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高中数学-圆的方程测试题

高中数学-圆的方程测试题
高中数学-圆的方程测试题

高中数学-圆的方程测试题

(满分150分 时间 120分钟)

班级:__________ 姓名:__________ 成绩:__________

一、 选择题(每题5分,共12题,共60分)

1.(x +1)2+(y -2)2=4的圆心与半径分别为( )

A .(-1,2),2

B .(1,-2),2

C .(-1,2),4

D .(1,-2),4

2.已知某圆的一条直径的端点分别是A (4,0),B (0,-6),则该圆的标准方程是( )

A .(x +2)2+(y -3)2=13

B .(x +2)2+(y -3)2=52

C .(x -2)2+(y +3)2=52

D .(x -2)2+(y +3)2=13

3.点P (m 2,5)与圆x 2+y 2=24的位置关系是( )

A .在圆内

B .在圆外

C .在圆上

D .不确定

4.已知圆C 经过A (5,2),B (-1,4)两点,圆心在x 轴上,则圆C 的标准方程是( )

A .(x -2)2+y 2=13

B .(x +2)2+y 2=17

C .(x +1)2+y 2=40

D .(x -1)2+y 2=20

5.若方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0表示以(2,-4)为圆心,4为半径的圆,则F =________.

6.圆(x -1)2+y 2=1的圆心到直线y =

33x 的距离为( ) A .12 B .32 C .1 D . 3

7.圆的方程为(x -1)(x +2)+(y -2)(y +4)=0,则圆心坐标为( )

A .(1,-1)

B .(12,-1)

C .(-1,2)

D .(-12

,-1) 8.如果过A (2,1)的直线l 将圆x 2+y 2-2x -4y =0平分,则l 的方程为( )

A .x +y -3=0

B .x +2y -4=0

C .x -y -1=0

D .x -2y =0

9.若方程x 2+y 2-4x +2y +5k =0表示圆,则k 的取值范围是( )

A .k >1

B .k <1

C .k ≥1

D .k ≤1

10.方程x 2+y 2+2ax +2by +a 2+b 2=0表示的图形是( )

A .以(a ,b )为圆心的圆

B .以(-a ,-b )为圆心的圆

C .点(a ,b )

D .点(-a ,-b )

11.已知圆x 2+y 2-2ax -2y +(a -1)2=0(0

A .圆内

B .圆外

C .圆上

D .圆上或圆外

12.已知两定点A (-2,0),B (1,0),如果动点P 满足|P A |=2|PB |,则点P 的轨迹所包围的图形的面积等于( )

A .π

B .4π

C .8π

D .9π

二、填空题(每题5分,共4题,共20分)

13.圆心为点P (2,-2),且过点(-1,2)的圆的标准方程是________.

14.若圆心在x 轴上,半径为5的圆O 位于y 轴左侧,且与直线x +2y =0相切,则圆O 的方程是________.

15.圆O 的方程为(x -3)2+(y -4)2=25,点(2,3)到圆上的最大距离为________.

16.设圆x 2+y 2-4x +2y -11=0的圆心为A ,点P 在圆上,则P A 的中点M 的轨迹方程是________.

三、解答题(共6题,共70分)

17.(12分)求满足下列条件的圆的标准方程:

(1)经过点P(5,1),圆心为点C(8,-3);(2)经过点P(4,2),Q(-6,-2),且圆心在y轴上.

18.(12分)等腰三角形ABC的顶点A(4,2),底边的一个端点是B(3,5),求另一个端点C 的轨迹方程,并说明它的轨迹是什么.

19.(12分)已知点A(-2,-2),B(-2,6),C(4,-2),点P在圆x2+y2=4上运动,求|P A|2+|PB|2+|PC|2的最值.

20.(12分)已知圆心在x轴上的圆C与x轴交于两点A(1,0),B(5,0).

(1)求此圆的标准方程;

(2)设P(x,y)为圆C上任意一点,求点P(x,y)到直线x-y+1=0的距离的最大值和最小值.

21.(10分)求经过两点A(4,2),B(-1,3),且在两坐标轴上的四个截距之和为2的圆的方程.

22.(12分)已知圆C:x2+y2-4x-14y+45=0,及点Q(-2,3).

(1)P(a,a+1)在圆上,求线段PQ的长及直线PQ的斜率;

(2)若M为圆C上任一点,求|MQ|的最大值和最小值.

圆的方程 (逐题解析)

二、 选择题(每题5分,共12题,共60分)

1.(x +1)2+(y -2)2=4的圆心与半径分别为( )

A .(-1,2),2

B .(1,-2),2

C .(-1,2),4

D .(1,-2),4

解析:选A .由(x +1)2+(y -2)2=4,可得圆心为(-1,2),r 为2.

2.已知某圆的一条直径的端点分别是A (4,0),B (0,-6),则该圆的标准方程是( )

A .(x +2)2+(y -3)2=13

B .(x +2)2+(y -3)2=52

C .(x -2)2+(y +3)2=52

D .(x -2)2+(y +3)2=13

解析:选D .由中点坐标公式得圆心(2,-3),r =12|AB |=12 (4-0)2+(0+6)2=

13,

故圆的标准方程为(x -2)2+(y +3)2=13.

3.点P (m 2,5)与圆x 2+y 2=24的位置关系是( )

A .在圆内

B .在圆外

C .在圆上

D .不确定

解析:选B .由m 4+25>24可知,点P (m 2,5)在圆x 2+y 2=24的外部.

4.已知圆C 经过A (5,2),B (-1,4)两点,圆心在x 轴上,则圆C 的标准方程是( )

A .(x -2)2+y 2=13

B .(x +2)2+y 2=17

C .(x +1)2+y 2=40

D .(x -1)2+y 2=20

解析:选D .∵圆心在x 轴上,∴设圆心坐标为C (a ,0).

又∵圆C 经过A (5,2),B (-1,4)两点,∴半径r =|AC |=|BC |,可得 (a -5)2+(-2)2=(a +1)2+(-4)2,解之得a =1,可得半径r =(a -5)2+(-2)2=20,∴圆C 的标准方程是(x -1)2+y 2=20.

5.若方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0表示以(2,-4)为圆心,4为半径的圆,则F =________.

解析:由已知得

?????-D 2

=2-E 2=-4

12 D 2+E 2-4F =4,解得?????D =-4E =8F =4. 答案:4

6.圆(x -1)2+y 2=1的圆心到直线y =

33x 的距离为( ) A .12 B .32 C .1 D . 3

解析:选A .(x -1)2+y 2=1的圆心为(1,0),则圆心到直线y =

33x 的距离d =33+9=12

. 7.圆的方程为(x -1)(x +2)+(y -2)(y +4)=0,则圆心坐标为( )

A .(1,-1)

B .(12,-1)

C .(-1,2)

D .(-12

,-1)

解析:选D .由(x -1)(x +2)+(y -2)(y +4)=0,化简得x 2+y 2+x +2y -10=0,圆心为(-12

,-1). 8.如果过A (2,1)的直线l 将圆x 2+y 2-2x -4y =0平分,则l 的方程为( )

A .x +y -3=0

B .x +2y -4=0

C .x -y -1=0

D .x -2y =0

解析:选A.由x 2+y 2-2x -4y =0配方得,(x -1)2+(y -2)2=5.因为所求直线l 将圆平分,

故直线过圆心(1,2),则直线l 的方程为y -12-1=x -21-2

,即x +y -3=0. 9.若方程x 2+y 2-4x +2y +5k =0表示圆,则k 的取值范围是( )

A .k >1

B .k <1

C .k ≥1

D .k ≤1

解析:选B .若x 2+y 2-4x +2y +5k =0表示圆,则(-4)2+22-20k >0,得k <1.

10.方程x 2+y 2+2ax +2by +a 2+b 2=0表示的图形是( )

A .以(a ,b )为圆心的圆

B .以(-a ,-b )为圆心的圆

C .点(a ,b )

D .点(-a ,-b )

解析:选D .由x 2+y 2+2ax +2by +a 2+b 2=0配方得,(x +a )2+(y +b )2=0,所以方程表示点(-a ,-b ).

11.已知圆x 2+y 2-2ax -2y +(a -1)2=0(0

A .圆内

B .圆外

C .圆上

D .圆上或圆外

解析:选B .把原点(0,0)的坐标代入圆的方程得,(a -1)2>0(0

12.已知两定点A (-2,0),B (1,0),如果动点P 满足|P A |=2|PB |,则点P 的轨迹所包围的图形的面积等于( )

A .π

B .4π

C .8π

D .9π

解析:选B .设P 点坐标为(x ,y ),由已知得(x +2)2+y 2=2(x -1)2+y 2, 化简得,x 2+y 2-4x =0,即(x -2)2+y 2=4.故点P 的轨迹是以(2,0)为圆心,2为半径的圆,则其面积为πr 2=4π.

二、填空题(每题5分,共4题,共20分)

13.圆心为点P (2,-2),且过点(-1,2)的圆的标准方程是________.

解析:由已知得圆的半径r =(2+1)2+(-2-2)2=5,则圆的标准方程为(x -2)2+(y +2)2=25.

答案:(x -2)2+(y +2)2=25

14.若圆心在x 轴上,半径为5的圆O 位于y 轴左侧,且与直线x +2y =0相切,则圆O 的方程是________.

解析:设圆心坐标为(a ,0)(a <0),则|a |1+22

=5,∴|a |=5.又∵a <0,∴a =-5, 故圆的方程为(x +5)2+y 2=5.

答案:(x +5)2+y 2=5

15.圆O 的方程为(x -3)2+(y -4)2=25,点(2,3)到圆上的最大距离为________.

解析:点(2,3)与圆心连线的延长线与圆的交点到点(2,3)的距离最大,最大距离为点(2,3)到圆心(3,4)的距离2加上半径长5,即为5+ 2.

答案:5+ 2

16.设圆x 2+y 2-4x +2y -11=0的圆心为A ,点P 在圆上,则P A 的中点M 的轨迹方程是

________.

解析:由已知得圆心A 的坐标为(2,-1),设M 为(x ,y ),则P 点的坐标为(2x -2,2y +1).

因为P 点在圆x 2+y 2-4x +2y -11=0上,所以(2x -2)2+(2y +1)2-4(2x -2)+2(2y +1)-11=0,

化简得,x 2+y 2-4x +2y +1=0.

答案:x 2+y 2-4x +2y +1=0

三、解答题(共6题,共70分)

17.求满足下列条件的圆的标准方程:

(1)经过点P (5,1),圆心为点C (8,-3);

(2)经过点P (4,2),Q (-6,-2),且圆心在y 轴上.

解:(1)圆的半径r =|CP |=(5-8)2+(1+3)2=5.

圆心为点C (8,-3),

∴圆的标准方程为(x -8)2+(y +3)2=25.

(2)设所求圆的方程是x 2+(y -b )2=r 2.

∵点P 、Q 在所求圆上,依题意有

?????16+(2-b )2=r 236+(2+b )2=r 2????r 2=1454,b =-52. ∴所求圆的方程是x 2+(y +52)2=1454

. 18.等腰三角形ABC 的顶点A (4,2),底边的一个端点是B (3,5),求另一个端点C 的轨迹方程,并说明它的轨迹是什么.

解:设另一端点C 的坐标为(x ,y ),依题意,

得|AC |=|AB |,由两点间距离公式得,

(x -4)2+(y -2)2=(4-3)2+(2-5)2,

整理得,(x -4)2+(y -2)2=10.

这是以点A (4,2)为圆心,以10为半径的圆.

但A ,B ,C 为三角形的顶点,

所以A ,B ,C 三点不共线.当B 与C 重合时,C (3,5);

当BC 为直径时,C (5,-1),

所以端点C 的轨迹方程是

(x-4)2+(y-2)2=10(其中点(3,5)和(5,-1)除外).

故端点C的轨迹是以A(4,2)为圆心,10为半径的圆,

但要除去(3,5)和(5,-1)两点.如图所示.

19.已知点A(-2,-2),B(-2,6),C(4,-2),点P在圆x2+y2=4上运动,求|P A|2+|PB|2+|PC|2的最值.

解:设P(x,y),则x2+y2=4.

|P A|2+|PB|2+|PC|2=(x+2)2+(y+2)2+(x+2)2+(y-6)2+(x-4)2+(y+2)2=3(x2+y2)-4y+68=80-4y.

∵-2≤y≤2,∴72≤|P A|2+|PB|2+|PC|2≤88,

即|P A|2+|PB|2+|PC|2的最大值为88,最小值为72.

20.已知圆心在x轴上的圆C与x轴交于两点A(1,0),B(5,0).

(1)求此圆的标准方程;

(2)设P(x,y)为圆C上任意一点,求点P(x,y)到直线x-y+1=0的距离的最大值和最小值.

解:(1)由题意,结合图(1)可知圆心(3,0),r=2,

所以圆C的标准方程为(x-3)2+y2=4.

(2)如图(2)所示,过点C作CD垂直于直线x-y+1=0,垂足为D.由点到直线的距离公式可得

|CD|=|3+1|

2

=2 2.

又P(x,y)是圆C上的任意一点,而圆C的半径为2.

结合图形易知点P到直线x-y+1=0的距离的最大值为22+2,最小值为22-2.

21.求经过两点A(4,2),B(-1,3),且在两坐标轴上的四个截距之和为2的圆的方程.解:设圆的一般方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,

令y=0,得x2+Dx+F=0,

所以圆在x轴上的截距之和为x1+x2=-D;

令x=0,得y2+Ey+F=0,

所以圆在y轴上的截距之和为y1+y2=-E;

由题设,得x1+x2+y1+y2=-(D+E)=2,

所以D+E=-2.①

又A(4,2),B(-1,3)两点在圆上,

所以16+4+4D+2E+F=0,②

1+9-D+3E+F=0,③

由①②③可得D=-2,E=0,F=-12,

故所求圆的方程为x2+y2-2x-12=0.

22.已知圆C:x2+y2-4x-14y+45=0,及点Q(-2,3).

(1)P(a,a+1)在圆上,求线段PQ的长及直线PQ的斜率;

(2)若M为圆C上任一点,求|MQ|的最大值和最小值.

解:(1)因为点P(a,a+1)在圆上,

所以a2+(a+1)2-4a-14(a+1)+45=0,

所以a=4,P(4,5),

所以|PQ|=(4+2)2+(5-3)2=210,

k PQ=

3-5

-2-4

1

3.

(2)因为圆心C坐标为(2,7),

所以|QC|=(2+2)2+(7-3)2=4 2. 因为圆的半径是22,

所以点Q在圆外,

所以|MQ|max=42+22=62,

|MQ|min=42-22=2 2.

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