- 圆的方程
- 共2177题
已知直线l:3x+4y-2=0
(Ⅰ)求经过直线l与直线x+3y-4=0的交点P,且垂直于直线x-2y-1=0的方程;
(Ⅱ)求直线l与两坐标轴围成的三角形的内切圆的方程.
正确答案
(Ⅰ)联立得:,
解得:,
∵所求直线与x-2y-1=0垂直,
∴可设所求直线的方程为2x+y+c=0,
把点P的坐标(-2,2)代入得 2×(-2)+2+c=0,即c=2,
则所求直线的方程为2x+y+2=0;
(Ⅱ)对于直线l:3x+4y-2=0,令x=0,得到y=;令y=0,得到x=
,
可得直线l的方程知它在x轴、y轴上的截距分别是、
,
∴直线l与两坐标轴围成的三角形的半径为(
+
-
)=
,圆心坐标为(
,
),
则直线l与两坐标轴围成三角形的内切圆方程为(x-)2+(y-
)2=
.
已知点A(2,0)关于直线l1:x+y-4=0的对称点为A1,圆C:(x-m)2+(y-n)2=4(n>0)经过点A和A1,且与过点B(0,-2)的直线l2相切.
(1)求圆C的方程;(2)求直线l2的方程.
正确答案
(1)∵点A和A1均在圆C上且关于直线l1对称,
∴圆心在直线l1上,由圆C的方程找出圆心C(m,n),
把圆心坐标直线l1,点A代入圆C方程得:
,解得
或
(与n>0矛盾,舍去),
则圆C的方程为:(x-2)2+(y-2)2=4;
(2)当直线l2的斜率存在时,
设直线l2的方程为y=kx-2,由(1)得到圆心坐标为(2,2),半径r=2,
根据题意得:圆心到直线的距离d==r=2,解得k=1,
所以直线l2的方程为y=x-2;
当直线l2的斜率不存在时,
易得另一条切线为x=0,
综上,直线l2的方程为y=x-2或x=0.
设直线l1:y=k1x+1,l2:y=k2x-1,其中实数k1,k2满足k1k2+1=0.
(Ⅰ)证明:直线l1与l2相交;
(Ⅱ)证明:直线l1与l2的交点在圆x2+y2=1上.
正确答案
(Ⅰ)反证法:假设l1与l2不相交,
则l1与l2平行,有k1=k2,
代入k1k2+1=0,得k12+1=0,
这与k1为实数的事实相矛盾,
∴k1≠k2,
故l1与l2相交.
(Ⅱ)直线l1与l2的交点P(x,y)满足,
∴x≠0,从而,
代入k1k2+1=0,得•
+1=0,
整理,得x2+y2=1,
∴直线l1与l2的交点在圆x2+y2=1上.
两条直线y=x+2a与y=2x+a的交点在圆(x-1)2+(y-1)2=26的内部,则实数a的取值范围是______.
正确答案
由题意可得:两条直线y=x+2a与y=2x+a的交点坐标为(a,3a),
因为交点在圆(x-1)2+(y-1)2=26的内部,
所以(a-1)2+(3a-1)2<26,解得-<a<2.
故答案为:-<a<2.
已知⊙O:x2+y2=1和定点A(2,1),由⊙O外一点P(a,b)向⊙O引切线PQ,切点为Q,且满足PQ=PA.
(1)证明:P(a,b)在一条定直线上,并求出直线方程;
(2)求线段PQ长的最小值;
(3)若以P为圆心所作的⊙P与⊙O有公共点,试求半径取最小值时的⊙P方程.
正确答案
(1)由点Q为切点,可得PQ⊥OQ,
由勾股定理得:|PQ|2=|OP|2-|OQ|2,
又|PQ|=|PA|,
∴|PQ|2=|PA|2,即(a2+b2)-12=(a-2)2+(b-1)2,
化简得:2a+b-3=0,
则所求直线方程为2a+b-3=0;
(2)由2a+b-3=0,得b=-2a+3,
|PQ|==
=
=
,
故当a=时,|PQ|min=
,即线段PQ长的最小值为
;
(3)设圆P的半径为R,Q为圆P与圆O有公共点,圆O的半径为1,
∴|R-1|≤|OP|≤R+1,即R≥||OP|-1|且R≤|OP|+1,
而|OP|==
=
,
故当a=时,|OP|min=
,此时b=-2a+3=
,Rmin=
-1,
则半径取最小值时圆P的方程为(x-)2+(y-
)2=(
-1)2.
已知三角形的顶点是A(0,2),B(-2,0),C(2,-4),求:
(Ⅰ)AB边上的中线CD的长及CD所在的直线方程;
(Ⅱ)△ABC的外接圆的方程.
正确答案
(Ⅰ)AB边上的中点D(-1,1)
AB边上的中线|CD|=
CD所在的直线方程5x+3y+2=0
(Ⅱ)设△ABC的外接圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0
∴
解得D=-2,E=2,F=-8
∴△ABC的外接圆的方程为x2+y2-2x+2y-8=0
即△ABC的外接圆的方程 (x-1)2+(y+1)2=10
选修4~4:坐标系与参数方程
在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数)在极坐标系(与直角坐标系xOy取相同的长度单位.且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,圆C的方程为ρ=6sinθ.
(I)求圆C的直角坐标方程;
(Ⅱ)设圆C与直线l交于点A,B.若点P的坐标为(1,2),求|PA|+|PB|的最小值.
正确答案
(Ⅰ)由ρ=6sinθ得ρ2=6ρsinθ,化为直角坐标方程为x2+y2=6y,即x2+(y-3)2=9.
(Ⅱ)将l的参数方程代入圆C的直角坐标方程,得t2+2(cosα-sinα)t-7=0.
由△=(2cosα-2sinα)2+4×7>0,故可设t1,t2是上述方程的两根,
所以又直线l过点(1,2),
故结合t的几何意义得|PA|+|PB|=|t1|+|t2|=|t1-t2|==
=
≥
=2
.
所以|PA|+|PB|的最小值为2.
已知以点C(t,)(t∈R,t≠0)(t∈R,t≠0)为圆心的圆与x轴交于点O、A,与y轴交于点O、B,其中O为原点.
(Ⅰ)求证:△AOB的面积为定值;
(Ⅱ)设直线2x+y-4=0与圆C交于点M、N,若丨OW丨=丨ON丨,求圆C的方程;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,设P、Q分别是直线l:x+y+2=0和圆C的动点,求丨PB丨+丨PQ丨的最小值及此时点P的坐标.
正确答案
(Ⅰ)由题设知,圆C的方程为(x-t)2+(y-)2=t2+
,化简得x2-2tx+y2-
y=0,
当y=0时,x=0或2t,则A(2t,0);当x=0时,y=0或,则B(0,
),
∴S△AOB=|OA|•|OB|=
×|2t|×|
|=4为定值;
(II)∵|OM|=|ON|,
∴原点O在MN的中垂线上,
设MN的中点为H,则CH⊥MN,
∴C、H、O三点共线,
则直线OC的斜率k==
=
,
∴t=2或t=-2,
∴圆心C(2,1)或C(-2,-1),
∴圆C的方程为(x-2)2+(y-1)2=5或(x-2)2+(y+1)2=5,
由于当圆方程为(x-2)2+(y+1)2=5时,直线2x+y-4=0到圆心的距离d>r,此时不满足直线与圆相交,故舍去;
∴圆C的方程为(x-2)2+(y-1)2=5;
(Ⅲ)点B(0,2)关于直线x+y+2=0的对称点为B′(-4,-2),
则|PB|+|PQ|=|PB′|+|PQ|≥|B′Q|,
又B′到圆上点Q的最短距离为|B′C|-r=-
=3
-
=2
,
∴|PB|+|PQ|的最小值为2,直线B′C的方程为y=
x,
则直线B′C与直线x+y+2=0的交点P的坐标为(-,-
).
在直角坐标系xoy中,以O为圆心的圆与直线x-y=4相切.
(Ⅰ)求圆O的方程;
(Ⅱ)圆O与x轴相交于A,B两点,圆内的动点P(x0,y0)满足|PO|2=|PA|•|PB|,求x02+y02的取值范围.
正确答案
( I)由题意圆O的半径r 等于原点O到直线x-y=4的距离,
即r==2,
∴圆的方程为x2+y2=4.
( II)由x2=4,解得x=±2,不妨设A(-2,0),B(2,0).
由|PO|2=|PA|•|PB|得•
=x02+y02
整理得x02-y02=2.
令t=x02+y02=2y02+2=2(y02+1);
∵点P(x0,y0)在圆O内,∴,由此得0≤y02<1;
∴2≤2(y02+1)<4,
∴t∈[2,4),∴(x02+y02)∈[2,4).
已知以第二象限内点P为圆心的圆经过点A(-1,0)和 B(3,4),半径为2.
(1)求圆P的方程;
(2)设点Q在圆P上,试问使△QAB的面积等于8的点Q共有几个?证明你的结论.
正确答案
(1)直线AB的斜率k=1,AB中点坐标为(1,2)
∴圆心在直线x+y-3=0 上 (3分)
设圆心P(a,b),得:a+b-3=0 ①
又半径为2,(a+1)2+b2=40 ②(6分)
由①②解得或
(舍去)
∴圆心P(-3,6)
∴圆P的方程为(x+3)2+(y-6)2=40 (8分)
(2)AB==4
∴当△QAB面积为8时,点Q到直线AB的距离为2 (12分)
又圆心P到直线AB的距离为4,圆P的半径为2
,
且 4+2
>2
,2
-4
<2
∴圆上共有两个点Q使△QAB的面积为8.(14分)
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