- 圆的方程
- 共2177题
求过直线和圆
的交点且满足下列条件之一的圆的方程.
(1)过原点;(2)有最小面积.
正确答案
(1) (2)
设所求圆的方程为,
即.
(1)此圆过原点,
,
,故所求圆的方程为
.
(2)将圆系方程化为标准式:
.
要使其面积最小,必须圆的半径取最小值,此时.
即满足条件的圆的方程为
已知椭圆C1:+
=1 (a>b>0)的离心率为
,连接椭圆的四个顶点得到的四边形的面积为2
.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设椭圆C1的左焦点为F1,右焦点为F2,直线l1过点F1且垂直于椭圆的长轴,动直线l2垂直l1于点P,线段PF2的垂直平分线交l2于点M,求点M的轨迹C2的方程;
(3)设O为坐标原点,取C2上不同于O的点S,以OS为直径作圆与C2相交另外一点R,求该圆面积的最小值时点S的坐标.
正确答案
(1)由题意可知解得
所以椭圆C1的方程是+
=1.
(2)∵|MP|=|MF2|,∴动点M到定直线l1:x=-1的距离等于它到定点F2(1,0)的距离,
∴动点M的轨迹C2是以l1为准线,F2为焦点的抛物线,
所以点M的轨迹C2的方程y2=4x.
(3)∵以OS为直径的圆C2相交于点R,∴以∠ORS=90°,即•
=0.
设S (x1,y1),R(x2,y2),=(x2-x1,y2-y1),
=(x2,y2).
∴•
=x2(x2-x1)+y2(y2-y1)=
+y2(y2-y1)=0,
∵y1≠y2,y2≠0,化简得y1=-(y2+),
∴=
+
+32≥2
+32=64,
当且仅当=
,即
=16,y2=±4时等号成立.
圆的直径|OS|==
=
=
,
∵≥64,∴当
=64,y1=±8,|OS|min=8
,
所以所求圆的面积的最小时,点S的坐标为(16,±8).
已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,离心率。它有一个顶点恰好是抛物线
=4y的焦点。过该椭圆上任一点P作PQ⊥x轴,垂足为Q,点C在QP的延长线上,且
。
(Ⅰ)求动点C的轨迹E的方程;
(Ⅱ)设椭圆的左右顶点分别为A,B,直线AC(C点不同于A,B)与直线交于点R,D为线段RB的中点。试判断直线CD与曲线E的位置关系,并证明你的结论。
正确答案
(Ⅰ)动点的轨迹
的方程为
;(Ⅱ)直线
与圆
相切.
试题分析:(Ⅰ)求动点C的轨迹E的方程,由题意首先求出椭圆的方程为,设
,
,由已知
,找出
与
之间的关系,利用点
在椭圆
上,代入即可求出动点C的轨迹E的方程;(Ⅱ)判断直线CD与曲线E的位置关系,由(Ⅰ)动点
的轨迹
的方程为
,主要看圆心到直线距离与半径之间的关系,因此,主要找直线
的方程,设
,则
,由题意
三点共线,得
∥
,设点
的坐标为
,利用共线,求出
,得点
的坐标为
,从而得点
的坐标为
,这样写出直线
的方程,利用点到直线位置关系,从而可判断直线CD与曲线E的位置关系.
试题解析:(Ⅰ)设椭圆C的方程为,则由题意知b = 1,
,
∴,
,所以椭圆的方程为
。(2分)
设,
,由题意得
,即
又,代入得
,即
。
即动点的轨迹
的方程为
。(6分)
(Ⅱ)设,点
的坐标为
,
∵三点共线,∴
∥
,
而,
,则
,∴
,
∴点的坐标为
,点
的坐标为
,
∴直线的斜率为
,(9分)
而,∴
,∴
,
∴直线的方程为
,化简得
,
∴圆心到直线
的距离
,
所以直线与圆
相切。(13分)
已知曲线C:
(1)当为何值时,曲线C表示圆;
(2)在(1)的条件下,若曲线C与直线交于M、N两点,且
,求
的值.
(3)在(1)的条件下,设直线与圆
交于
,
两点,是否存在实数
,使得以
为直径的圆过原点,若存在,求出实数
的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1) (2)
(3)存在,
试题分析:
(1)根据圆的一般式可知, ,可得
范围;
(2)将(1)中圆变形为标准方程,可知存在于半径中,所以根据圆中
,先求出圆心到直线的距离
,即可求半径得
.
(3)假设存在,则有,设出两点坐标,可得
.根据直线与圆的位置关系是相交,所以联立后首先根据
初步判断
的范围,而后利用根与系数的关系用
表示出
,将其带入
解之,如有解且在
的范围内,则存在,否则不存在.
(1)由,得
.
(2),即
,
所以圆心,半径
,
圆心
到直线
的距离
.
又,在圆中
,即
,
.
(3)假设存在实数使得以
为直径的圆过原点,则
,所以
.
设,则有
,即
.
由得
,
,即
,又由(1)知
,
故
根据根与系数的关系知:
,
故存在实数使得以
为直径的圆过原点,
的使用.
如图,
在平面直角坐标系中,方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0的圆M的内接四边形ABCD的对角线AC和BD互相垂直,且AC和BD分别在x轴和y轴上.
(1)求证:F<0.
(2)若四边形ABCD的面积为8,对角线AC的长为2,且·
=0,求D2+E2-4F的值.
(3)设四边形ABCD的一条边CD的中点为G,OH⊥AB且垂足为H.试用平面解析几何的研究方法判断点O,G,H是否共线,并说明理由.
正确答案
(1)见解析 (2)64 (3) O,G,H三点必定共线,理由见解析
(1)方法一:由题意,原点O必定在圆M内,即点(0,0)代入方程x2+y2+Dx+Ey+F=0的左边所得的值小于0,于是有F<0,即证.
方法二:由题意,不难发现A,C两点分别在x轴正、负半轴上.设两点坐标分别为A(a,0),C(c,0),则有ac<0.对于圆的方程x2+y2+Dx+Ey+F=0,当y=0时,可得x2+Dx+F=0,其中方程的两根分别为点A和点C的横坐标,于是有xAxC=ac=F.
因为ac<0,故F<0.
(2)不难发现,对角线互相垂直的四边形ABCD的面积S=,因为S=8,|AC|=2,可得|BD|=8.
又因为·
=0,所以∠BAD为直角,又因为四边形是圆M的内接四边形,故|BD|=2r=8⇒r=4.
对于方程x2+y2+Dx+Ey+F=0所表示的圆,
可知+
-F=r2,所以D2+E2-4F=4r2=64.
(3)设四边形四个顶点的坐标分别为A(a,0),B(0,b),C(c,0),D(0,d).
则可得点G的坐标为(,
),即
=(
,
).
又=(-a,b),且AB⊥OH,故要使G,O,H三点共线,只需证
·
=0即可.
而·
=
,且对于圆M的一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0,
当y=0时可得x2+Dx+F=0,其中方程的两根分别为点A和点C的横坐标,
于是有xAxC=ac=F.
同理,当x=0时,可得y2+Ey+F=0,其中方程的两根分别为点B和点D的纵坐标,于是有yByD=bd=F.
所以·
=
=0,即AB⊥OG.
故O,G,H三点必定共线.
(1)如图,在中,
⊙
过
两点且与
相切于点
,与
交于点
,连结
,
若,则
(2)过点的直线的参数方程为
,若此直线与直线
相较于点
,则
(3)若关于的不等式
无解,则实数
的取值范围为
正确答案
,,
略
已知直线和圆
,点
在直线
上,
,
为圆
上两点,在
中,
,
过圆心
,则点
横坐标范围为 .
正确答案
设,则圆心
到直线
的距离
,由直线
与圆
相交,得
.
解得.
求过圆:x2+y2-2x+2y+1=0与圆:x2+y2+4x-2y-4=0的交点,圆心在直线:x-2y-5=0的圆的方程.
正确答案
设所求的圆为C,
∵圆C经过圆x2+y2-2x+2y+1=0与圆x2+y2+4x-2y-4=0的交点,
∴设圆C方程为x2+y2-2x+2y+1+λ(x2+y2+4x-2y-4)=0,
化简得x2+y2+x+
y+
=0,可得圆心坐标为C(-
,-
).
∵圆心在直线:x-2y-5=0上,
∴--2(-
)-5=0,解之得λ=-
.
因此,圆C的方程为x2+y2-x+
y+
=0,即为所求圆的方程.
已知圆心在第二象限,半径为2的圆C与直线y=x相切于坐标原点O,过点D(-3,0)作直线l与圆C相交于A,B两点,且|DA|=|DB|.
(1)求圆C的方程;
(2)求直线l的方程.
正确答案
(1)设圆C的圆心为C(a,b),则圆C的方程为:(x-a)2+(y-b)2=8
∵直线y=x与圆C相切于坐标原点O,∴点O在圆C上,且直线OC垂直于直线y=x
于是有,
解得或
,
由圆心C在第二象限得a=-2,b=2,所以圆C的方程为(x+2)2+(y-2)2=8.
(2)由|DA|=|DB|知点D为弦AB的中点,由垂径定理知CD⊥AB,
∵KCD==2,
∴KAB=-,
∵直线l过点D(-3,0),
∴直线l的方程为:y=-(x+3),
即:x+2y+3=0.
一图圆切直线l1:x-6y-10=0于点P(右,-1),且圆心在直线l2:5x-3y=0上,求该圆的方程.
正确答案
过点P(4,-4)且与直线l4:x-6y-40=0垂直的直线的方程设为 6x+y+C=0,
点P的坐标代入得C=-23,即6x+y-23=0.
设所求圆的圆心为为M(a,b),由于所求圆切直线l4:x-6y-40=0于点P(4,-4),
则满足6a+b-23=0①;又由题设圆心M在直线l2:我x-3y=0上,
则我a-3b=0②.
联立①②解得a=3,b=我.即圆心M(3,我),因此半径r=PM==
,
所求圆的方程为(x-3)2+(y-我)2=3上.
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