4. 在数轴上,点A所表示的实数为3,点B所表示的实数为$a$,$\odot A$的半径为2.下列说法中,不正确的是 (
A
)
A.当$a<5$时,点B在$\odot A$内
B.当$1<a<5$时,点B在$\odot A$内
C.当$a<1$时,点B在$\odot A$外
D.当$a>5$时,点B在$\odot A$外
答案:4. A
解析:
【分析】
要判断点B和$\odot A$的位置关系,首先回忆点与圆的位置关系判定规则:通过比较点到圆心的距离和半径的大小关系判断。首先计算出点B在$\odot A$内、上、外时a的取值范围,再逐一验证四个选项,找出说法错误的选项即可。
【解析】
解:点与圆的位置关系判定:设圆的半径为r,点到圆心的距离为d:
① 若$d < r$,点在圆内;② 若$d = r$,点在圆上;③ 若$d > r$,点在圆外。
本题中,圆心A表示的实数为3,$\odot A$半径$r=2$,点B表示的实数为a,因此点B到圆心A的距离$d=|a - 3|$。
点B在$\odot A$内时:$|a - 3| < 2$,解得$1 < a < 5$;
点B在$\odot A$上时:$|a - 3| = 2$,解得$a=1$或$a=5$;
点B在$\odot A$外时:$|a - 3| > 2$,解得$a < 1$或$a > 5$。
逐一分析选项:
A选项:当$a < 5$时,比如取$a=0$,满足$a < 5$,但此时$a < 1$,点B在$\odot A$外,因此该说法错误;
B选项:当$1 < a < 5$时,符合点B在$\odot A$内的取值范围,说法正确;
C选项:当$a < 1$时,符合点B在$\odot A$外的取值范围,说法正确;
D选项:当$a > 5$时,符合点B在$\odot A$外的取值范围,说法正确。
综上,不正确的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
点与圆的位置关系、数轴上两点距离计算
【点评】
本题是点与圆位置关系的基础应用题,解题时需注意边界值的判断,不要忽略点在圆上的情况,避免因范围判断不全面出错。
【难度系数】
0.8
5. 设$MN=2\ \mathrm{cm}$. 画图说明具有下列性质的点的集合是怎样的图形.
(1) 到点$M$的距离等于$1.5\ \mathrm{cm}$的点的集合;
(2) 到点$N$的距离等于$1.5\ \mathrm{cm}$的点的集合;
(3) 到点$M$的距离小于$1.5\ \mathrm{cm}$,而到点$N$的距离大于$1.5\ \mathrm{cm}$的点的集合(用阴影表示);
(4) 在所画的图形中,你还能再提出一个关于点的集合的问题吗?
答案:解:
先作线段$MN=2\ \mathrm{cm}$。
(1) 以点$M$为圆心,$1.5\ \mathrm{cm}$长为半径画圆,该圆就是到点$M$的距离等于$1.5\ \mathrm{cm}$的点的集合。
(2) 以点$N$为圆心,$1.5\ \mathrm{cm}$长为半径画圆,该圆就是到点$N$的距离等于$1.5\ \mathrm{cm}$的点的集合。
(3) 到点$M$的距离小于$1.5\ \mathrm{cm}$的点的集合是$\odot M$的内部,到点$N$的距离大于$1.5\ \mathrm{cm}$的点的集合是$\odot N$的外部,两个区域的公共部分(即$\odot M$内、$\odot N$外的部分)就是所求点的集合,将该区域涂上阴影即可。
(4) 示例问题:到点$M$的距离大于$1.5\ \mathrm{cm}$,且到点$N$的距离小于$1.5\ \mathrm{cm}$的点的集合是怎样的图形?(答案不唯一,符合点的集合相关要求即可)
解析:
【分析】
解题需结合圆的定义和点与圆的位置关系分析:首先回忆圆的定义:平面内到定点的距离等于定长的点的集合叫做圆,其中定点为圆心,定长为半径;点在圆内时到圆心的距离小于半径,点在圆外时到圆心的距离大于半径。解题步骤:①先画出长度为2cm的线段MN;②(1)(2)小问直接根据圆的定义确定对应的圆;③(3)小问先分别找到满足两个条件的区域,再取两个区域的公共部分即可;④(4)小问围绕点到M、N的距离的点的集合提出合理问题即可。
【解析】
第一步:先作线段$MN=2\ \mathrm{cm}$。
(1) 根据圆的定义,以点$M$为圆心,$1.5\ \mathrm{cm}$长为半径画圆,该圆就是到点$M$的距离等于$1.5\ \mathrm{cm}$的点的集合。
(2) 同理,以点$N$为圆心,$1.5\ \mathrm{cm}$长为半径画圆,该圆就是到点$N$的距离等于$1.5\ \mathrm{cm}$的点的集合。
(3) 到点$M$的距离小于$1.5\ \mathrm{cm}$的点的集合是$\odot M$的内部,到点$N$的距离大于$1.5\ \mathrm{cm}$的点的集合是$\odot N$的外部,两个区域的公共部分(即$\odot M$内、$\odot N$外的部分)就是所求点的集合,将该区域涂上阴影即可。
(4) 示例问题:到点$M$的距离大于$1.5\ \mathrm{cm}$,且到点$N$的距离小于$1.5\ \mathrm{cm}$的点的集合是怎样的图形?(答案不唯一,符合点的集合相关要求即可)
【答案】
(1) 以点$M$为圆心、$1.5\ \mathrm{cm}$为半径的圆;
(2) 以点$N$为圆心、$1.5\ \mathrm{cm}$为半径的圆;
(3) $\odot M$内部且$\odot N$外部的公共区域(涂阴影表示);
(4) 示例:到点$M$和点$N$的距离都等于$1.5\ \mathrm{cm}$的点的集合是怎样的图形?(答案不唯一)
【知识点】
圆的定义;点与圆的位置关系;轨迹的概念
【点评】
本题通过画图探究的形式,将抽象的点的集合具象化,既考查了对圆的本质属性的理解,也强化了点与圆位置关系的应用,最后的开放问题能有效发散思维,加深对几何轨迹的认知。
【难度系数】
0.85
1. 已知AB为$\odot O$的直径,P为$\odot O$上任意一点(不与点A,B重合),则点P关于AB的对称点$P'$与$\odot O$的位置关系为 (
C
)
A.在$\odot O$内
B.在$\odot O$外
C.在$\odot O$上
D.不能确定
答案:1. C
解析:
【分析】
要判断点$P'$与$\odot O$的位置关系,核心依据是点到圆心的距离和圆半径的大小关系:距离等于半径时,点在圆上。首先已知点$P$在$\odot O$上,可得$OP$等于$\odot O$的半径;再结合$AB$是直径(过圆心的对称轴)、$P'$是$P$关于$AB$的对称点,根据轴对称性质可推出$OP'=OP$,即$OP'$等于半径,即可判断$P'$的位置。
【解析】
设$\odot O$的半径为$r$,连接$OP$、$OP'$。
1. 因为点$P$在$\odot O$上,所以$OP=r$。
2. 因为$AB$是$\odot O$的直径,点$P'$是点$P$关于$AB$的对称点,所以直线$AB$是线段$PP'$的垂直平分线。
3. 又因为圆心$O$在直线$AB$上,根据垂直平分线上的点到线段两端距离相等,可得$OP'=OP=r$。
4. 根据点与圆的位置关系判定规则:点到圆心的距离等于半径时,点在圆上,因此点$P'$在$\odot O$上。
故选:C
【答案】
C
【知识点】
点与圆的位置关系;轴对称的性质;圆的对称性
【点评】
本题属于基础题,结合轴对称性质、圆的对称性考查点与圆的位置关系判定,解题的关键是掌握“点到圆心的距离等于半径则点在圆上”的核心判定规则。
【难度系数】
0.85
2. 在矩形ABCD中,AB=6,AD=8. 若作$\odot A$,使B,C,D三点至少有一点在$\odot A$内,至少有一点在$\odot A$外,则$\odot A$的半径r的取值范围是
$6<r<10$
.
答案:2. $6<r<10$
解析:
【分析】
要确定⊙A半径r的取值范围,首先需明确点与圆的位置关系判定规则:点到圆心的距离小于半径时,点在圆内;等于半径时在圆上;大于半径时在圆外。本题中圆心为点A,因此先计算B、C、D三点到点A的距离,找到最短距离和最长距离:要满足“至少有一点在圆内”,半径需大于最短距离;要满足“至少有一点在圆外”,半径需小于最长距离,结合两者即可得到r的取值范围。
【解析】
解:
∵ 四边形ABCD是矩形,AB=6,AD=8,∠BAD=90°
∴ 由勾股定理得对角线AC的长度为:
$AC=\sqrt{AB^2+AD^2}=\sqrt{6^2+8^2}=\sqrt{100}=10$
∴ B、C、D三点到点A的距离分别为:AB=6,AD=8,AC=10,最短距离为6,最长距离为10。
∵ 要求三点至少有一点在⊙A内,
∴ 半径r需大于最短距离6,即$r>6$;
∵ 要求三点至少有一点在⊙A外,
∴ 半径r需小于最长距离10,即$r<10$;
综上,⊙A的半径r的取值范围是$6<r<10$。
【答案】
$6<r<10$
【知识点】
点与圆的位置关系;矩形的性质;勾股定理
【点评】
本题是点与圆位置关系的基础应用题型,解题的核心是先求出各关键点到圆心的距离,再结合题干的限制条件推导半径的范围,掌握点和圆位置关系的判定方法是解题的关键。
【难度系数】
0.7
3. 如图,在某海域中,以点A为圆心,3 km为半径的圆形区域为暗礁区. 救援船要从点B处前往点A处,A,B两点之间的距离是10 km,如果救援船始终保持10 km/h的速度行驶,那么在什么时段内,救援船是安全的?救援船何时进入暗礁区域?

答案:3. 0 h到0.7 h之间救援船是安全的,0.7 h救援船进入暗礁区域
解析:
【分析】
要解决这个问题,首先明确暗礁区的范围:到圆心A的距离≤3km的区域是危险区域,反之到A的距离>3km的区域是安全区域。救援船沿BA方向匀速向A行驶,我们先计算救援船刚进入暗礁区时行驶的路程,再结合速度公式算出对应的时间,即可得到安全时段和进入暗礁的时间。
【解析】
解:已知暗礁区是以A为圆心、3km为半径的圆形区域,当救援船到点A的距离大于3km时处于安全状态。
救援船沿B到A的直线行驶,刚进入暗礁区的位置为点C,此时AC=3km。
由AB=10km,可得救援船到C点时行驶的路程:
$BC = AB - AC = 10\mathrm{km} - 3\mathrm{km} =7\mathrm{km}$
已知救援船速度$v=10\mathrm{km/h}$,根据$时间=路程÷速度$,行驶到C点的时间:
$t = BC ÷ v =7\mathrm{km} ÷10\mathrm{km/h} =0.7\mathrm{h}$
因此,行驶时间在0h到0.7h之间时,救援船还未进入暗礁区,属于安全时段;行驶0.7h时,救援船刚好到达暗礁区边界,进入暗礁区域。
【答案】
0 h到0.7 h之间救援船是安全的,0.7 h救援船进入暗礁区域
【知识点】
点与圆的位置关系,行程问题计算
【点评】
本题结合实际场景考查几何知识的应用,解题核心是将安全状态转化为点与圆的位置关系,再结合行程公式求解,难度较低,侧重考查基础知识的灵活运用能力。
【难度系数】
0.8