- 圆的方程
- 共2177题
已知圆C的圆心在直线y=4上,且过点A(4,8),B(8,4).
(1)求圆的方程;
(2)过P(8,-2)作圆的切线,求切线方程.
正确答案
(1)由题意设圆心坐标为(a,4),则
∵圆C过点A(4,8)和B(8,4),
∴(a-4)2+(8-4)2=(a-8)2+(4-4)2,
∴a=4,∴(a-8)2+(4-4)2=16
∴圆C的标准方程为:(x-4)2+(y-4)2=16
(2)设所求切线的向量为k,则由点斜式可得
y+2=k(x-8),即kx-y-8k-2=0,
故圆心(4,4)到直线的距离等于半径4,
即=4,解得k=-
,
即切线方程为:5x+12y-16=0,
又直线无斜率时,直线方程为x=8符合题意
故所求切线的方程为:5x+12y-16=0,或x=8
已知平面直角坐标系xoy中O是坐标原点,A(6,2),B(8,0),圆C是△OAB的外接圆,过点(2,6)的直线为l.
(1)求圆C的方程;
(2)若l与圆相切,求切线方程;
(3)若l被圆所截得的弦长为4,求直线l的方程.
正确答案
(1)∵O(0,0),A(6,2),
∴直线OA的方程斜率为=
,
∴线段OA垂直平分线的斜率为-,又线段AO的中点坐标为(3,
),
∴线段OA垂直平分线的方程为y-=-
(x-3),即
x+y-4
=0①,
又线段OB的垂直平分线为x=4②,
∴将②代入①解得:y=0,
∴圆心C的坐标为(4,0),
又|OC|=4,即圆C的半径为4,
则圆C的方程为:(x-4)2+y2=16;
(2)显然切线方程的斜率存在,设切线l的斜率为k,又切线过(2,6),
∴切线l的方程为y-6=k(x-2),即kx-y+6-2k=0,
∴圆心到切线的距离d=r,即=4,
解得:k=,
则切线l的方程为:y-6=(x-2);
(3)当直线l的斜率不存在时,显然直线x=2满足题意;
当直线l的斜率存在时,设斜率为k,又直线l过(2,6),
∴切线l的方程为y-6=k(x-2),即kx-y+6-2k=0,
又弦长为4,半径r=4,
∴圆心到切线的距离d==2,即
=2,
解得:k=-,
∴直线l的方程为y-6=-(x-2),即4x+3y-26=0,
综上,直线l的方程为x=2或4x+3y-26=0.
如图所示,在半径为的⊙O中,弦AB,CD相交于点P. PA=PB=2,PD=1,则圆心O到弦CD的距离为________.
正确答案
试题分析:如图,作于
,连结
,由相交弦定理可得:
,又由垂径定理可得:
,∴圆心
到弦
的距离
.
如图,在中,
是
的角平分线,
的外接圆交
于
,
.
(1)求证:;
(2)当时,求
的长.
正确答案
(1)证明过程详见解析;(2).
试题分析:本题主要以圆为几何背景考查线线相等的证明及相似三角形的证明,考查学生的转化能力和化归能力.第一问,运用相似三角形的基本方法求证;第二问,借助割线定理证明相等关系,列出表达式,通过解方程求边长.
试题解析: (1)连结,
∵为圆的内接四边形,∴
,又
,
∴,即
,而
,∴
.
又是
的平分线,∴
,从而
.(5分)
(2)由条件得,设
.
根据割线定理得,即
,∴
,
解得,即
.(10分)
已知方程x2+y2+x-6y+m=0,
(1)若此方程表示的曲线是圆C,求m的取值范围;
(2)若(1)中的圆C与直线x+2y-3=0相交于P,Q两点,且OP⊥OQ(O为原点),求圆C的方程;
(3)在(2)的条件下,过点(-2,4)作直线与圆C交于M,N两点,若|MN|=4,求直线MN的方程.
正确答案
(1)方程x2+y2+x-6y+m=0即 (x+
1
2
)2+(y-3)2= -m,∴
-m>0,解得 m<
.
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2).∵OP⊥OQ,故 x1•x2+y1•y2=0 ①.
由得 5y2-20y+12+m=0,∴y1+y2=4,y1•y2=
.
∴x1•x2=(3-2y1)(3-2y2)=9-6(y1+y2)+4y1•y2.
代入①可得5y1•y2-6(y1+y2)+9=0,解得m=3,满足△>0.
圆C的方程为:(x+
1
2
)2+(y-3)2=.
(3)当直线MN垂直x轴时,直线MN的方程为:x=2,此时,直线MN与圆的焦点分别为(-2,1)和(-2,5),
满足|MN|=4.
当直线MN不垂直x轴时,设直线MN斜率为k,直线MN的方程为:y-4=k(x+2),即 kx-y+2k+4=0.
把直线MN的方程代入圆的方程化简可得( k2+1)x2+(4k2+2k+1)x+(k2+4k-5)=0.
故 x3+x4=-,x3•x4=
.
由弦长公式可得 4=•|x3 -x4|=
•
,
解得k=,
故所求的直线MN的方程为 5x-12y=58=0.
已知椭圆C的方程为+
=1(a>b>0),称圆心在坐标原点O,半径为
的圆为椭圆C的“伴随圆”,椭圆C的短轴长为2,离心率为
.
(Ⅰ)求椭圆C及其“伴随圆”的方程;
(Ⅱ)若直线l与椭圆C交于A,B两点,与其“伴随圆”交于C,D两点,当|CD|= 时,求△AOB面积的最大值.
正确答案
(Ⅰ)由题意得,e2==
=1-
=
,
又∵b=1,∴a2=3,∴椭圆C的方程为+y2=1,(3分)
∵=
=2,
∴“伴随圆”的方程为x2+y2=4.(4分)
(Ⅱ)①当CD⊥x轴时,由|CD|=,得|AB|=
.
②当CD与x轴不垂直时,由|CD|=,得圆心O到CD的距离为
.
设直线CD的方程为y=kx+m,则由=
,得m2=
(k2+1),
设A(x1,y1),B(x2,y2),由,得(3k2+1)x2+6kmx+3m2-3=0.
∴x1+x2=,x1x2=
.(6分)
当k≠0时,|AB|2=(1+k2)(x1-x2)2
=(1+k2)[()2-
]
=(1+k2)[-
]
=
=3+
=3+
≤3+=4.
当且仅当9k2=,即k=±
时等号成立,此时|AB|=2.
当k=0时,|AB|=,综上所述:|AB|max=2,
此时△AOB的面积取最大值S=|AB|max×
=
.(10分)
如图,已知圆,点
.
(1)求圆心在直线上,经过点
,且与圆
相外切的圆
的方程;
(2)若过点的直线
与圆
交于
两点,且圆弧
恰为圆
周长的
,求直线
的方程.
正确答案
(1);(2)
或
.
试题分析:由圆心在直线上,设出圆心
,根据圆
与圆
相切,得到点为切点,表示半径,由
,求
的值,即可求出圆
的方程;(2)先考虑直线斜率不存在的情况,
显然满足题意;后考虑直线
斜率存在的情况,由对称性得到圆心到直线
的距离为5,设出直线
的方程,利用点到直线的距离公式求出
的值,确定此时直线
的方程,综上,得到所有满足题意直线
的方程.
试题解析:(1)由,得
2分
所以圆的圆心坐标为
又圆的圆心在直线
上
依题意可知两圆外切于点,设圆
的圆心坐标为
3分
则有,解得
4分
所以圆的圆心坐标为
,半径
5分
故圆的方程为
综上可知,圆的方程为
6分
(Ⅱ)因为圆弧恰为圆
圆周的
, 所以
8分
所以点到直线
的距离为5 9分
当直线的斜率不存在时,点
到
轴的距离为5,直线
即为
轴
所以此时直线的方程为
11分
当直线的斜率存在时,设直线
的方程为
,即
所以 12分
解得 13分
所以此时直线的方程为
故所求直线的方程为
或
. 14分
已知点A(2,0)关于直线l1:x+y-4=0的对称点为A′,圆C:(x-m)2+(y-n)2=4(n>0)经过点A和A′,且与过点B(0,-2)的直线l2相切,求直线l2的方程.
正确答案
∵点A和A1均在圆C上且关于直线l1对称,
由题意可得圆C的圆心C(m,n)在直线x+y-4=0上
∴,解得
或
(与n>0矛盾,舍去),
则圆C的方程为:(x-2)2+(y-2)2=4;
①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;
②当直线l2的斜率不存在时,易得另一条切线为x=0,
综上,直线的方程为y=x-2或x=0
已知方程x2+y2-2(m+3)x+2(1-4m2)y+16m4+9=0表示一个圆.
(1)求实数m的取值范围;
(2)求该圆半径r的取值范围;
(3)求圆心的轨迹方程.
正确答案
(1)-(3)y=4(x-3)2-1
(1)方程表示圆的充要条件是D2+E2-4F>0,即有4(m+3)2+4(1-4m2)2-4(16m4+9)
>0-
(2)半径r=0
.
(3)设圆心坐标为(x,y),则消去m,得y=4(x-3)2-1.由于-
所以
如图,的弦ED,CB的延长线交于点A。若BD
AE,AB=4, BC=2, AD=3,则DE= ;CE= 。
正确答案
5
略
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