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第一部分一14一、選擇題1.(文)若直線(xiàn)l1:x+ay+6=0與l2:(a-2)x+3y+2a=0平行,則l1與l2間的距離為\r(2) \f(8\r(2),3)\r(3) \f(8\r(3),3)[答案]B[解析]由l1∥l2知3=a(a-2)且2a≠6(a-2)2a2≠18,求得a∴l(xiāng)1:x-y+6=0,l2:x-y+eq\f(2,3)=0,兩條平行直線(xiàn)l1與l2間的距離為d=eq\f(|6-\f(2,3)|,\r(12+-12))=eq\f(8\r(2),3).故選B.(理)已知直線(xiàn)l過(guò)圓x2+(y-3)2=4的圓心,且與直線(xiàn)x+y+1=0垂直,則l的方程是()A.x+y-2=0 B.x-y+2=0C.x+y-3=0 D.x-y+3=0[答案]D[解析]圓心(0,3),又知所求直線(xiàn)斜率為1,∴直線(xiàn)方程為x-y+3=0.[方法點(diǎn)撥]1.兩直線(xiàn)的位置關(guān)系方程約束條件位置關(guān)系l1:y=k1x+b1l2:y=k2x+b2l1:A1x+B1y+C1=0l2:A2x+B2y+C2=0平行k1=k2,且b1≠b2A1B2-A2B1=0,且B1C2-B2C1相交k1≠k2特別地,l1⊥l2?k1k2=-1A1B2≠A2B1特別地,l1⊥l2?A1A2+B1B2重合k1=k2且b1=b2A1B2-A2B1=0且B1C2-B2C2.與直線(xiàn)y=kx+b平行的直線(xiàn)設(shè)為y=kx+b1,垂直的直線(xiàn)設(shè)為y=-eq\f(1,k)x+m(k≠0);與直線(xiàn)Ax+By+C=0平行的直線(xiàn)設(shè)為Ax+By+C1=0,垂直的直線(xiàn)設(shè)為Bx-Ay+C1=0.求兩平行直線(xiàn)之間的距離可直接代入距離公式,也可在其中一條直線(xiàn)上取一點(diǎn),求其到另一條直線(xiàn)的距離.2.(文)(2023·安徽文,8)直線(xiàn)3x+4y=b與圓x2+y2-2x-2y+1=0相切,則b的值是()A.-2或12 B.2或-12C.-2或-12 D.2或12[答案]D[解析]考查1.直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系;2.點(diǎn)到直線(xiàn)的距離公式.∵直線(xiàn)3x+4y=b與圓心為(1,1),半徑為1的圓相切,∴eq\f(|3+4-b|,\r(32+42))=1?b=2或12,故選D.(理)(2023·遼寧葫蘆島市一模)已知圓C與直線(xiàn)x-y=0及x-y-4=0都相切,圓心在直線(xiàn)x+y=0上,則圓C的方程為()A.(x+1)2+(y-1)2=2B.(x-1)2+(y+1)2=2C.(x-1)2+(y-1)2=2D.(x+1)2+(y+1)2=2[答案]B[解析]由題意知,圓心C既在與兩直線(xiàn)x-y=0與x-y-4=0平行且距離相等的直線(xiàn)上,又在直線(xiàn)x+y=0上,設(shè)圓心C(a,-a),半徑為r,則由已知得eq\f(|2a|,\r(2))=eq\f(|2a-4|,\r(2)),解得a=1,∴r=eq\r(2),故選B.[方法點(diǎn)撥]1.點(diǎn)與圓的位置關(guān)系①幾何法:利用點(diǎn)到圓心的距離d與半徑r的關(guān)系判斷:d>r?點(diǎn)在圓外,d=r?點(diǎn)在圓上;d<r?點(diǎn)在圓內(nèi).②代數(shù)法:將點(diǎn)的坐標(biāo)代入圓的標(biāo)準(zhǔn)(或一般)方程的左邊,將所得值與r2(或0)作比較,大于r2(或0)時(shí),點(diǎn)在圓外;等于r2(或0)時(shí),點(diǎn)在圓上;小于r2(或0)時(shí),點(diǎn)在圓內(nèi).2.直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系直線(xiàn)l:Ax+By+C=0(A2+B2≠0)與圓:(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0)的位置關(guān)系如下表.方法位置關(guān)系幾何法:根據(jù)d=eq\f(|Aa+Bb+C|,\r(A2+B2))與r的大小關(guān)系代數(shù)法:eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Ax+By+C=0,x-a2+y-b2=r2))消元得一元二次方程,根據(jù)判別式Δ的符號(hào)相交d<rΔ>0相切d=rΔ=0相離d>rΔ<03.求圓的方程有兩類(lèi)方法:(1)幾何法,通過(guò)研究圓的性質(zhì)、直線(xiàn)和圓、圓與圓的位置關(guān)系,進(jìn)而求得圓的半徑和圓心,得出圓的方程;(2)代數(shù)法,求圓的方程必須具備三個(gè)獨(dú)立條件,利用“待定系數(shù)法”求出圓心和半徑.3.(文)(2023·安徽文,6)過(guò)點(diǎn)P(-eq\r(3),-1)的直線(xiàn)l與圓x2+y2=1有公共點(diǎn),則直線(xiàn)l的傾斜角的取值范圍是()A.(0,eq\f(π,6)] B.(0,eq\f(π,3)]C.[0,eq\f(π,6)] D.[0,eq\f(π,3)][答案]D[解析]由題意可畫(huà)出示意圖:易知過(guò)點(diǎn)P的圓的兩切線(xiàn)為PA與處傾斜角為0,在Rt△POM中易知PO=2,OM=1,∴∠OPM=eq\f(π,6),∠OPA=eq\f(π,6),∴∠MPA=eq\f(π,3),∵直線(xiàn)l傾斜角的范圍是[0,eq\f(π,3)].[方法點(diǎn)撥]本題還可以設(shè)出直線(xiàn)l的方程y=kx+b,將P點(diǎn)代入得出k與b的關(guān)系,消去未知數(shù)b,再將直線(xiàn)代入圓方程,利用Δ>0求出k的范圍,再求傾斜角的范圍.1.求直線(xiàn)的方程常用待定系數(shù)法.2.兩條直線(xiàn)平行與垂直的判定可用一般式進(jìn)行判定,也可以用斜率判定.(理)(2023·山東理,9)一條光線(xiàn)從點(diǎn)(-2,-3)射出,經(jīng)y軸反射后與圓(x+3)2+(y-2)2=1相切,則反射光線(xiàn)所在直線(xiàn)的斜率為()A.-eq\f(5,3)或-eq\f(3,5) B.-eq\f(3,2)或-eq\f(2,3)C.-eq\f(5,4)或-eq\f(4,5) D.-eq\f(4,3)或-eq\f(3,4)[答案]D[解析]由光的反射原理知,反射光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)必過(guò)點(diǎn)(2,-3),設(shè)反射光線(xiàn)所在直線(xiàn)的斜率為k,則其直線(xiàn)方程為y+3=k(x-2),即kx-y-2k-3=0,∵光線(xiàn)與圓(x+3)2+(y-2)2=1相切,∴eq\f(|-3k-2-2k-3|,\r(k2+1))=1,∴12k2+25k+12=0,解得k=-eq\f(4,3)或k=-eq\f(3,4).故選D.4.(文)(2023·湖南文,6)若圓C1:x2+y2=1與圓C2:x2+y2-6x-8y+m=0外切,則m=()A.21 B.19C.9 D.-11[答案]C[解析]本題考查了兩圓的位置關(guān)系.由條件知C1:x2+y2=1,C2:(x-3)2+(y-4)2=25-m,圓心與半徑分別為(0,0),(3,4),r1=1,r2=eq\r(25-m),由兩圓外切的性質(zhì)知,5=1+eq\r(25-m),∴m=9.[方法點(diǎn)撥]圓與圓的位置關(guān)系表現(xiàn)形式位置關(guān)系幾何表現(xiàn):圓心距d與r1、r2的關(guān)系代數(shù)表現(xiàn):兩圓方程聯(lián)立組成的方程組的解的情況相離d>r1+r2無(wú)解外切d=r1+r2一組實(shí)數(shù)解相交|r1-r2|<d<r1+r2兩組不同實(shí)數(shù)解內(nèi)切d=|r1-r2|(r1≠r2)一組實(shí)數(shù)解內(nèi)含0≤d<|r1-r2|(r1≠r2)無(wú)解(理)一動(dòng)圓過(guò)點(diǎn)A(0,1),圓心在拋物線(xiàn)y=eq\f(1,4)x2上,且恒與定直線(xiàn)l相切,則直線(xiàn)l的方程為()A.x=1 B.x=eq\f(1,32)C.y=-eq\f(1,32) D.y=-1[答案]D[解析]∵A(0,1)是拋物線(xiàn)x2=4y的焦點(diǎn),又拋物線(xiàn)的準(zhǔn)線(xiàn)為y=-1,∴動(dòng)圓過(guò)點(diǎn)A,圓心C在拋物線(xiàn)上,由拋物線(xiàn)的定義知|CA|等于C到準(zhǔn)線(xiàn)的距離,等于⊙C的半徑,∴⊙C與定直線(xiàn)l:y=-1總相切.5.(文)(2023·哈三中一模)直線(xiàn)x+y+eq\r(2)=0截圓x2+y2=4所得劣弧所對(duì)圓心角為()\f(π,6) \f(π,3)\f(2π,3) \f(5π,6)[答案]D[解析]弦心距d=eq\f(|\r(2)|,\r(2))=1,半徑r=2,∴劣弧所對(duì)的圓心角為eq\f(2π,3).(理)(2023·福建理,6)直線(xiàn)l:y=kx+1與圓O:x2+y2=1相交于A,B兩點(diǎn),則“k=1”是“△OAB的面積為eq\f(1,2)”的()A.充分而不必要條件 B.必要而不充分條件C.充分必要條件 D.既不充分又不必要條件[答案]A[解析]圓心O(0,0)到直線(xiàn)l:kx-y+10=0的距離d=eq\f(1,\r(1+k2)),弦長(zhǎng)為|AB|=2eq\r(1-d2)=eq\f(2|k|,\r(1+k2)),∴S△OAB=eq\f(1,2)×|AB|·d=eq\f(|k|,k2+1)=eq\f(1,2),∴k=±1,因此當(dāng)“k=1”時(shí),“S△OAB=eq\f(1,2)”,故充分性成立.“S△OAB=eq\f(1,2)”時(shí),k也有可能為-1,∴必要性不成立,故選A.[方法點(diǎn)撥]1.直線(xiàn)與圓相交時(shí)主要利用半弦、半徑、弦心距組成的直角三角形求解.2.直線(xiàn)與圓相切時(shí),一般用幾何法體現(xiàn),即使用d=r,而不使用Δ=0.6.(2023·太原市一模)已知在圓x2+y2-4x+2y=0內(nèi),過(guò)點(diǎn)E(1,0)的最長(zhǎng)弦和最短弦分別是AC和BD,則四邊形ABCD的面積為()A.3eq\r(5) B.6eq\r(5)C.4eq\r(15) D.2eq\r(15)[答案]D[解析]圓的方程為(x-2)2+(y+1)2=5,圓的最長(zhǎng)弦AC為直徑2eq\r(5);設(shè)圓心M(2,-1),圓的最短弦BD⊥ME,∵M(jìn)E=eq\r(2-12+-1-02)=eq\r(2),∴BD=2eq\r(R2-ME2)=2eq\r(3),故S四邊形ABCD=eq\f(1,2)AC·BD=eq\f(1,2)×2eq\r(5)×2eq\r(3)=2eq\r(15).7.(2023·重慶理,8)已知直線(xiàn)l:x+ay-1=0(a∈R)是圓C:x2+y2-4x-2y+1=0的對(duì)稱(chēng)軸.過(guò)點(diǎn)A(-4,a)作圓C的一條切線(xiàn),切點(diǎn)為B,則|AB|=()A.2 B.4eq\r(2)C.6 D.2eq\r(10)[答案]C[解析]易知圓的標(biāo)準(zhǔn)方程C:(x-2)2+(y-1)2=4,圓心O(2,1),又因?yàn)橹本€(xiàn)l:x+ay-1=0是圓的對(duì)稱(chēng)軸,則該直線(xiàn)一定經(jīng)過(guò)圓心,得知a=-1,A(-4,-1),又因?yàn)橹本€(xiàn)AB與圓相切,則△OAB為直角三角形,|OA|=eq\r(2+42+1+12)=2eq\r(10),|OB|=2,|AB|=eq\r(OA2-OB2)=6.8.過(guò)點(diǎn)P(-2,3)且與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形面積為24的直線(xiàn)共有()A.1條 B.2條C.3條 D.4條[答案]D[解析]過(guò)P(-2,3)與x軸負(fù)半軸和y軸正半軸圍成的三角形面積的最小值是12,所以過(guò)一、二、三象限可作2條,過(guò)一、二、四象限可作一條,過(guò)二、三、四象限可作一條,共4條.9.(文)(2023·江西理,9)在平面直角坐標(biāo)系中,A、B分別是x軸和y軸上的動(dòng)點(diǎn),若以AB為直徑的圓C與直線(xiàn)2x+y-4=0相切,則圓C面積的最小值為()\f(4,5)π \f(3,4)πC.(6-2eq\r(5))π \f(5,4)π[答案]A[解析]本題考查直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系、拋物線(xiàn)的定義及數(shù)形結(jié)合求最值的數(shù)學(xué)思想.依題意,∠AOB=90°,∴原點(diǎn)O在⊙C上,又∵⊙C與直線(xiàn)2x+y-4=0相切,設(shè)切點(diǎn)為D,則|OC|=|CD|,∴圓C的圓心C的軌跡是拋物線(xiàn),其中焦點(diǎn)為原點(diǎn)O,準(zhǔn)線(xiàn)為直線(xiàn)2x+y-4=0.要使圓C的面積有最小值,當(dāng)且僅當(dāng)O、C、D三點(diǎn)共線(xiàn),即圓C的直徑等于O點(diǎn)到直線(xiàn)的距離,∴2R=eq\f(4,\r(5)),∴R=eq\f(2,\r(5)).S=πR2=eq\f(4,5)π.選A.(理)兩條平行直線(xiàn)和圓的位置關(guān)系定義為:若兩條平行直線(xiàn)和圓有四個(gè)不同的公共點(diǎn),則稱(chēng)兩條平行線(xiàn)和圓“相交”;若兩平行直線(xiàn)和圓沒(méi)有公共點(diǎn),則稱(chēng)兩條平行線(xiàn)和圓“相離”;若兩平行直線(xiàn)和圓有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)不同的公共點(diǎn),則稱(chēng)兩條平行線(xiàn)和圓“相切”.已知直線(xiàn)l1:2x-y+a=0,l2:2x-y+a2+1=0和圓:x2+y2+2x-4=0相切,則a的取值范圍是()A.a(chǎn)>7或a<-3B.a(chǎn)>eq\r(6)或a<-eq\r(6)C.-3≤a≤-eq\r(6)或eq\r(6)≤a≤7D.a(chǎn)≥7或a-3[答案]C[解析]本題主要考查直線(xiàn)和圓的位置關(guān)系、補(bǔ)集思想及分析、理解、解決問(wèn)題的能力.兩條平行線(xiàn)與圓都相交時(shí),由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(|2-1+a|,\r(5))<\r(5),\f(|2-1+a2+1|,\r(5))<\r(5)))得-eq\r(6)<a<eq\r(6),兩條直線(xiàn)都和圓相離時(shí),由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(|2-1+a|,\r(5))>\r(5),\f(|2-1+a2+1|,\r(5))>\r(5)))得a<-3,或a>7,所以?xún)蓷l直線(xiàn)和圓“相切”時(shí)a的取值范圍-3≤a≤-eq\r(6)或eq\r(6)≤a≤7,故選C.[方法點(diǎn)撥]與圓有關(guān)的最值問(wèn)題主要題型有:1.圓的半徑最小時(shí),圓面積最?。?.圓上點(diǎn)到定點(diǎn)距離最大(小)值問(wèn)題,點(diǎn)在圓外時(shí),最大值d+r,最小值d-r(d是圓心到定點(diǎn)距離);點(diǎn)在圓內(nèi)時(shí),最大值d+r,最小值r-d.3.圓上點(diǎn)到定直線(xiàn)距離最值,設(shè)圓心到直線(xiàn)距離為d,直線(xiàn)與圓相離,則最大值d+r,最小值d-r;直線(xiàn)與圓相交,則最大值d+r,最小值0.4.P(x,y)為⊙O上一動(dòng)點(diǎn),求x、y的表達(dá)式(如x+2y,x2+y2等)的取值范圍,一段利用表達(dá)式的幾何意義轉(zhuǎn)化.二、填空題10.(文)設(shè)直線(xiàn)mx-y+3=0與圓(x-1)2+(y-2)2=4相交于A、B兩點(diǎn),且弦長(zhǎng)為2eq\r(3),則m=________.[答案]0[解析]圓的半徑為2,弦長(zhǎng)為2eq\r(3),∴弦心距為1,即得d=eq\f(|m+1|,\r(m2+1))=1,解得m=0.(理)在△ABC中,角A、B、C的對(duì)邊分別為a、b、c,若sin2A+sin2B=eq\f(1,2)sin2C,則直線(xiàn)ax-by+c=0被圓x2+y2=9所截得弦長(zhǎng)為_(kāi)_______.[答案]2eq\r(7)[解析]由正弦定理得a2+b2=eq\f(1,2)c2,∴圓心到直線(xiàn)距離d=eq\f(|c|,\r(a2+b2))=eq\f(c,\r(\f(1,2)c2))=eq\r(2),∴弦長(zhǎng)l=2eq\r(r2-d2)=2eq\r(9-2)=2eq\r(7).11.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知圓x2+y2=4上有且只有四個(gè)點(diǎn)到直線(xiàn)12x-5y+c=0的距離為1,則實(shí)數(shù)c的取值范圍是________.[答案](-13,13)[解析]本題考查了直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系,利用數(shù)形結(jié)合可解決此題,屬中檔題.要使圓x2+y2=4上有且只有四個(gè)點(diǎn)到直線(xiàn)12x-5y+c=0的距離為1,只需滿(mǎn)足圓心到直線(xiàn)的距離小于1即可.即eq\f(|c|,\r(122+52))<1,解|c|<13,∴-13<c<13.12.已知過(guò)點(diǎn)P(2,1)有且只有一條直線(xiàn)與圓C:x2+y2+2ax+ay+2a2+a-1=0相切,則實(shí)數(shù)a=[答案]-1[解析]由條件知點(diǎn)P在⊙C上,∴4+1+4a+a+2a2+a-1=0,∴當(dāng)a=-1時(shí),x2+y2-2x-y=0表示圓,當(dāng)a=-2時(shí),x2+y2-4x-2y+5=0不表示圓,∴a=-1.三、解答題13.(2023·福建文,19)已知點(diǎn)F為拋物線(xiàn)E:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn),點(diǎn)A(2,m)在拋物線(xiàn)E上,且|AF|=3.(1)求拋物線(xiàn)E的方程;(2)已知點(diǎn)G(-1,0),延長(zhǎng)AF交拋物線(xiàn)E于點(diǎn)B,證明:以點(diǎn)F為圓心且與直線(xiàn)GA相切的圓,必與直線(xiàn)GB相切.[分析]考查:1.拋物線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)方程;2.直線(xiàn)和圓的位置關(guān)系.(1)利用拋物線(xiàn)定義,將拋物線(xiàn)上的點(diǎn)到焦點(diǎn)距離和到準(zhǔn)線(xiàn)距離相互轉(zhuǎn)化;(2)欲證明以點(diǎn)F為圓心且與直線(xiàn)GA相切的圓,必與直線(xiàn)GB相切.可證明點(diǎn)F到直線(xiàn)GA和直線(xiàn)GB的距離相等(此時(shí)需確定兩條直線(xiàn)方程);也可以證明∠AGF=∠BGF,可轉(zhuǎn)化為證明兩條直線(xiàn)的斜率互為相反數(shù).[解析]法一:(1)由拋物線(xiàn)的定義得|AF|=2+eq\f(p,2).因?yàn)閨AF|=3,即2+eq\f(p,2)=3,解得p=2,所以?huà)佄锞€(xiàn)E的方程為y2=4x.(2)因?yàn)辄c(diǎn)A(2,m)在拋物線(xiàn)E:y2=4x上,所以m=±2eq\r(2),由拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)性,不妨設(shè)A(2,2eq\r(2)).由A(2,2eq\r(2)),F(xiàn)(1,0)可得直線(xiàn)AF的方程為y=2eq\r(2)(x-1).由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y=2\r(2)x-1,,y2=4x,))得2x2-5x+2=0,解得x=2或x=eq\f(1,2),從而B(niǎo)(eq\f(1,2),-eq\r(2)).又G(-1,0),所以kGA=eq\f(2\r(2)-0,2--1)=eq\f(2\r(2),3),kGB=eq\f(-\r(2)-0,\f(1,2)--1)=-eq\f(2\r(2),3),所以kGA+kGB=0,從而∠AGF=∠BGF,這表明點(diǎn)F到直線(xiàn)GA,GB的距離相等,故以F為圓心且與直線(xiàn)GA相切的圓必與直線(xiàn)GB相切.法二:(1)同法一.(2)設(shè)以點(diǎn)F為圓心且與直線(xiàn)GA相切的圓的半徑為r.因?yàn)辄c(diǎn)A(2,m)在拋物線(xiàn)E:y2=4x上,所以m=±2eq\r(2),由拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)性,不妨設(shè)A(2,2eq\r(2)).由A(2,2eq\r(2)),F(xiàn)(1,0)可得直線(xiàn)AF的方程為y=2eq\r(2)(x-1).由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y=2\r(2)x-1,,y2=4x,))得2x2-5x+2=0.解得x=2或x=eq\f(1,2),從而B(niǎo)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),-\r(2))).又G(-1,0),故直線(xiàn)GA的方程為2eq\r(2)x-3y+2eq\r(2)=0,從而r=eq\f(|2\r(2)+2\r(2)|,\r(8+9))=eq\f(4\r(2),\r(17)).又直線(xiàn)GB的方程為2eq\r(2)x+3y+2eq\r(2)=0,所以點(diǎn)F到直線(xiàn)GB的距離d=eq\f(|2\r(2)+2\r(2)|,\r(8+9))=eq\f(4\r(2),\r(17))=r.這表明以點(diǎn)F為圓心且與直線(xiàn)GA相切的圓必與直線(xiàn)GB相切.14.(文)已知圓C:x2+y2=r2(r>0)經(jīng)過(guò)點(diǎn)(1,eq\r(3)).(1)求圓C的方程;(2)是否存在經(jīng)過(guò)點(diǎn)(-1,1)的直線(xiàn)l,它與圓C相交于A、B兩個(gè)不同點(diǎn),且滿(mǎn)足關(guān)系eq\o(OM,\s\up6(→))=eq\f(1,2)eq\o(OA,\s\up6(→))+eq\f(\r(3),2)eq\o(OB,\s\up6(→))(O為坐標(biāo)原點(diǎn))的點(diǎn)M也在圓C上,如果存在,求出直線(xiàn)l的方程;如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.[解析](1)由圓C:x2+y2=r2,再由點(diǎn)(1,eq\r(3))在圓C上,得r2=12+(eq\r(3))2=4,所以圓C的方程為x2+y2=4.(2)假設(shè)直線(xiàn)l存在,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0).①若直線(xiàn)l的斜率存在,設(shè)直線(xiàn)l的方程為y-1=k(x+1),聯(lián)立eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y=kx+1+1,,x2+y2-4=0.))消去y得,(1+k2)x2+2k(k+1)x+k2+2k-3=0,由韋達(dá)定理得x1+x2=-eq\f(2kk+1,1+k2)=-2+eq\f(2-2k,1+k2),x1x2=eq\f(k2+2k-3,1+k2)=1+eq\f(2k-4,1+k2),y1y2=k2x1x2+k(k+1)(x1+x2)+(k+1)2=eq\f(2k+4,1+k2)-3,因?yàn)辄c(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2)在圓C上,因此,得xeq\o\al(2,1)+yeq\o\al(2,1)=4,xeq\o\al(2,2)+yeq\o\al(2,2)=4,由eq\o(OM,\s\up6(→))=eq\f(1,2)eq\o(OA,\s\up6(→))+eq\f(\r(3),2)eq\o(OB,\s\up6(→))得,x0=eq\f(x1+\r(3)x2,2),y0=eq\f(y1+\r(3)y2,2),由于點(diǎn)M也在圓C上,則(eq\f(x1+\r(3)x2,2))2+(eq\f(y1+\r(3)y2,2))2=4,整理得eq\f(x\o\al(2,1)+y\o\al(2,1),4)+3·eq\f(x\o\al(2,2)+y\o\al(2,2),4)+eq\f(\r(3),2)x1x2+eq\f(\r(3),2)y1y2=4,即x1x2+y1y2=0,所以1+eq\f(2k-4,1+k2)+(eq\f(2k+4,1+k2)-3)=0,從而得,k2-2k+1=0,即k=1,因此,直線(xiàn)l的方程為y-1=x+1,即x-y+2=0.②若直線(xiàn)l的斜率不存在,則A(-1,eq\r(3)),B(-1,-eq\r(3)),M(eq\f(-1-\r(3),2),eq\f(\r(3)-3,2))(eq\f(-1-\r(3),2))2+(eq\f(\r(3)-3,2))2=4-eq\r(3)≠4,故點(diǎn)M不在圓上與題設(shè)矛盾,綜上所知:k=1,直線(xiàn)方程為x-y+2=0.(理)已知圓O:x2+y2=2交x軸于A、B兩點(diǎn),曲線(xiàn)C是以AB為長(zhǎng)軸,離心率為eq\f(\r(2),2)的橢圓,其左焦點(diǎn)為F.若P是圓O上一點(diǎn),連接PF,過(guò)原點(diǎn)O作直線(xiàn)PF的垂線(xiàn)交直線(xiàn)x=-2于點(diǎn)Q.(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,1),求證:直線(xiàn)PQ與圓O相切;(3)試探究:當(dāng)點(diǎn)P在圓O上運(yùn)動(dòng)時(shí)(不與A,B重合),直線(xiàn)PQ與圓O是否保持相切的位置關(guān)系?若是,請(qǐng)證明;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.[解析](1)因?yàn)閍=eq\r(2),e=eq\f(\r(2),2),所以c=1,則b=1,即橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(x2,2)+y2=1.(2)因?yàn)镻(1,1),F(xiàn)(-1,0),所以kPF=eq\f(1,2),∴kOQ=-2,所以直線(xiàn)OQ的方程為y=-2x.又Q在直線(xiàn)x=-2上,所以點(diǎn)Q(-2,4).∴kPQ=-1,kOP=1,∴kOP·kPQ=-1,即OP⊥PQ,故直線(xiàn)PQ與圓O相切.(3)當(dāng)點(diǎn)P在圓O上運(yùn)動(dòng)時(shí),直線(xiàn)PQ與圓P保持相切的位置關(guān)系,設(shè)P(x0,y0),(x0≠±eq\r(2)),則yeq\o\al(2,0)=2-xeq\o\al(2,0),kPF=eq\f(y0,x0+1),kOQ=-eq\f(x0+1,y0),∴直線(xiàn)OQ的方程為y=-eq\f(x0+1,y0)x,∴點(diǎn)Q(-2,eq\f(2x0+2,y0)),∴kPQ=eq\f(y0-\f(2x0+2,y0),x0+2)=eq\f(y\o\al(2,0)-2x0+2,x0+2y0)=eq\f(-x\o\al(2,0)-2x0,x0+2y0)=-eq\f(x0,y0),又kOP=eq\f(y0,x0).∴kOP·kPQ=-1,即OP⊥PQ(P不與A、B重合),直線(xiàn)PQ始終與圓O相切.15.(文)(2023·石家莊市質(zhì)檢)已知?jiǎng)訄AC過(guò)定點(diǎn)M(0,2),且在x軸上截得弦長(zhǎng)為4.設(shè)該動(dòng)圓圓心的軌跡為曲線(xiàn)C.(1)求曲線(xiàn)C方程;(2)設(shè)點(diǎn)A為直線(xiàn)l:x-y-2=0上任意一點(diǎn),過(guò)A作曲線(xiàn)C的切線(xiàn),切點(diǎn)分別為P、Q,求△APQ面積的最小值及此時(shí)點(diǎn)A的坐標(biāo).[解析](1)設(shè)動(dòng)圓圓心坐標(biāo)為C(x,y),根據(jù)題意得eq\r(x2+y-22)=eq\r(y2+4),化簡(jiǎn)得x2=4y.(2)解法一:設(shè)直線(xiàn)PQ的方程為y=kx+b,由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x2=4y,y=kx+b))消去y得x2-4kx-4b=0.設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x1+x2=4k,x1x2=-4b)),且Δ=16k2+16b以點(diǎn)P為切點(diǎn)的切線(xiàn)的斜率為y′1=eq\f(1,2)x1,其切線(xiàn)方程為y-y1=eq\f(1,2)x1(x-x1),即y=eq\f(1,2)x1x-eq\f(1,4)xeq\o\al(2,1).同理過(guò)點(diǎn)Q的切線(xiàn)的方程為y=eq\f(1,2)x2x-eq\f(1,4)xeq\o\al(2,2).兩條切線(xiàn)的交點(diǎn)A(xA,yB)在直線(xiàn)x-y-2=0上,解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(xA=\f(x1+x2,2)=2k,yA=\f(x1x2,4)=-b)),即A(2k,-b).則:2k+b-2=0,即b=2-2k,代入Δ=16k2+16b=16k2+32-32k=16(k-1)2+16>0,|PQ|=eq\r(1+k2)|x1-x2|=4eq\r(1+k2)eq\r(k2+b),A(2k,-b)到直線(xiàn)PQ的距離為d=eq\f(|2k2+2b|,\r(k2+1)),S△APQ=eq\f(1,2)|PD|·d=4|k2+b|·eq\r(k2+b)=4(k2+b)eq\f(3,2)=4(k2-2k+2)eq\f(3,2)=4[(k-1)2+1]eq\f(3,2).當(dāng)k=1時(shí),S△APQ最小,其最小值為4,此時(shí)點(diǎn)A的坐標(biāo)為(2,0).解法二:設(shè)A(x0,y0)在直線(xiàn)x-y-2=0上,點(diǎn)P(x1,y1),Q(x2,y2)在拋物線(xiàn)x2=4y上,則以點(diǎn)P為切點(diǎn)的切線(xiàn)的斜率為y1=eq\f(1,2)x1,其切線(xiàn)方程為y-y1=eq\f(1,2)x1(x-x1),即y=eq\f(1,2)x1x-y1,同理以點(diǎn)Q為切點(diǎn)的方程為y=eq\f(1,2)x2x-y2.設(shè)兩條切線(xiàn)均過(guò)點(diǎn)A(x0,y0),則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y0=\f(1,2)x1x0-y1,,y0=\f(1,2)x2x0-y2.))點(diǎn)P,Q的坐標(biāo)均滿(mǎn)足方程y0=eq\f(1,2)xx0-y,即直線(xiàn)PQ的方程為:y=eq\f(1,2)x0x-y0,代入拋物線(xiàn)方程x2=4y消去y可得:x2-2x0x+4y0=0|PQ|=eq\r(1+\f(1,4)x\o\al(2,0))|x1-x2|=eq\r(1+\f(1,4)x\o\al(2,0))eq\r(4x\o\al(2,0)-16y0)A(x0,y0)到直線(xiàn)PQ的距離為d=eq\f(|\f(1,2)x\o\al(2,0)-2y0|,\r(\f(1,4)x\o\al(2,0)+1)),S△APQ=eq\f(1,2)|PQ|d=eq\f(1,2)|xeq\o\al(2,0)-4y0|·eq\r(x\o\al(2,0)-4y0)=eq\f(1,2)(xeq\o\al(2,0)-4y0)eq\s\up7(\f(3,2
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