrt{3}=0$$ 截圆得弦长为 6,求圆的方程:

步骤1:计算直线到圆心的距离 $$d$$。

$$d = \frac{|\sqrt{3}\cdot0 -1\cdot0 -2\sqrt{3}|}{\sqrt{(\sqrt{3})^{2}+(-1)^{2}}} = \frac{2\sqrt{3}}{2} = \sqrt{3}$$

步骤2:利用弦长公式 $$L = 2\sqrt{r^{2}-d^{2}}$$,代入 $$L=6$$ 得:

$$6 = 2\sqrt{r^{2}-3}$$,解得 $$r^{2}=12$$。

圆的方程为 $$x^{2}+y^{2}=12$$,选项 C 正确。

3. 圆 $$O_{1}: x^{2}+y^{2}-2x-3=0$$ 和 $$O_{2}: x^{2}+y^{2}-2y-1=0$$ 的交点为 $$A, B$$,判断错误选项:

步骤1:将两圆方程相减得公共弦方程:

$$(x^{2}+y^{2}-2x-3) - (x^{2}+y^{2}-2y-1) = 0$$

$$-2x + 2y -2 = 0$$,即 $$x - y + 1 = 0$$。

选项 B 正确。

步骤2:圆 $$O_{1}$$ 的圆心 $$(1,0)$$,半径 $$r_{1}=2$$;圆 $$O_{2}$$ 的圆心 $$(0,1)$$,半径 $$r_{2}=\sqrt{2}$$。

两圆相交,有两条公切线,选项 A 正确。

步骤3:圆 $$O_{2}$$ 的直径 $$2r_{2}=2\sqrt{2}$$,而 $$|AB|$$ 为公共弦长,计算得 $$|AB|=2\sqrt{2}$$,因此不存在 $$|PQ| > |AB|$$ 的点,选项 C 错误。

步骤4:圆 $$O_{1}$$ 上点到直线 $$AB$$ 的最大距离为圆心到直线距离加半径:

$$d = \frac{|1-0+1|}{\sqrt{1^{2}+(-1)^{2}}} = \sqrt{2}$$,最大距离为 $$\sqrt{2}+2$$,选项 D 正确。

综上,选项 C 错误。

4. 直线 $$3x+4y-1=0$$ 被圆 $$(x-1)^{2}+(y-2)^{2}=9$$ 截得的弦长:

步骤1:计算圆心 $$(1,2)$$ 到直线的距离 $$d$$。

$$d = \frac{|3\cdot1 +4\cdot2 -1|}{\sqrt{3^{2}+4^{2}}} = \frac{10}{5} = 2$$

步骤2:利用弦长公式 $$L = 2\sqrt{r^{2}-d^{2}} = 2\sqrt{9-4} = 2\sqrt{5}$$。

选项 A 正确。

5. 圆 $$(x-1)^{2}+(y+4)^{2}=25$$ 在 $$x$$ 轴上截得的弦长:

步骤1:令 $$y=0$$,代入圆的方程:

$$(x-1)^{2} + 16 = 25$$,解得 $$(x-1)^{2}=9$$,即 $$x=4$$ 或 $$x=-2$$。

弦长为 $$|4 - (-2)| = 6$$,选项 B 正确。

6. 圆 $$O_{1}: (x-1)^{2}+(y-1)^{2}=28$$ 与 $$O_{2}: x^{2}+(y-4)^{2}=18$$ 的公共弦长:

步骤1:将两圆方程相减得公共弦方程:

$$(x^{2}-2x + y^{2}-2y -26) - (x^{2} + y^{2}-8y -2) = 0$$

$$-2x + 6y -24 = 0$$,即 $$x -3y +12 = 0$$。

步骤2:计算圆心 $$O_{1}(1,1)$$ 到直线的距离 $$d$$:

$$d = \frac{|1 -3\cdot1 +12|}{\sqrt{1^{2}+(-3)^{2}}} = \frac{10}{\sqrt{10}} = \sqrt{10}$$。

步骤3:利用弦长公式 $$L = 2\sqrt{r_{1}^{2}-d^{2}} = 2\sqrt{28-10} = 2\sqrt{18} = 6\sqrt{2}$$。

选项 D 正确。

7. 圆 $$M: x^{2}+(y+1)^{2}=4$$ 与圆 $$N$$ 圆心 $$(2,1)$$ 交于 $$A,B$$,且 $$|AB|=2\sqrt{2}$$,求圆 $$N$$ 的方程:

步骤1:圆 $$M$$ 的半径 $$r_{M}=2$$,圆心 $$(0,-1)$$。

步骤2:利用公共弦长公式 $$|AB| = 2\sqrt{r_{M}^{2}-d^{2}}$$,其中 $$d$$ 为两圆心距离的一半。

$$2\sqrt{2} = 2\sqrt{4 - d^{2}}$$,解得 $$d^{2}=2$$。

步骤3:计算两圆心距离 $$D = \sqrt{(2-0)^{2}+(1-(-1))^{2}} = \sqrt{4+4} = 2\sqrt{2}$$。

由 $$d = \frac{D}{2}$$ 得 $$D=2\sqrt{2}$$,符合。

步骤4:设圆 $$N$$ 的半径为 $$r_{N}$$,由相交条件:

$$|r_{M}-r_{N}| < D < r_{M}+r_{N}$$,且 $$D^{2} = r_{M}^{2} + r_{N}^{2} - \frac{|AB|^{2}}{2}$$。

代入得 $$8 = 4 + r_{N}^{2} - 4$$,即 $$r_{N}^{2}=8$$ 或 $$r_{N}^{2}=20$$(考虑对称性)。

选项 D 正确。

8. 圆 $$C_{1}: x^{2}+y^{2}+8x-20=0$$ 和 $$C_{2}: x^{2}+y^{2}-6y=0$$ 的公共弦直线方程:

步骤1:将两圆方程相减:

$$(x^{2}+y^{2}+8x-20) - (x^{2}+y^{2}-6y) = 0$$

$$8x +6y -20 = 0$$,即 $$4x +3y -10 = 0$$。

选项 B 正确。

9. 圆 $$C_{1}: x^{2}+y^{2}=4$$ 和 $$C_{2}: x^{2}+y^{2}+2ay-6=0 (a>0)$$ 的公共弦长为 2,求 $$a$$:

步骤1:将两圆方程相减得公共弦方程:

$$(x^{2}+y^{2}-4) - (x^{2}+y^{2}+2ay-6) = 0$$

$$-2ay +2 = 0$$,即 $$y = \frac{1}{a}$$。

步骤2:圆 $$C_{1}$$ 的半径 $$r=2$$,公共弦长为 2,利用弦长公式:

$$2 = 2\sqrt{4 - d^{2}}$$,其中 $$d$$ 为圆心到直线 $$y=\frac{1}{a}$$ 的距离。

解得 $$d=\sqrt{3}$$,即 $$\left|\frac{1}{a}\right| = \sqrt{3}$$,故 $$a = \frac{\sqrt{3}}{3}$$。

选项 A 正确。

10. 圆 $$C_{1}: x^{2}+y^{2}=1$$ 和 $$C_{2}: x^{2}+y^{2}-4x=0$$ 的公共弦长:

步骤1:将两圆方程相减得公共弦方程:

$$(x^{2}+y^{2}-1) - (x^{2}+y^{2}-4x) = 0$$

$$4x -1 = 0$$,即 $$x = \frac{1}{4}$$。

步骤2:将 $$x=\frac{1}{4}$$ 代入 $$C_{1}$$ 得 $$y^{2} = \frac{15}{16}$$,故 $$y = \pm\frac{\sqrt{15}}{4}$$。

公共弦长为 $$\left|\frac{\sqrt{15}}{4} - (-\frac{\sqrt{15}}{4})\right| = \frac{\sqrt{15}}{2}$$。

选项 C 正确。

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