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例题精讲 · 第 00850 题 · 自编示意圆与两条直线的相离、相交两路回代

以自编示意的圆与两条直线,分别求圆心到直线距离、相离时的最短最远距离与相交时的弦长,并说明「距离为负即相交」的报警口径;参数均为自编示意。

00850题号全 1000 篇 · 第 第142轮 / 第142册 轮
方向数学·导数与解三角形六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 数学导数与解三角形

一、考点定位与做题顺序

圆上动点到直线的最短距离是 |d−r|,但只有当 d>r 时才能写成 d−r;d<r 时直线已割圆,最短距离是 0。 本讲用同一圆心配两条直线,把相离与相交两种情形并排放,避免把 d−r 套出负数还照抄。

二、逐题精讲

题1

自编示意圆 (x−1)²+(y−2)²=4,直线 l₁: 3x+4y−24=0。求圆心到 l₁ 的距离,判断位置关系,并求圆上点到 l₁ 的最短与最远距离。

解析

圆心 C(1,2),r=2.00。d=|3×1+4×2−24|/√(3²+4²)=|−13|/5=2.600000。 d>r,直线与圆相离,最短 d−r=2.600000−2.00=0.600000,最远 d+r=4.600000。若把 13 写成 3+8−12=1,d 会变成 0.200000,结论整体翻转。

答案 d=2.600000,相离;最短 0.600000,最远 4.600000。

采分点 距离公式 3 分;分子绝对值 2 分;位置关系 2 分;两距离 3 分。

易错点 漏掉分母 5 或把绝对值写成带符号的负 13,都会让 d 失真。

题2

把直线改为 l₂: 3x+4y−12=0,求圆心距与弦长;说明为何此时不能再写 d−r。

解析

d₂=|3+8−12|/5=1/5=0.200000,小于 r=2.00,直线割圆,圆上存在落在直线上的点,最短距离为 0。 弦长按垂径定理 2√(r²−d²)=2√(4−0.04)=3.979950,半弦为 1.989975;若把半弦先取位再乘会得 3.979949,差一位取位。若机械套 d−r 会得负 1.800000,这个负值应当作「已相交、口径需切换」的报警信号,而不是照抄成距离。

答案 d₂=0.200000;弦长 3.979950;此时最短距离为 0,不能写 d−r。

采分点 圆心距 2 分;相交判定 2 分;垂径定理 3 分;弦长 2 分;报警口径 1 分。

易错点 把弦长写成 √(r²−d²) 漏乘 2,或把负的 d−r 取绝对值当最短距离,都是典型误用。

三、规律小结与对照表

情形圆心距位置关系结果
l₁ 相离2.600000d>r最短 0.600000
l₁ 最远2.600000d+r4.600000
l₂ 相交0.200000d<r最短 0
l₂ 半弦√(4−0.04)垂径1.989975
l₂ 弦长2×半弦垂径3.979950
报警量d₂−r负 1.800000口径切换

求最短距离前先判 d 与 r 的大小;出现负的 d−r 不是算错,是提醒改用相交口径。圆与直线参数均为自编示意。

四、自测清单

  • 圆心是否取 (1,2)
  • 距离公式分母是否为 5
  • 分子是否取绝对值
  • d₁ 是否大于 r
  • 最短与最远是否分别用 d−r 与 d+r
  • d₂ 是否小于 r
  • 弦长是否乘 2
  • 是否说明负值触发口径切换

五、数值回代明细

按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):圆心距 l1 = 2.6;最短距离 l1 = 0.6;最远距离 l1 = 4.6;圆心距 l2 = 0.2;半弦长 = 1.989975;弦长 = 3.97995。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。

六、选题边界与相邻板块

本讲只处理点到直线距离与直线和圆的位置关系;直线与圆的最值、抛物线焦点弦、阿波罗尼斯圆与射影定理三式互验属相邻板块,其条件不同。

本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(数学):射影定理三式、恒成立分离参数、由前n项和求通项、点到直线距离、三次函数对称中心、双曲线离心率相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(数学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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点到直线距离与圆上动点最短距离
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