直線和圓有唯一公共點(diǎn)時，叫做直線和圓相切。以下是學(xué)習(xí)啦小編整理了高考數(shù)學(xué)直線與圓的方程復(fù)習(xí)題及答案，希望對你的學(xué)習(xí)有幫助。

　　高考數(shù)學(xué)直線與圓的方程復(fù)習(xí)題及參考答案：

　　一、選擇題(每小題只有一個選項(xiàng)是正確的，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。)

　　1.(2009•重慶市高三聯(lián)合診斷性考試)將直線l1：y=2x繞原點(diǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)60°得直線l2，則直線l2到直線l3：x+2y-3=0的角為 (　　)

　　A.30°　　　 B.60°　　　 C.120°　　　 D.150°

　　答案：A

　　解析：記直線l1的斜率為k1，直線l3的斜率為k3，注意到k1k3=-1，l1⊥l3，依題意畫出示意圖，結(jié)合圖形分析可知，直線l2到直線l3的角是30°，選A.

　　2.(2009•湖北荊州質(zhì)檢二)過點(diǎn)P(1,2)，且方向向量v=(-1,1)的直線的方程為

　　(　　)

　　A.x-y-3=0　　　　　　 B.x+y+3=0

　　C.x+y-3=0 D.x-y+3=0

　　答案：C

　　解析：方向向量為v=(-1,1)，則直線的斜率為-1，直線方程為y-2=-(x-1)即x+y-3=0，故選C.

　　3.(2009•東城3月)設(shè)A、B為x軸上兩點(diǎn)，點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為2，且|PA|=|PB|，若直線PA的方程x-y+1=0，則直線PB的方程為 (　　)

　　A.2x+y-7=0 B.2x-y-1=0

　　C.x-2y+4=0 D.x+y-5=0

　　答案：D

　　解析：因kPA=1，則kPB=-1，又A(-1,0)，點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為2，則B(5,0)，直線PB的方程為x+y-5=0，故選D.

　　4.過兩點(diǎn)(-1,1)和(0,3)的直線在x軸上的截距為 (　　)

　　A.-32 B.32 C.3 D.-3

　　答案：A

　　解析：由兩點(diǎn)式，得y-31-3=x-0-1-0，

　　即2x-y+3=0，令y=0，得x=-32，

　　即在x軸上的截距為-32.

　　5.直線x+a2y+6=0和(a-2)x+3ay+2a=0無公共點(diǎn)，則a的值是 (　　)

　　A.3 B.0 C.-1 D.0或-1

　　答案：D

　　解析：當(dāng)a=0時，兩直線方程分別為x+6=0和x=0，顯然無公共點(diǎn);當(dāng)a≠0時，-1a2=-a-23a，∴a=-1或a=3.而當(dāng)a=3時，兩直線重合，∴a=0或-1.

　　6.兩直線2x-my+4=0和2mx+3y-6=0的交點(diǎn)在第二象限，則m的取值范圍是

　　(　　)

　　A.-32≤m≤2 B.-32

　　C.-32≤m<2 D.-32

　　答案：B

　　解析：由2x-my+4=0，2mx+3y-6=0，解得兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(3m-6m2+3，4m+6m2+3)，由交點(diǎn)在第二象限知橫坐標(biāo)為負(fù)、縱坐標(biāo)為正，故3m-6m2+3<0且4m+6m2+3>0⇒-32

　　7.(2009•福建，9)在平面直角坐標(biāo)系中，若不等式組x+y-1≥0，x-1≤0，ax-y+1≥0，(a為常數(shù))所表示的平面區(qū)域的面積等于2，則a的值為 (　　)

　　A.-5 B.1 C.2 D.3

　　答案：D

　　解析：不等式組x+y-1≥0，x-1≤0，ax-y+1≥0所圍成的區(qū)域如圖所示.

　　∵其面積為2，∴|AC|=4，

　　∴C的坐標(biāo)為(1,4)，代入ax-y+1=0，

　　得a=3.故選D.

　　8.(2009•陜西，4)過原點(diǎn)且傾斜角為60°的直線被圓x2+y2-4y=0所截得的弦長為

　　(　　)

　　A.3 B.2 C.6 D.23

　　答案：D

　　解析：∵直線的方程為y=3x，圓心為(0,2)，半徑r=2.

　　由點(diǎn)到直線的距離公式得弦心距等于1，從而所求弦長等于222-12=23.故選D.

　　9.(2009•西城4月，6)與直線x-y-4=0和圓x2+y2+2x-2y=0都相切的半徑最小的圓的方程是 (　　)

　　A.(x+1)2+(y+1)2=2 B.(x+1)2+(y+1)2=4

　　C.(x-1)2+(y+1)2=2 D.(x-1)2+(y+1)=4

　　答案：C

　　解析：圓x2+y2+2x-2y=0的圓心為(-1,1)，半徑為2，過圓心(-1,1)與直線x-y-4=0垂直的直線方程為x+y=0，所求的圓的圓心在此直線上，排除A、B，圓心(-1,1)到直線x-y-4=0的距離為62=32，則所求的圓的半徑為2，故選C.

　　10.(2009•安陽，6)已知直線x+y=a與圓x2+y2=4交于A、B兩點(diǎn)，且|OA→+OB→|=|OA→-OB→|，其中O為原點(diǎn)，則實(shí)數(shù)a的值為 (　　)

　　A.2 B.-2C.2或-2 D.6或-6

　　答案：C

　　解析：由|OA→+OB→|=|OA→-OB→|得|OA→+OB→|2=|OA→-OB→|2，OA→•OB→=0，OA→⊥OB→，三角形AOB為等腰直角三角形，圓心到直線的距離為2，即|a|2=2，a=±2，故選C.

　　11.(2009•河南實(shí)驗(yàn)中學(xué)3月)若直線l：ax+by=1與圓C：x2+y2=1有兩個不同交點(diǎn)，則點(diǎn)P(a，b)與圓C的位置關(guān)系是 (　　)

　　A.點(diǎn)在圓上 B.點(diǎn)在圓內(nèi)C.點(diǎn)在圓外 D.不能確定

　　答案：C

　　解析：直線l：ax+by=1與圓C：x2+y2=1有兩個不同交點(diǎn)，則1a2+b2<1，a2+b2>1，點(diǎn)P(a，b)在圓C外部，故選C.

　　12.(2010•保定市高三摸底考試)從原點(diǎn)向圓x2+(y-6)2=4作兩條切線，則這兩條切線夾角的大小為 (　　)

　　A.π6 B.π2C.arccos79 D.arcsin229

　　答案：C

　　解析：如圖，sin∠AOB=26=13，cos∠BOC=cos2∠AOB=1-2sin2∠AOB=1-29=79，∴∠BOC=arccos79，故選C.

　　第Ⅱ卷(非選擇題　共90分)

　　二、填空題(本大題共4小題，每小題5分，共20分，請將答案填在題中的橫線上。)

　　13.(2010•湖南長沙一中)已知直線l1：ax+y+2a=0，直線l2：ax-y+3a=0.若l1⊥l2，則a=________.

　　答案：±1

　　解析：∵l1⊥l2，∴kl1•kl2=-1，即(-a)•a=-1，∴a=±1.

　　14.點(diǎn)P(a,3)到直線4x-3y+1=0的距離等于4，且在不等式2x+y<4表示的平面區(qū)域內(nèi)，則P點(diǎn)的坐標(biāo)為__________.

　　答案：(-3,3)

　　解析：因|4a-9+1|5=4，∴a=7，a=-3.

　　當(dāng)a=7時，不滿足2x+y<4(舍去)，∴a=-3.

　　15.(2009•朝陽4月，12)已知動直線l平分圓C：(x-2)2+(y-1)2=1，則直線l與圓：x=3cosθ，y=3sinθ，(θ為參數(shù))的位置關(guān)系是________.

　　答案：相交

　　解析：動直線l平分圓C：(x-2)2+(y-1)2=1，即圓心(2,1)在直線上，又圓O：x=3cosθ，y=3sinθ，即x2+y2=9，且22+12<9，(2,1)在圓O內(nèi)，則直線l與圓O：

　　x=3cosθ，y=3sinθ，(θ為參數(shù))的位置關(guān)系是相交，故填相交.

　　16.(2009•山東濟(jì)南一模)若直線y=kx-2與圓x2+y2=2相交于P、Q兩點(diǎn)，且∠POQ=120°(其中O為原點(diǎn))，k的值為________.

　　答案：±3

　　解析：由圖可知，點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0，-2)，

　　∠OPQ=30°，∴直線y=kx-2的傾斜角為60°或120°，∴k=±3.

　　三、解答題(本大題共6小題，共70分，解答應(yīng)寫出文字說明、演算步驟或證明過程。)

　　17.(本小題滿分10分)求經(jīng)過7x+8y=38及3x-2y=0的交點(diǎn)且在兩坐標(biāo)軸上截得的截距相等的直線方程.

　　解析：易得交點(diǎn)坐標(biāo)為(2,3)

　　設(shè)所求直線為7x+8y-38+λ(3x-2y)=0，

　　即(7+3λ)x+(8-2λ)y-38=0，

　　令x=0，y=388-2λ，

　　令y=0，x=387+3λ，

　　由已知，388-2λ=387+3λ，

　　∴λ=15，即所求直線方程為x+y-5=0.

　　又直線方程不含直線3x-2y=0，而當(dāng)直線過原點(diǎn)時，在兩軸上的截距也相等，故3x-2y=0亦為所求.

　　18.(本小題滿分12分)已知直線l經(jīng)過點(diǎn)P(3,1)，且被兩平行直線l1;x+y+1=0和l2：x+y+6=0截得的線段之長為5，求直線l的方程.

　　分析一：如圖，利用點(diǎn)斜式方程，分別與l1、l2聯(lián)立，求得兩交點(diǎn)A、B的坐標(biāo)(用k表示)，再利用|AB|=5可求出k的值，從而求得l的方程.

　　解析：解法一：若直線l的斜率不存在，則直線l的方程為x=3，此時與l1、l2的交點(diǎn)分別為A′(3，-4)或B′(3，-9)，截得的線段AB的長|AB|=|-4+9|=5，符合題意.

　　若直線l的斜率存在，則設(shè)直線l的方程為y=k(x-3)+1.

　　解方程組y=k(x-3)+1，x+y+1=0，得

　　A(3k-2k+1，-4k-1k+1).

　　解方程組y=k(x-3)+1，x+y+6=0，得

　　B(3k-7k+1，-9k-1k+1).

　　由|AB|=5.

　　得(3k-2k+1-3k-7k+1)2+(-4k-1k+1+9k-1k+1)2=52.

　　解之，得k=0，直線方程為y=1.

　　綜上可知，所求l的方程為x=3或y=1.

　　分析二：用l1、l2之間的距離及l(fā)與l1夾角的關(guān)系求解.

　　解法二：由題意，直線l1、l2之間的距離為d=|1-6|2=522，且直線L被平行直線l1、l2所截得的線段AB的長為5，設(shè)直線l與直線l1的夾角為θ，則sinθ=5225=22，故θ=45°.

　　由直線l1：x+y+1=0的傾斜角為135°，知直線l的傾斜角為0°或90°，又由直線l過點(diǎn)P(3,1)，故直線l的方程為：

　　x=3或y=1.

　　分析三：設(shè)直線l1、l2與l分別相交于A(x1，y1)，B(x2，y2)，則通過求出y1-y2，x1-x2的值確定直線l的斜率(或傾斜角)，從而求得直線l的方程.

　　解法三：設(shè)直線l與l1、l2分別相交A(x1，y1)、B(x2，y2)，則x1+y1+1=0，x2+y2+6=0.

　　兩式相減，得(x1-x2)+(y1-y2)=5. ①

　　又(x1-x2)2+(y1-y2)2=25. ②

　　聯(lián)立①、②可得

　　x1-x2=5，y1-y2=0，或x1-x2=0，y1-y2=5.

　　由上可知，直線l的傾斜角分別為0°或90°.

　　故所求的直線方程為x=3或y=1.

　　19.(本小題滿分12分)設(shè)圓上的點(diǎn)A(2,3)關(guān)于直線x+2y=0的對稱點(diǎn)仍在圓上，且與直線x-y+1=0相交的弦長為22，求圓的方程.

　　解析：設(shè)所求圓的圓心為(a，b)，半徑為r，

　　∵點(diǎn)A(2,3)關(guān)于直線x+2y=0的對稱點(diǎn)A′仍在這個圓上，

　　∴圓心(a，b)在直線x+2y=0上，

　　∴a+2b=0， ①

　　(2-a)2+(3-b)2=r2. ②

　　又直線x-y+1=0截圓所得的弦長為22，

　　∴r2-(a-b+12)2=(2)2 ③

　　解由方程①、②、③組成的方程組得：

　　b=-3，a=6，r2=52.或b=-7，a=14，r2=244，

　　∴所求圓的方程為

　　(x-6)2+(y+3)2=52或(x-14)2+(y+7)2=244.

　　20.(本小題滿分12分)某集團(tuán)準(zhǔn)備興辦一所中學(xué)，投資1200萬元用于硬件建設(shè).為了考慮社會效益和經(jīng)濟(jì)利益，對該地區(qū)教育市場進(jìn)行調(diào)查，得出一組數(shù)據(jù)列表(以班為單位)如下：

　　班級

　　學(xué)生數(shù) 配備

　　教師數(shù) 硬件建設(shè)

　　(萬元) 教師年薪

　　(萬元/人)

　　初中 60 2.0 28 1.2

　　高中 40 2.5 58 1.6

　　根據(jù)有關(guān)規(guī)定，除書本費(fèi)、辦公費(fèi)外，初中生每年可收取學(xué)費(fèi)600元，高中生每年可收取學(xué)費(fèi)1500元.因生源和環(huán)境等條件限制，辦學(xué)規(guī)模以20至30個班為宜.根據(jù)以上情況，請你合理規(guī)劃辦學(xué)規(guī)模使年利潤最大，最大利潤多少萬元?(利潤=學(xué)費(fèi)收入-年薪支出)

　　解析：設(shè)初中x個班，高中y個班，則

　　20≤x+y≤30　　?、?8x+58y≤1200　?、趚，y∈N*

　　設(shè)年利潤為s，則

　　s=60×0.06x+40×0.15y-2×1.2x-2.5×1.6y

　　=1.2x+2y

　　作出①、②表示的平面區(qū)域，如上圖，易知當(dāng)直線1.2x+2y=s過點(diǎn)A時，s有最大值.

　　由x+y=3028x+58y=1200解得A(18,12)

　　∴smax=1.2×18+2×12=45.6(萬元).

　　即學(xué)?？梢?guī)劃初中18個班，高中12個班，可獲得最大年利潤為45.6萬元.

　　21.(本小題滿分12分)直線y=kx與圓x2+y2-6x-4y+10=0相交于兩個不同點(diǎn)A、B，當(dāng)k取不同實(shí)數(shù)值時，求AB中點(diǎn)的軌跡方程.

　　剖析：本題考查與圓有關(guān)的軌跡問題.

　　解析：解法一：由x2+y2-6x-4y+10=0，y=kx，

　　消去y，得(1+k2)x2-(6+4k)x+10=0.

　　設(shè)此方程的兩根為x1、x2，AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為P(x，y)，則由韋達(dá)定理和中點(diǎn)坐標(biāo)公式，得x=x1+x22=6+4k2(1+k2)=3+2k1+k2. ①

　　又點(diǎn)P在直線y=kx上，

　　∴y=kx.

　　∴k=yx. ②

　　將②代入①，得x=3+2×yx1+(yx)2(x≠0)，整理得x2+y2-3x-2y=0.

　　故軌跡是圓x2+y2-3x-2y=0位于已知圓內(nèi)的部分.

　　解法二：設(shè)A(x1，y1)，B(x2，y2)，則

　　x21+y21-6x1-4y1+10=0，①

　　x22+y22-6x2-4y2+10=0，②

　?、?②，得(x21-x22)+(y21-y22)-6(x1-x2)-4(y1-y2)=0.

　　設(shè)AB的中點(diǎn)為(x，y)，則x1+x2=2x，y1+y2=2y.

　　代入上式，有2x(x1-x2)+2y(y1-y2)-6(x1-x2)-4(y1-y2)=0，

　　即(2x-6)(x1-x2)+(2y-4)(y1-y2)=0.

　　∴x-3y-2=-y1-y2x1-x2=-k. ③

　　又∵y=kx， ④

　　由③④得x2+y2-3x-2y=0.

　　故所求軌跡為已知圓內(nèi)的一段弧.

　　點(diǎn)悟：解法一為參數(shù)法，適當(dāng)引入?yún)?shù)，再消去參數(shù)得所求軌跡;解法二為“差分法”，是求中點(diǎn)軌跡的一種常用方法.

　　22.(本小題滿分12分)已知m∈R，直線l：mx-(m2+1)y=4m和圓C：x2+y2-8x+4y+16=0.

　　(1)求直線l斜率的取值范圍;

　　(2)直線l能否將圓C分割成弧長的比值為12的兩段圓弧?為什么?

　　解析：(1)直線l的方程可化為y=mm2+1x-4mm2+1，

　　直線l的斜率k=mm2+1，

　　因?yàn)閨m|≤12(m2+1)，

　　所以|k|=|m|m2+1≤12，當(dāng)且僅當(dāng)|m|=1時等號成立.

　　所以，斜率k的取值范圍是[-12，12].

　　(2)不能.

　　由(1)知l的方程為

　　y=k(x-4)，其中|k|≤12.

　　圓C的圓心為C(4，-2)，半徑r=2.

　　圓心C到直線l的距離d=21+k2.

　　由|k|≤12，得d≥45>1，即d>r2.

　　從而，若l與圓C相交，則圓C截直線l所得的弦所對的圓心角小于2π3.

　　所以l不能將圓C分割成弧長的比值為12的兩段圓弧.