已知 b 是 a, c 的等差中项, 直线 ax + by…——2024 高考数学第 12 题答案解析

2024_全国甲卷

2024 全国 第 12 题 单选题 区分题
2024_全国甲卷

12. 已知 $b$ 是 $a, c$ 的等差中项, 直线 $ax + by + c = 0$ 与圆 $x^{2} + y^{2} + 4y - 1 = 0$ 交于 $A, B$ 两点, 则 $\left|AB\right|$ 的最小值为 ( )

A. 2
B. 3
C. 4
D. $2\sqrt{5}$
参考答案

C

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先及格路线 · 高中数学 · 高难题

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完整解析 · 逐步详解

【答案】C

【解析】

【分析】结合等差数列性质将 c 代换,求出直线恒过的定点,采用数形结合法即可求解.

【详解】因为 $a, b, c$ 成等差数列,所以 $2b = a + c$ , $c = 2b - a$ ,代入直线方程 $ax + by + c = 0$ 得 $ax + by + 2b - a = 0$ ,即 $a(x - 1) + b(y + 2) = 0$ ,令 $\left\{ \begin{array}{l} x - 1 = 0 \\ y + 2 = 0 \end{array} \right.$ 得 $\left\{ \begin{array}{l} x = 1 \\ y = -2 \end{array} \right.$ ,故直线恒过 $(1, -2)$ ,设 $P(1, -2)$ ,圆化为标准方程得: $C: x^2 + (y + 2)^2 = 5$ ,设圆心为 $C$ ,画出直线与圆的图形,由图可知,当 $PC \perp AB$ 时, $\left|AB\right|$ 最小, $\left|PC\right| = 1, \left|AC\right| = \left|r\right| = \sqrt{5}$ ,此时 $\left|AB\right| = 2 \left|AP\right| = 2\sqrt{AC^2 - PC^2} = 2\sqrt{5 - 1} = 4$ .

故选:C

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