已知点 P 在圆 (x-5)^ 2 +(y-5)^ 2 =…——2021 高考数学第 11 题答案解析

2021_新课标 I 卷 (2021)

2021 ?? 第 11 题 多选题 区分题
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11.已知点 $P$ 在圆 $(x-5)^{2}+(y-5)^{2}=16$ 上,点 $A(4,0) , B(0,2)$ ,则( )

A. 点 $P$ 到直线 $A B$ 的距离小于 10
B. 点 $P$ 到直线 $A B$ 的距离大于 2
C. 当 $\angle P B A$ 最小时,$|P B|=3 \sqrt{2}$
D. 当 $\angle P B A$ 最大时,$|P B|=3 \sqrt{2}$
参考答案ACD

完整解析 · 逐步详解

【答案】ACD

## 【解析】

【分析】计算出圆心到直线 $A B$ 的距离,可得出点 $P$ 到直线 $A B$ 的距离的取值范围,可判断 AB 选项的正误 ;分析可知,当 $\angle P B A$ 最大或最小时,$P B$ 与圆 $M$ 相切,利用勾股定理可判断 CD 选项的正误.

【详解】圆 $(x-5)^{2}+(y-5)^{2}=16$ 的圆心为 $M(5,5)$ ,半径为 4 ,

直线 $A B$ 的方程为 $\frac{x}{4}+\frac{y}{2}=1$ ,即 $x+2 y-4=0$ ,
圆心 $M$ 到直线 $A B$ 的距离为 $\frac{|5+2 \times 5-4|}{\sqrt{1^{2}+2^{2}}}=\frac{11}{\sqrt{5}}=\frac{11 \sqrt{5}}{5}>4$ ,
所以,点 $P$ 到直线 $A B$ 的距离的最小值为 $\frac{11 \sqrt{5}}{5}-4<2$ ,最大值为 $\frac{11 \sqrt{5}}{5}+4<10$ ,A选项正确,B选项错误;

如下图所示:

当 $\angle P B A$ 最大或最小时,$P B$ 与圆 $M$ 相切,连接 $M P , B M$ ,可知 $P M \perp P B$ , $|B M|=\sqrt{(0-5)^{2}+(2-5)^{2}}=\sqrt{34},|M P|=4$ ,由勾股定理可得 $|B P|=\sqrt{|B M|^{2}-|M P|^{2}}=3 \sqrt{2}, \mathrm{CD}$ 选项正确。

故选:ACD.
【点睛】结论点睛:若直线 $l$ 与半径为 $r$ 的圆 $C$ 相离,圆心 $C$ 到直线 $l$ 的距离为 $d$ ,则圆 $C$ 上一点 $P$ 到直线 $l$ 的距离的取值范围是 $[d-r, d+r]$ .

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