- 圆的方程
- 共2177题
已知圆过点
,且圆心
在直线
上。
(I)求圆的方程;
(II)问是否存在满足以下两个条件的直线: ①斜率为
;②直线被圆
截得的弦为
,以
为直径的圆
过原点. 若存在这样的直线,请求出其方程;若不存在,说明理由.
正确答案
(I)(II)存在,
或
试题分析:(I)用待定系数法求圆的方程,即先设出圆
的标准式方程或一般式方程,然后根据已知条件列出方程组求出未知系数即可。(II)假设直线
存在,其方程为
,与圆的方程联立 消去
得到关于
的一元二次方程,由韦达定理得到根与系数间的关系,因直线与圆由两个交点故此一元二次方程的判别式应大于0。以
为直径的圆
过原点即
,可转化为直线
垂直斜率乘积等于
,也可转化为
,还可转化为直角三角形勾股定理即
,得到
。即可得到关于
的方程,若方程有解则假设成立,否则假设不成立。
试题解析:解:(1)设圆C的方程为
则解得D= 6,E=4,F=4
所以圆C方程为 5分
(2)设直线存在,其方程为
,它与圆C的交点设为A
、B
则由得
(*)
∴ 7分
∴=
因为AB为直径,所以,
得, 9分
∴,
即,
,∴
或
11分
容易验证或
时方程(*)有实根.
故存在这样的直线有两条,其方程是
或
. 12分
在平面直角坐标系中,已知圆心在
轴上,半径为
的圆
位于
轴的右侧,且与
轴相切,
(Ⅰ)求圆的方程;
(Ⅱ)若椭圆的离心率为
,且左右焦点为
,试探究在圆
上是否存在点
,使得
为直角三角形?若存在,请指出共有几个这样的
点?并说明理由(不必具体求出这些点的坐标)
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ),圆
上存在4个点
,使得
为直角三角形.
试题分析:(Ⅰ)求圆的方程,只要求出圆心与半径即可,而已知圆
的半径为
,圆心在
轴上,圆
位于
轴的右侧,且与
轴相切,故圆心为
,从而可得圆
的方程;(Ⅱ)探究在圆
上是否存在点
,使得
为直角三角形,首先求出
的坐标,而
是椭圆
的左右焦点,须求出椭圆的方程,由题意椭圆
的离心率为
,
,可求得,
,可得
,
为直角三角形,有圆的方程可知,只需过
作
轴的垂线,与圆的两个交点符合题意,过
可作圆的两条切线,与圆的两个切点也符合,从而找到
点.
试题解析:(Ⅰ)依题意,设圆的方程为(x-a)2+y2=16(a>0). (1分)
∵圆与y轴相切,∴a=4,∴圆的方程为(x-4)2+y2=16 (4分)
(Ⅱ)∵椭圆=1的离心率为
,∴e=
=
=
解得b2=9 (6分)
∴c==4,∴F1(-4,0),F2(4,0) (7分)
∴F2(4,0)恰为圆心C (8分)
(i)过作
轴的垂线,交圆P1,P2,则∠P1F2F1=∠P2F2F1=90°,符合题意;(10分)
(ii)过F1可作圆的两条切线,分别与圆相切于点P3,P4,
连接CP3,CP4,则∠F1P3F2=∠F1P4F2=90°,符合题意. (12分)
综上,圆C上存在4个点P,使得△PF1F2为直角三角形. (13分)
已知方程x2+y2-2(t+3)x+2(1-4t2)y+16t4+9=0(t∈R)的图形是圆.
(1)求t的取值范围;
(2)求其中面积最大的圆的方程.
正确答案
(1)方程x2+y2-2(t+3)x+2(1-4t2)y+16t4+9=0,配方得
(x-t-3)2+(y+1-4t2)2=(t+3)2+(4t2-1)2-16t4-9
即(x-t-3)2+(y+1-4t2)2=-7t2+6t+1
∴r2=-7t2+6t+1>0,解得:-<t<1
(2)由(1)知r=
∴当t=∈(-
,1)时,r有最大值即r=
=
;
∴rmax=,此时圆面积最大,
所对应圆的方程是(x-)2+(y+
)2=
.
已知圆满足:
①截y轴所得的弦长为2;
②被x轴分成两段圆弧,其弧长的比为3:1;
③圆心到直线l:x-2y=0的距离为.
求该圆的方程.
正确答案
设所求圆心为P(a,b),半径为r,则圆心到x轴,y轴的距离分别为|b|、|a|,
因圆P截y轴得弦长为2,由勾股定理得r2=a2+1,又圆被x轴分成两段圆弧的弧长的比为3:1,
∴劣弧所对的圆心角为90°,
故r=b,即r2=2b2,
∴2b2-a2=1①,
又∵P(a,b)到直线x-2y=0的距离为,
即=
,
即a-2b=±1.②
解①②组成的方程组得:或
,于是即r2=2b2=2,
∴所求的圆的方程为(x+1)2+(y+1)2=2或(x-1)2+(y-1)2=2.
已知圆C的圆心在直线3x-y=0上,与x轴相切,且被直线x-y=0截得的弦长为2,求圆C的方程.
正确答案
设圆心(t,3t),则由圆与x轴相切,可得半径r=3|t|.
∵圆心到直线的距离d==
t,由r2=d2+(
7
)2,解得t=±1.
故圆心为(1,3)或(-1,-3),半径等于3.
故圆C的方程为 (x+1)2+(y+3)2=9 或 (x-1)2+(y-3)2=9.
如图所示点是抛物线
的焦点,点
、
分别在抛物线
及圆
的实线部分上运动,且总是平行于
轴,,则
的周长的取值范围是_______________.
正确答案
.
试题分析:易知圆的圆心坐标为
,则圆心为抛物线
的焦点,圆
与抛物线
在第一象限交于点
,
作抛物线的准线
,过点
作
垂直于直线
,垂足为点
,由抛物线的定义可知
,则
,当点
位于圆
与
轴的交点
时,
取最大值
,由于点
在实线上运动,因此当点
与点
重合时,
取最小值为
,此时
与
重合,由于
、
、
构成三角形,因此
,所以
,因此
的周长的取值范围是
.
(几何证明选讲选做题) 如图,在⊙O中,AB为直径,AD为弦,过B点的切线与AD的延长线交于点C,且AD=DC,则sin∠ACO=_________
正确答案
由条件不难得为等腰直角三角形,设圆的半径为1,则
,
,
,
sin∠ACO=
)=
已知点动点P满足
.
(Ⅰ)若点的轨迹为曲线
,求此曲线的方程;
(Ⅱ)若点在直线
:
上,直线
经过点
且与曲线
有且只有一个公共点
,求
的最小值.
正确答案
(Ⅰ) ;(Ⅱ)
试题分析:(Ⅰ)本题属直接法求轨迹方程,即根据题意列出方程,化简整理即可。(Ⅱ)圆的圆心为
半径为
,因为直线
与圆
相切,所以
,所以当
最小时
取得最小值。由分析可知当
。
试题解析:解:(Ⅰ)设,由|PA|=
|PB|得
2分
两边平方得 3分
整理得 5分
即 6分
(Ⅱ)当.
, 8分
又, 10分
. 12分
如图,经过B(1,2)作两条互相垂直的直线l1和l2,l1交y轴正半轴于点A,l2交x轴正半轴于点C.
(1)若A(0,1),求点C的坐标;
(2)试问是否总存在经过O,A,B,C四点的圆?若存在,求出半径最小的圆的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)由直线l1经过两点A(0,1),B(1,2),得l1的方程为x-y+1=0.
由直线l2⊥l1,且直线l2经过点B,得l2的方程为x+y-3=0.
所以,点C的坐标为(3,0).
(2)因为AB⊥BC,OA⊥OC,所以总存在经过O,A,B,C四点的圆,且该圆以AC为直径.
①若l1⊥y轴,则l2∥y轴,此时四边形OABC为矩形,|AC|=.
②若l1与y轴不垂直,则两条直线斜率都存在.不妨设直线l1的斜率为k,则直线l2的斜率为-.
所以直线l1的方程为y-2=k(x-1),从而A(0,2-k);
直线l2的方程为y-2=-(x-1),从而C(2k+1,0).
令解得k∈(-
,2),注意到k≠0,所以k∈(-
,0)∪(0,2).
此时|AC|2=(2-k)2+(2k+1)2=5k2+5>5,|AC|>,
所以半径的最小值为.
此时圆的方程为(x-)2+(y-1)2=
.
已知圆C经过点A(1,3),B(5,1),且圆心C在直线x-y+1=0上.
(1)求圆C的方程;
(2)设直线l经过点(0,3),且l与圆C相切,求直线l的方程.
正确答案
(1)因为圆心C在直线x-y+1=0上,所以设圆C的圆心C(a,a+1),半径为r(r>0),
所以圆的方程为(x-a)2+(y-a-1)2=r2.
因为圆C经过点A(1,3),B(5,1),
所以,,即
,
解得:.
所以,圆C的方程为(x-5)2+(y-6)2=25;
(2)由题意设直线l的方程为y=kx+3,或x=0
当l的方程为x=0时,验证知l与圆C相切.
当l的方程为y=kx+3,即kx-y+3=0时,
圆心C到直线l的距离为d==5,解得:k=-
.
所以,l的方程为y=-x+3,即8x+15y-45=0.
所以,直线l的方程为x=0,或8x+15y-45=0.
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