新高考數(shù)學(xué)大一輪復(fù)習(xí)講義專(zhuān)題26 活用隱圓的五種定義妙解壓軸題(解析版)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、專(zhuān)題26 活用隱圓的五種定義妙解壓軸題 【題型歸納目錄】題型一:隱圓的第一定義:到定點(diǎn)的距離等于定長(zhǎng)題型二:隱圓的第二定義:到兩定點(diǎn)距離的平方和為定值題型三:隱圓的第三定義:到兩定點(diǎn)的夾角為90題型四:隱圓的第四定義:邊與對(duì)角為定值、對(duì)角互補(bǔ)、數(shù)量積定值題型五:隱圓的第五定義:到兩定點(diǎn)距離之比為定值【典例例題】題型一:隱圓的第一定義:到定點(diǎn)的距離等于定長(zhǎng)例1(2022和平區(qū)校級(jí)月考)平面內(nèi),定點(diǎn),滿足,且,動(dòng)點(diǎn),滿足,則的最大值為ABCD【解析】解:由題可知,則到,三點(diǎn)的距離相等,所以是的外心,又,變形可得,所以,同理可得,所以是的垂心,所以的外心與垂心重合,所以是正三角形,且是的中心;由,解

2、得,所以的邊長(zhǎng)為;如圖所示,以為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系,則,可設(shè),其中,而,即是的中點(diǎn),則,當(dāng)時(shí),取得最大值為故選:例2(2022春溫州期中)已知是單位向量,若向量滿足,則的取值范圍是ABC,D【解析】解:由是單位向量,且,則可設(shè),;向量滿足,即,它表示圓心為,半徑為的圓;又,它表示圓上的點(diǎn)到點(diǎn)的距離,如圖所示:且,;即的取值范圍是,故選:【點(diǎn)評(píng)】本題考查了向量的垂直與數(shù)量積的關(guān)系、數(shù)量積的運(yùn)算性質(zhì)、點(diǎn)與圓上的點(diǎn)的距離大小關(guān)系,也考查了推理能力和計(jì)算能力,是綜合性題目例3(2022延邊州一模)如果圓上總存在兩個(gè)點(diǎn)到原點(diǎn)的距離為,則實(shí)數(shù)的取值范圍是ABCD,【解析】解:?jiǎn)栴}可轉(zhuǎn)化為圓和圓相交,兩

3、圓圓心距,由得,解得:,即,故選:例4(2022花山區(qū)校級(jí)期末)設(shè)點(diǎn)為直線上的動(dòng)點(diǎn),若在圓上存在點(diǎn),使得,則的縱坐標(biāo)的取值范圍是A,BCD【解析】解:設(shè),在中,由正弦定理可得,整理得,由題意知,當(dāng)時(shí),取得最值,即直線為圓的切線時(shí)取得最值故選:例5(2022廣元模擬)在平面內(nèi),定點(diǎn),滿足,動(dòng)點(diǎn),滿足,則的最大值為【解析】解:平面內(nèi),可設(shè),動(dòng)點(diǎn),滿足,可設(shè),當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),的最大值為故答案為:題型二:隱圓的第二定義:到兩定點(diǎn)距離的平方和為定值例6(2022普陀區(qū)二模)如圖,是邊長(zhǎng)為1的正三角形,點(diǎn)在所在的平面內(nèi),且為常數(shù))下列結(jié)論中,正確的是A當(dāng)時(shí),滿足條件的點(diǎn)有且只有一個(gè)B當(dāng)時(shí),滿足條件的點(diǎn)有

4、三個(gè)C當(dāng)時(shí),滿足條件的點(diǎn)有無(wú)數(shù)個(gè)D當(dāng)為任意正實(shí)數(shù)時(shí),滿足條件的點(diǎn)是有限個(gè)【解析】解:以所在直線為軸,中點(diǎn)為原點(diǎn),建立直角坐標(biāo)系,如圖所示則,設(shè),可得,化簡(jiǎn)得:,即配方,得(1)當(dāng)時(shí),方程(1)的右邊小于0,故不能表示任何圖形;當(dāng)時(shí),方程(1)的右邊為0,表示點(diǎn),恰好是正三角形的重心;當(dāng)時(shí),方程(1)的右邊大于0,表示以為圓心,半徑為的圓由此對(duì)照各個(gè)選項(xiàng),可得只有項(xiàng)符合題意故選:例7(2022江蘇模擬)在平面直角坐標(biāo)系中,圓,圓為實(shí)數(shù))若圓和圓上分別存在點(diǎn),使得,則的取值范圍為【解析】解:由題意,圓為實(shí)數(shù)),圓心為圓上任意一點(diǎn)向圓作切線,切點(diǎn)為,所以與圓有交點(diǎn),解得,故答案為:,例8(2022通

5、州區(qū)月考)在平面直角坐標(biāo)系中,為兩個(gè)定點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)在直線上,動(dòng)點(diǎn)滿足,則的最小值為【解析】解:,在以為直徑的圓上,不妨設(shè),則,令,則,令,在,上單調(diào)遞增,故當(dāng)時(shí),取得最小值,再令(a),顯然(a)在,上單調(diào)遞增,故時(shí),(a)取得最小值,綜上,當(dāng),時(shí),取得最小值25故的最小值為5故答案為:5例9(2022鹽城三模)已知,四點(diǎn)共面,則的最大值為【解析】解:以為原點(diǎn),以直線為軸建立平面坐標(biāo)系,設(shè),點(diǎn)在以,以為半徑的圓上,的最大距離為故答案為:10例10(2022大武口區(qū)校級(jí)期末)已知圓,點(diǎn),點(diǎn)是圓上的動(dòng)點(diǎn),則的最大值為,最小值為 【解析】解:設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則當(dāng)時(shí),即時(shí),取最大值74,當(dāng)時(shí),即,取最小值3

6、4,故答案為:74,34例11(2022大觀區(qū)校級(jí)期中)正方形與點(diǎn)在同一平面內(nèi),已知該正方形的邊長(zhǎng)為1,且,求的取值范圍【解析】解:以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),所在直線為軸建立平面直角坐標(biāo)系,如圖所示,則,設(shè)點(diǎn),則由,得,整理得,即點(diǎn)的軌跡是以點(diǎn)為圓心,為半徑的圓,圓心到點(diǎn)的距離為,所以,所以的取值范圍是,例12已知,點(diǎn),點(diǎn)是圓上的動(dòng)點(diǎn),求的最大值、最小值及對(duì)應(yīng)的點(diǎn)坐標(biāo)【解析】解:設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則當(dāng)時(shí),即時(shí),取最大值74,此時(shí),點(diǎn)坐標(biāo),當(dāng)時(shí),即,取最小值34,此時(shí),點(diǎn)坐標(biāo),題型三:隱圓的第三定義:到兩定點(diǎn)的夾角為90例13(2022春湖北期末)已知,是平面內(nèi)兩個(gè)互相垂直的單位向量,若向量滿足,則的最大值是

7、ABCD【解析】解:,設(shè),設(shè)的中點(diǎn)為,則,故在以為直徑的圓上,在圓上,的最大值為圓的直徑故選:例14(2022春龍鳳區(qū)校級(jí)期末)已知圓和點(diǎn),若圓上存在兩點(diǎn),使得,則實(shí)數(shù)的取值范圍是A,B,C,D,【解析】解:由題意圓和點(diǎn),若圓上存在兩點(diǎn),使得,可得,故選:例15(2022荊州區(qū)校級(jí)期末)已知,是圓上兩點(diǎn),點(diǎn),且,則的最小值為ABCD【解析】解:如圖所示:設(shè)是線段的中點(diǎn),則,于是,在中,由勾股定理得:,整理得,故的軌跡是以,為圓心,為半徑的圓,故,故,故選:例16(2022浙江期中)已知點(diǎn),若圓上存在一點(diǎn),使得,則實(shí)數(shù)的最大值是A4B5C6D7【解析】解:根據(jù)題意,圓,即;其圓心為,半徑,設(shè)的中

8、點(diǎn)為,又由點(diǎn),則,以為直徑的圓為,若圓上存在一點(diǎn),使得,則圓與圓有公共點(diǎn),又由,即有且,解可得:,即或,即實(shí)數(shù)的最大值是6;故選:例17(2022彭州市校級(jí)月考)設(shè),過(guò)定點(diǎn)的動(dòng)直線和過(guò)定點(diǎn)的動(dòng)直線交于點(diǎn),則的取值范圍是A,2 B,4 C,4 D,2 【解析】解:由題意可知,動(dòng)直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn),動(dòng)直線即,經(jīng)過(guò)定點(diǎn),動(dòng)直線和動(dòng)直線始終垂直,又是兩條直線的交點(diǎn),由基本不等式可得,即,可得故選:例18(2022安徽校級(jí)月考)設(shè),過(guò)定點(diǎn)的動(dòng)直線和過(guò)定點(diǎn)的動(dòng)直線交于點(diǎn),則的取值范圍是ABCD【解析】解:由題意可知,動(dòng)直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn),動(dòng)直線即,經(jīng)過(guò)點(diǎn)定點(diǎn),動(dòng)直線和動(dòng)直線的斜率之積為,始終垂直,又是兩條直線的交點(diǎn),

9、設(shè),則,由且,可得,故選:例19(2022北京模擬)已知,過(guò)定點(diǎn)的動(dòng)直線和過(guò)定點(diǎn)的動(dòng)直線交于點(diǎn),則的取值范圍是ABCD【解析】解:由題意可知,動(dòng)直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn),動(dòng)直線即,經(jīng)過(guò)點(diǎn)定點(diǎn),動(dòng)直線和過(guò)定點(diǎn)的動(dòng)直線滿足,兩直線始終垂直,又是兩條直線的交點(diǎn),設(shè),則,由且,可得,則,故選:例20(2022春大理市校級(jí)期末)已知圓和兩點(diǎn),若圓上存在點(diǎn),使得,則的最小值為A7B6C5D4【解析】解:,點(diǎn)的軌跡是以為直徑的圓,故點(diǎn)是圓與圓的交點(diǎn),因此兩圓相切或相交,即,解得的最小值為4故選:例21(2022春紅崗區(qū)校級(jí)期末)已知圓和兩點(diǎn),若圓上存在點(diǎn),使得,則的最大值與最小值之差為A1B2C3D4【解析】解:圓的圓

10、心,半徑,設(shè)在圓上,則,由,可得,即,的最大值即為的最大值,等于的最小值即為的最小值,等于則的最大值與最小值之差為故選:例22(2022蘭州一模)已知圓和兩點(diǎn),若圓上存在點(diǎn),使得,則當(dāng)取得最大值時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)是A,B,C,D,【解析】解:圓,其圓心,半徑為1,圓心到的距離為2,圓上的點(diǎn)到點(diǎn)的距離的最大值為3再由,以為直徑的圓和圓有交點(diǎn),可得,故有,圓心,直線的斜率,直線的方程為聯(lián)立:解得:故選:例23(2022海淀區(qū)校級(jí)三模)過(guò)直線上的點(diǎn)作圓的切線,若在直線上存在一點(diǎn),使得過(guò)點(diǎn)的圓的切線,為切點(diǎn))滿足,則的取值范圍是A,B,C,D,【解析】解:圓,圓心為:,半徑為1,在直線上存在一點(diǎn),使得過(guò)的圓

11、的切線,為切點(diǎn))滿足,在直線上存在一點(diǎn),使得到的距離等于,只需到直線的距離小于或等于,故,解得,故選:例24(2022春東陽(yáng)市校級(jí)期中)如圖,四邊形中,則的長(zhǎng)度的取值范圍是【解析】解:設(shè),顯然,(其中,綜上的長(zhǎng)度的取值范圍是,故答案為:,例25(2022春淮安校級(jí)期中)若實(shí)數(shù),成等差數(shù)列,點(diǎn)在動(dòng)直線上的射影為,點(diǎn)坐標(biāo)為,則線段長(zhǎng)度的最小值是【解析】解:實(shí)數(shù),成等差數(shù)列,即,可得動(dòng)直線恒過(guò),點(diǎn)在動(dòng)直線上的射影為,則在以為直徑的圓上,此圓的圓心坐標(biāo)為,即,半徑,又,則點(diǎn)在圓外,則,故答案為:題型四:隱圓的第四定義:邊與對(duì)角為定值、對(duì)角互補(bǔ)、數(shù)量積定值例26(2022長(zhǎng)治模擬)已知,是平面向量,是單

12、位向量,若非零向量與的夾角為,向量,滿足,則的最小值為【解析】解:,的終點(diǎn)在以和的終點(diǎn)為直徑端點(diǎn)的圓上運(yùn)動(dòng),設(shè),則圓心為的終點(diǎn),半徑為1的圓上運(yùn)動(dòng),如圖所示,其中,的終點(diǎn)在射線上運(yùn)動(dòng),顯然當(dāng)交圓于點(diǎn),交于點(diǎn)時(shí),最小,此時(shí),故答案為:例27(2022春瑤海區(qū)月考)在平面四邊形中,連接對(duì)角線,已知,則對(duì)角線的最大值為A27B16C10D25【解析】解:根據(jù)題意,建立如圖的坐標(biāo)系,則,中點(diǎn)為,則,設(shè)三點(diǎn)都在圓上,其半徑為,在中,由正弦定理可得,即,即,則,則的坐標(biāo)為,故點(diǎn)在以點(diǎn)為圓心,10為半徑的圓上,當(dāng)且僅當(dāng)、三點(diǎn)共線時(shí),取得最大值,此時(shí);故選:例28(2022秋沈河區(qū)校級(jí)期中)設(shè)向量,滿足:,則

13、的最大值為A2BCD1【解析】解:由題意可得,設(shè),則,、四點(diǎn)共圓,為該圓的半徑中,由正弦定理可得,當(dāng)且僅當(dāng)是的平分線時(shí),取等號(hào),此時(shí),故選:例29(2022閘北區(qū)一模)在平面內(nèi),設(shè),為兩個(gè)不同的定點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)滿足:為實(shí)常數(shù)),則動(dòng)點(diǎn)的軌跡為A圓B橢圓C雙曲線D不確定【解析】解:設(shè),則,滿足:為實(shí)常數(shù)),化為,即故動(dòng)點(diǎn)的軌跡是原點(diǎn)為圓心,以為半徑的圓故選:例30(2022和平區(qū)校級(jí)一模)如圖,梯形中,和分別為與的中點(diǎn),對(duì)于常數(shù),在梯形的四條邊上恰好有8個(gè)不同的點(diǎn),使得成立,則實(shí)數(shù)的取值范圍是A,B,C,D,【解析】解:以所在直線為軸,的中垂線為軸建立平面直角坐標(biāo)系則梯形的高為,當(dāng)在上時(shí),設(shè),則,于是

14、,當(dāng)時(shí),方程有一解,當(dāng)時(shí),有兩解;(2)當(dāng)在上時(shí),設(shè),則,當(dāng)時(shí),方程有一解,當(dāng)時(shí),有兩解;(3)當(dāng)在上時(shí),直線方程為,設(shè),則,于是當(dāng)或時(shí),方程有一解,當(dāng)時(shí),方程有兩解;(4)當(dāng)在上時(shí),由對(duì)稱(chēng)性可知當(dāng)或時(shí),方程有一解,當(dāng)時(shí),方程有兩解;綜上,若使梯形上有8個(gè)不同的點(diǎn)滿足成立,則的取值范圍是,故選:例31(2022寧城縣一模)如圖,正方形的邊長(zhǎng)為6,點(diǎn),分別在邊,上,且,如果對(duì)于常數(shù),在正方形的四條邊上,有且只有6個(gè)不同的點(diǎn)使得成立,那么的取值范圍是ABCD【解析】解:以為軸,以為軸建立平面直角坐標(biāo)系,如圖,則,(1)若在上,設(shè),當(dāng)時(shí)有一解,當(dāng)時(shí)有兩解(2)若在上,設(shè),當(dāng)或,有一解,當(dāng)時(shí)有兩解(3

15、)若在上,設(shè),當(dāng)或時(shí)有一解,當(dāng)時(shí)有兩解(4)若在上,設(shè),當(dāng)或時(shí)有一解,當(dāng)時(shí)有兩解綜上,故選:例32(2022黃浦區(qū)校級(jí)三模)在邊長(zhǎng)為8的正方形中,是的中點(diǎn),是邊上的一點(diǎn),且,若對(duì)于常數(shù),在正方形的邊上恰有6個(gè)不同的點(diǎn)滿足:,則實(shí)數(shù)的取值范圍是【解析】解:以所在直線為軸,以所在直線為軸建立平面直角坐標(biāo)系如圖:如圖,則,(1)若在上,設(shè),當(dāng)時(shí)有一解,當(dāng)時(shí)有兩解;(2)若在上,設(shè),當(dāng)或時(shí)有唯一解;當(dāng)時(shí)有兩解(3)若在上,設(shè),當(dāng)時(shí)有一解,當(dāng)時(shí)有兩解(4)若在上,設(shè),當(dāng)或時(shí)有一解,當(dāng)時(shí)有兩解綜上,在正方形的四條邊上有且只有6個(gè)不同的點(diǎn),使得成立,那么的取值范圍是故答案為題型五:隱圓的第五定義:到兩定點(diǎn)距

16、離之比為定值例33(2022湖南長(zhǎng)沙縣第一中學(xué)模擬預(yù)測(cè))古希臘三大數(shù)學(xué)家之一阿波羅尼斯的著作圓錐曲線論中指出:平面內(nèi)與兩定點(diǎn)距離的比為常數(shù)k(且的點(diǎn)的軌跡是圓,已知平面內(nèi)兩點(diǎn)A(,0),B(2,0),直線,曲線C上動(dòng)點(diǎn)P滿足,則曲線C與直線l相交于M、N兩點(diǎn),則|MN|的最短長(zhǎng)度為()ABC2D2【答案】C【解析】設(shè)動(dòng)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,y),則,由得:化簡(jiǎn)后得:曲線C:,故P點(diǎn)軌跡為圓,又可化為直線l過(guò)定點(diǎn)A(1,2),則圓心到直線的距離的最大值為|OA|,此時(shí)|MN|的長(zhǎng)度最短所以|MN|的最短長(zhǎng)度為故選:C例34(2022全國(guó)高三專(zhuān)題練習(xí))阿波羅尼斯是古希臘著名數(shù)學(xué)家,與歐幾里得阿基米德并

17、稱(chēng)為亞歷山大時(shí)期數(shù)學(xué)三巨匠,他對(duì)圓錐曲線有深刻而系統(tǒng)的研究,主要研究成果集中在他的代表作圓錐曲線一書(shū),阿波羅尼斯圓就是他的研究成果之一指的是:已知?jiǎng)狱c(diǎn)與兩定點(diǎn)的距離之比,那么點(diǎn)的軌跡就是阿波羅尼斯圓已知?jiǎng)狱c(diǎn)的軌跡是阿波羅尼斯圓,其方程為,其中,定點(diǎn)為軸上一點(diǎn),定點(diǎn)的坐標(biāo)為,若點(diǎn),則的最小值為()ABCD【答案】D【解析】設(shè),所以,由,所以,因?yàn)榍?,所以,整理可得,又?dòng)點(diǎn)M的軌跡是,所以,解得,所以,又,所以,因?yàn)椋缘淖钚≈?,?dāng)M在位置或時(shí)等號(hào)成立故選:D例35(2022全國(guó)高三專(zhuān)題練習(xí))阿波羅尼斯(公元前262年公元前190年),古希臘人,與阿基米德、歐幾里得一起被譽(yù)為古希臘三大數(shù)學(xué)家阿波

18、羅尼斯研究了眾多平面軌跡問(wèn)題,其中阿波羅尼斯圓是他的論著中的一個(gè)著名問(wèn)題:已知平面上兩點(diǎn)A,B,則所有滿足(,且)的點(diǎn)P的軌跡是一個(gè)圓已知平面內(nèi)的兩個(gè)相異定點(diǎn)P,Q,動(dòng)點(diǎn)M滿足,記M的軌跡為C,若與C無(wú)公共點(diǎn)的直線l上存在點(diǎn)R,使得的最小值為6,且最大值為10,則C的長(zhǎng)度為()ABCD【答案】B【解析】依題意,M的軌跡C是圓,設(shè)其圓心為點(diǎn)D,半徑為r,顯然直線l與圓C相離,令點(diǎn)D到直線l的距離為d,由圓的性質(zhì)得:,解得,所以C的長(zhǎng)度為故選:B例36(2022全國(guó)高三專(zhuān)題練習(xí))阿波羅尼斯約公元前年證明過(guò)這樣一個(gè)命題:平面內(nèi)到兩定點(diǎn)距離之比為常數(shù)且的點(diǎn)的軌跡是圓后人將這個(gè)圓稱(chēng)為阿氏圓若平面內(nèi)兩定點(diǎn)

19、A,B間的距離為2,動(dòng)點(diǎn)P與A,B距離之比滿足:,當(dāng)P、A、B三點(diǎn)不共線時(shí),面積的最大值是()AB2CD【答案】C【解析】依題意,以線段AB的中點(diǎn)為原點(diǎn),直線AB為x軸建立平面直角坐標(biāo)系,如圖,則,設(shè),因,則,化簡(jiǎn)整理得:,因此,點(diǎn)P的軌跡是以點(diǎn)為圓心,為半徑的圓,點(diǎn)P不在x軸上時(shí),與點(diǎn)A,B可構(gòu)成三角形,當(dāng)點(diǎn)P到直線(軸)的距離最大時(shí),的面積最大,顯然,點(diǎn)P到軸的最大距離為,此時(shí),所以面積的最大值是故選:C例37(2022全國(guó)高三專(zhuān)題練習(xí))已知兩定點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)與的距離之比(且),那么點(diǎn)的軌跡是阿波羅尼斯圓,若其方程為,則的值為()ABC0D4【答案】B【解析】設(shè),則,即,又,所以,即,整理得,所

20、以,解得,所以,故選:B例38(2022全國(guó)高三專(zhuān)題練習(xí))阿波羅尼斯是古希臘著名數(shù)學(xué)家,與歐幾里得、阿基米德被稱(chēng)為亞歷山大時(shí)期數(shù)學(xué)三巨匠,他對(duì)圓錐曲線有深刻而系統(tǒng)的研究,阿波羅尼斯圓就是他的研究成果之一,指的是:已知?jiǎng)狱c(diǎn)與兩個(gè)定點(diǎn),的距離之比為(,且),那么點(diǎn)的軌跡就是阿波羅尼斯圓若平面內(nèi)兩定點(diǎn),間的距離為,動(dòng)點(diǎn)滿足,則的最大值為()ABCD【答案】A【解析】由題意,設(shè),因?yàn)?,所以,即,所以點(diǎn)P的軌跡為以為圓心,半徑為的圓,因?yàn)椋渲锌煽醋鲌A上的點(diǎn)到原點(diǎn)的距離的平方,所以,所以,即的最大值為,故選:A例39(2022江蘇高三專(zhuān)題練習(xí))古希臘數(shù)學(xué)家阿波羅尼奧斯(約公元前262公元前190年)的著作圓錐曲線論是古代世界光輝的科學(xué)成果,著作中有這樣一個(gè)命題:平面內(nèi)與兩定點(diǎn)距離的比為常數(shù)(且)的點(diǎn)的軌跡是圓,后人將這個(gè)圓稱(chēng)為阿波羅尼斯圓已經(jīng),動(dòng)點(diǎn)滿足,則動(dòng)點(diǎn)軌跡與圓的位置關(guān)系是()A相交B相離C內(nèi)切D外切【答案】D【解析】由已知?jiǎng)狱c(diǎn)滿足,得即動(dòng)點(diǎn)軌跡為圓:,兩圓外切故選: D例40(2022河南省杞縣高中高三階段練習(xí)(理)古希臘數(shù)學(xué)家阿波羅尼奧斯(約公元首262公元前190年)的著作圓錐曲線論

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