- 直线与圆的位置关系
- 共1189题
如图,实线部分的月牙形公园是由圆P上的一段优弧和圆Q上的一段劣弧围成,圆P和圆Q的半径都是2km,点P在圆Q上。现要在公园内建一块顶点都在圆P上的多边形活动场地,
(Ⅰ)如图甲,要建的活动场地为△RST,求场地的最大面积;
(Ⅱ)如图乙,要建的活动场地为等腰梯形ABCD,求场地的最大面积。
正确答案
解:(Ⅰ)如图甲,过S作SH⊥RT于H,
,
由题意,△RST在月牙形公园里,
RT与圆Q只能相切或相离;
RT左边的部分是一个大小不超过半圆的弓形,
则有RT≤4,SH≤2,
当且仅当RT切圆Q于P时(如图乙),
上面两个不等式中等号同时成立,
此时,场地面积的最大值为
;
(Ⅱ)同(Ⅰ)的分析,要使得场地面积最大,
AD左边的部分是一个大小不超过半圆的弓形,
AD必须切圆Q于P(如图丙),
再设∠BPA=θ,则有
,
令y=sinθ+sinθcosθ,
则y′=cosθ+cosθcosθ+sinθ(-sinθ)=2cos2θ+cosθ-1,
若y′=0,,
又时,y′>0,
时,y′<0,
函数y=sinθ+sinθcosθ在处取到极大值也是最大值,
故时,场地面积取得最大值为
。
已知圆C:及直线
:x-y+3=0。当直线
被圆C截得的弦长为
时,
求:(1)的值;
(2)求过点(3,5)并与圆C相切的切线方程。
正确答案
解:(1)依题意,可得圆心C(a,2),半径r=2,
则圆心到直线:x-y+3=0的距离
,
由勾股定理,可知,
代入,化简得,
解得:=1或=-3,
又>0,所以=1。
(2)由(1)知,圆C:,
又(3,5)在圆外,
∴①当切线方程的斜率存在时,设方程为,
由圆心到切线的距离d=r=2,可解得,
∴切线方程为;
②当过(3,5)的直线的斜率不存在时,直线方程为x=3,此时直线与圆相切;
综上,由①②可知,切线方程为或x=3。
如图,圆x2+y2=8内有一点P(-1,2),AB为过点P且倾斜角为α的弦。
(1)当α=135°时,求|AB|;
(2)当弦AB被点P平分时,写出直线AB的方程。
(3)求过点P的弦的中点的轨迹方程。
正确答案
解:(1)过点O做OG⊥AB于G,连结OA,
当α=135°时,直线AB的斜率为-1,
故直线AB的方程x+y-1=0,
∴OG=,
∵r=,
∴,
。
(2)当弦AB被P平分时,OP⊥AB,此时kOP=,
∴AB的点斜式方程为,即
。
(3)设AB的中点为M(x,y),AB的斜率为k,OM⊥AB,
则,
消去k,得,
当AB的斜率k不存在时也成立,
故过点P的弦的中点的轨迹方程为。
已知圆C:x2+y2-2x+4y-4=0,问是否存在斜率为1的直线l,使以l被圆C截得的弦AB为直径的圆经过原点,若存在,写出直线l的方程;若不存在,说明理由。
正确答案
解:假设存在直线,设其方程为y=x+b,
解方程组,
得2x2+(2b+2)x+b2+4b-4=0, ①
设A (x1,y1), B (x2,y2), 则x1+x2=-b-1,x1x2=,
∴y1y2=(x1+b)(x2+b)=x1x2+b(x1+x2)+b2=+b(-b-1)+b2=
,
又OA⊥OB,
∴x1x2+y1y2=0,
∴,
解得b=1或b=-4,
把b=1和b=-4分别代入①式,验证判别式均大于0,
故存在b=1或b=-4,
所以存在满足条件的直线方程x-y+1=0 或x-y-4=0。
在平面直角坐标系xOy中,点B与点A(0,2)关于原点O对称,P是动点,AP⊥BP。
(Ⅰ)求动点P的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设直线l:y=x+m与曲线C交于M、N两点,
ⅰ)若,求实数m取值;
ⅱ)若点A在以线段MN为直径的圆内,求实数m的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)∵点B与点A(0,2)关于原点O对称,
∴B(0,-2),
由AA1⊥BC知,点P的轨迹C是以原点O为圆心,以AB为直径的圆(不含A、B两点),
由OA=2,
故点P的轨迹C的方程为;
(Ⅱ)设直线:y=x+m与曲线C交于M(
,
)、N(
,
)两点,
联立方程组,得
,
∴+
=-m,
·
=
,
∴+
=-m,
·
=
,
ⅰ)∵,
∴,即
。
ⅱ)∵点A在以线段MN为直径的圆内,
∴,
∵
∴,
∴。
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