- 圆的方程
- 共2177题
如图,已知圆与圆
外切于点
,直线
是两圆的外公切线,分别与两圆相切于
两点,
是圆
的直径,过
作圆
的切线,切点为
.
(Ⅰ)求证:三点共线;
(Ⅱ)求证:.
正确答案
证明见解析
试题分析:(I)连接,由于
是圆
的直径,可得
.作圆
与圆
的内公切线
交
与点
.利用切线的性质可得:
,再利用三角形的内角和定理可得
,进而证明三点共线.
(II)由切线的性质可得,利用射影定理可得
.再利用切割线定理可得
,即可证明.
试题解析:(Ⅰ)连结PC,PA,PB,BO2,
是圆O1的直径
2分
连结O1O2必过点P
是两圆的外公切线,
为切点
由于
又因为
三点共线 5分
(温馨提示:本题还可以利用作出内公切线等方法证明出结论,请判卷老师酌情给分!)
(Ⅱ)CD切圆O2于点D
7分
在中,
,又
故 10分
已知圆的圆心在
轴上,截直线
所得的弦长为
,且与直线
相切,求圆
方程.
正确答案
圆的圆心在
轴上,所以设圆的方程为:
.
设与圆
交于
、
两点,则
,过
作
于
,则
为弦
的中点,如图:
在中,
,
,
所以 ①,
又圆与
相切,则
②,
将②代入①中得:.
解得:;又代入②中,得
.
故圆的方程为
.
在平面直角坐标系xOy中,二次函数f(x)=x2+2x+b(x∈R)与两坐标轴有三个交点.记过三个交点的圆为圆C.
(1)求实数b的取值范围;
(2)求圆C的方程;
(3)圆C是否经过定点(与b的取值无关)?证明你的结论.
正确答案
(1)<1且b≠0.(2)x2+y2+2x-(b+1)y+b=0(3)C必过定点(-2,1)
(1)令x=0,得抛物线与y轴的交点是(0,b),令f(x)=0,得x2+2x+b=0,由题意b≠0且Δ>0,解得b<1且b≠0.
(2)设所求圆的一般方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,令y=0,得x2+Dx+F=0,这与x2+2x+b=0是同一个方程,故D=2,F=b,令x=0,得y2+Ey+b=0,此方程有一个根为b,代入得E=-b-1,所以圆C的方程为x2+y2+2x-(b+1)y+b=0.
(3)圆C必过定点(0,1),(-2,1).
证明:将(0,1)代入圆C的方程,得左边=02+12+2×0-(b+1)×1+b=0,右边=0,所以圆C必过定点(0,1);同理可证圆C必过定点(-2,1).
已知半径为5的圆C的圆心在x轴上,且与直线4x+3y-29=0相切,求圆C的方程.
正确答案
设圆心为M(m,0),
由于圆与直线4x+3y-29=0相切,且半径为5,
∴=5.
∴|4m-29|=25.
∴m=1或m=.
故所求的圆的方程是(x-1)2+y2=25或(x-)2+y2=25.
圆C与直线y=x-2相切于点P,且圆心C在x轴的正半轴上,半径r=
(1)求圆C的方程;
(2)求△POC的面积.(O为坐标原点)
正确答案
(1)设C(x,0)(x>0),则
∵圆C与直线y=x-2相切于点P,半径r=,
∴=
,
∵x>0,
∴x=4,
∴圆C的方程为(x-4)2+y2=2;
(2)过C且与直线y=x-2垂直的直线方程为y=-x+4,与直线y=x-2,
联立可得x=3,y=1,即P(3,1),
∴△POC的面积为•(4-0)•1=2.
已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且过A(-2,0)、B(2,0)、C(1,)三点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设点P是射线y=x(x≥
)上(非端点)任意一点,由点P向椭圆C引两条切线PQ、PT(Q、T为切点),求证:直线QT的斜率为常数.
正确答案
(1)设椭圆C的方程为mx2+ny2=1,
把A(-2,0)、B(2,0)、C(1,)三点坐标代入解得
,
故所求方程为.+y2=1.
(2)设点Q(x1,y1),T(x2,y2),设以Q为切点的椭圆的切线方程为y-y1=k(x-x1),
联立化简为关于(x-x1)的一元二次方程,
得(1+4k2)(x-x1)2+2(x1+4ky1)(x-x1)+x12+4y12-4=0,
①若y1≠0,因为直线与椭圆相切,所以△=4(x1+4ky1)2-4×(1+4k2)×0=0,k=-
所以切线方程为y-y1=-(x-x1).即直线的方程为x1x+4y1y-4=0.
又P(t,t)(t>
)在直线PQ上,所以tx1+4
ty1-4=0
即点Q(x1,y1)在直线tx+4ty-4=0上.同理,点T(x2,y2)也在直线tx+4
ty-4=0上,
所以直线QT的方程为tx+4ty-4=0,
所以kQT=-(常数).
②若y1=0,容易求得T(-,
),Q(2,0)所以kQT=-
(常数)
综上得,直线QT的斜率为常数-.
已知圆M过两点A(1,-1),B(-1,1),且圆心M在x+y-2=0上.
(1)求圆M的方程;
(2)设P是直线3x+4y+8=0上的动点,PA′、PB′是圆M的两条切线,A′、B′为切点,求四边形PA′MB′面积的最小值.
正确答案
(1)(x-1)2+(y-1)2=4.(2)2
(1)设圆M的方程为(x-a)2+(y-b)2=r2
(r>0),根据题意得解得a=b=1,r=2.
故所求圆M的方程为(x-1)2+(y-1)2=4.
(2)由题知,四边形PA′MB′的面积为S=S△PA′M+S△PB′M=|A′M||PA′|+
|B′M||PB′|.又|A′M|=|B′M|=2,|PA′|=|PB′|,所以S=2|PA′|,而|PA′|=
=
,即S=2
.因此要求S的最小值,只需求|PM|的最小值即可,即在直线3x+4y+8=0上找一点P,使得|PM|的值最小,所以|PM|min=
=3,所以四边形PA′MB′面积的最小值为S=2
=2
=2
如图,半圆的直径
的长为4,点
平分弧
,过
作
的垂线交
于
,交
于
.
(1)求证::
(2)若是
的角平分线,求
的长.
正确答案
(1)因为点平分弧
,所以弧
等于弧
,且
,所
,所以
与
相似,所以
.又因为
,所以
,即
.
(2).
试题分析:(1)首先根据点平分弧
可得,弧
等于弧
,且
,再由等弧所对的圆周角相等即
,得到
与
相似,进而得到对应边成比例,将已知
代入其中即可得出结论;
(2)由角平分线的定义知,,再由内错角相等得出
平行
,进而求出
,
,在
中,易求
的长度.
试题解析:(1)因为点平分弧
,所以弧
等于弧
,且
,所以
,所以
与
相似,所以
.又因为
,所以
,即
.
(2)因为是
的角平分线,所以
,所以
平行
,所以
,
,所以
,
.
已知直线l1、l2分别与抛物线x2=4y相切于点A、B,且A、B两点的横坐标分别为a、b(a、b∈R).
(1)求直线l1、l2的方程;
(2)若l1、l2与x轴分别交于P、Q,且l1、l2交于点R,经过P、Q、R三点作圆C.
①当a=4,b=-2时,求圆C的方程;
②当a,b变化时,圆C是否过定点?若是,求出所有定点坐标;若不是,请说明理由.
正确答案
(1)l1的方程为y=x-
;l2的方程为y=
x-
(2)①C的方程为x2+y2-x+7y-8=0,②圆C过定点F(0,1)
(1)A,B
,记f(x)=
,f′(x)=
,则l1的方程为y-
=
(x-a),即y=
x-
;同理得l2的方程为y=
x-
.
(2)由题意a≠b且a、b不为零,联立方程组可求得P,Q
,R
.
∴经过P、Q、R三点的圆C的方程为x+(y-1)(y-ab)=0,
当a=4,b=-2时,圆C的方程为x2+y2-x+7y-8=0,
显然当a≠b且a、b不为零时,圆C过定点F(0,1).
已知圆C经过点A(1,-1),B(-2,0),C(,1)直线l:mx-y+1-m=0
(1)求圆C的方程;
(2)求证:∀m∈R,直线l与圆C总有两个不同的交点;
(3)若直线l与圆C交于M、N两点,当|MN|=时,求m的值.
正确答案
(1)设圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0
∵A(1,-1),B(-2,0),C(,1)在圆上
∴,解之得
因此,圆的方程为x2+y2-2y-4=0;…(4分)
(2)将圆化成标准方程,得x2+(y-1)2=5
∴圆心是(0,1),半径为r=
∵直线l:mx-y+1-m=0恒过点P(1,1),
而P点满足:12+(1-1)2<5,说明点P在圆内
∴∀m∈R,直线l与圆C总有两个不同的交点;…(8分)
(3)∵圆心(0,1),半径为r=,
∴圆心到直线l的距离d==
又∵|MN|=2
∴=2
,解之得m=
或-
.…(12分)
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