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

2021_新课标I卷

2021 全国 第 11 题 多选题 区分题
2021_新课标I卷

11. 已知点 P 在圆 $\left( x - 5 \right) ^ { 2 } + \left( y - 5 \right) ^ { 2 } = 1 6$ 上,点A(4,0)、B(0,2),则()

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

ACD

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完整解析 · 逐步详解

【答案】ACD

【解析】

【分析】计算出圆心到直线AB 的距离,可得出点P到直线AB 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,PB与圆M 相切,利用勾股定理可判断CD选项的正误.

【详解】圆 ${ \bigl ( } x - 5 { \bigr ) } ^ { 2 } + { \bigl ( } y - 5 { \bigr ) } ^ { 2 } = 1 6$ 的圆心为M(5,5),半径为4,

直线AB 的方程为 ${ \frac { x } { 4 } } + { \frac { y } { 2 } } = 1$ ,即 $x + 2 y - 4 = 0$

圆心M 到直线AB 的距离为 ${ \frac { \left| 5 + 2 \times 5 - 4 \right| } { \sqrt { 1 ^ { 2 } + 2 ^ { 2 } } } } = { \frac { 1 1 } { \sqrt { 5 } } } = { \frac { 1 1 { \sqrt { 5 } } } { 5 } } > 4$

所以,点P到直线AB 的距离的最小值为 $\frac { 1 1 { \sqrt { 5 } } } { 5 } - 4 < 2$ ,最大值为 $\frac { 1 1 { \sqrt { 5 } } } { 5 } + 4 < 1 0$ ,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,PB与圆M 相切,连接MP、BM,可知 $P M \perp P B$

$\left| B M \right| = { \sqrt { \left( 0 - 5 \right) ^ { 2 } + \left( 2 - 5 \right) ^ { 2 } } } = { \sqrt { 3 4 } }$ $\left| M P \right| = 4$ ,由勾股定理可得 $\left| B P \right| = \sqrt { \left| B M \right| ^ { 2 } - \left| M P \right| ^ { 2 } } = 3 \sqrt { 2 }$ ,CD选项正确.

故选:ACD.

【点睛】结论点睛:若直线l与半径为r 圆C相离,圆心C到直线l的距离为d ,则圆C上一点P到直的 线l的距离的取值范围是 $\left[ d - r , d + r \right]$

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