- 直线、圆的位置关系
- 共2039题
由动点P引圆x2+y2=10的两条切线PA,PB,直线PA、PB的斜率分别为k1、k2.
(1)若k1+k2+k1k2=-1,求动点P的轨迹;
(2)若点P在x+y=m上,且PA⊥PB,求实数m的取值范围.
正确答案
(1)设P(x0、y0),
则|x0|≠,且x02+y02≠10,切线l:y-y0=k(x-x0).
由l与圆相切,得=
.
化简整理得(x02-10)k2-2x0y0k+y02-10=0.
由韦达定理及k1+k2+k1k2=-1,得+
=-1,化简得x0+y0=±2
.
即P点的轨迹方程为x+y±2=0.
(2)因为,点P(x0、y0)在x+y=m上,所以y0=m-x0.又PA⊥PB,
所以,k1k2=-1,即=-1,将y0=m-x0代入化简得2x02-2mx0+m2-20=0.
由△≥0,得-2≤m≤2
.经检验,m的取值范围为[-2
,2
].
直线y=kx与圆x2+y2-6x-4y+10=0相交于两个不同点A、B,当k取不同实数值时,求AB中点的轨迹方程.
正确答案
法一:由
消去y,得(1+k2)x2-(6+4k)x+10=0.
设此方程的两根为x1、x2,AB的中点坐标为P(x,y),
则由韦达定理和中点坐标公式,得x==
=
.①
又点P在直线y=kx上,
∴y=kx.
∴k=.②
将②代入①,得x=(x≠0),整理得x2+y2-3x-2y=0.
故轨迹是圆x2+y2-3x-2y=0位于已知圆内的部分.
解法二:设A(x1,y1),B(x2,y2),则
x12+y12-6x1-4y1+10=0,①
x22+y22-6x2-4y2+10=0,②
①-②,得(x12-x22)+(y12-y22)-6(x1-x2)-4(y1-y2)=0.
设AB的中点为(x,y),则x1+x2=2x,y1+y2=2y.
代入上式,有2x(x1-x2)+2y(y1-y2)-6(x1-x2)-4(y1-y2)=0,
即(2x-6)(x1-x2)+(2y-4)(y1-y2)=0.
∴=-
=-k.③
又∵y=kx,④
由③④得x2+y2-3x-2y=0.
故所求轨迹为已知圆内的一段弧.
已知圆C与两坐标轴都相切,圆心C到直线y=-x的距离等于.
(1)求圆C的方程.
(2)若直线l:+
=1(m>2,n>2)与圆C相切,求证:m+n=
.
正确答案
(1)设圆C半径为r,圆心为(a,b),
由已知得:,
∴或
,
∴圆C方程为(x-1)2+(y-1)2=1或(x+1)2+(y+1)2=1;
(2)证明:直线l方程变形为nx+my-mn=0,
∵直线l与圆C:(x-1)2+(y-1)2=1相切,
∴=1,
∴(n+m-mn)2=n2+m2,
左边展开,整理得,mn=2m+2n-2,
∴m+n=.
(选修4-4:坐标系与参数方程)
已知直线l的参数方程(t为参数),圆C的极坐标方程:ρ+2sinθ=0.
(1)将直线l的参数方程化为普通方程,圆C的极坐标方程化为直角坐标方程;
(2)在圆C上求一点P,使得点P到直线l的距离最小.
正确答案
(1)消去参数t,得直线l的普通方程为y=-x+1+2
,
ρ+2sinθ=0,两边同乘以ρ得ρ2+2ρsinθ=0,
得⊙C的直角坐标方程为x2+(y+1)2=1;
(2)设所求的点为P(cosθ,-1+sinθ),
则P到直线l的距离d==
=
,
当θ=+2kπ,k∈Z,sin(θ+
)=1,d取得最小值
,
此时点P的坐标为(,-
).
已知点P是直线x+y+6=0上的动点,PA、PB是圆x2+y2-2x-2y+1=0的两条切线,A、B为切点,C为圆心,则当四边形PACB的面积最小时,点P的坐标是______.
正确答案
根据切线长与半径的乘积就是三角形的面积,当四边形PACB的面积最小时,就是切线长最小,就是PC的距离最小,过圆心与直线垂直的直线方程:y-1=x-1,即y=x,
所以解得x=y=-3,所以点P的坐标是:(-3,-3)
故答案为:(-3,-3)
已知直线l:x-y+2=0和圆C:(x-2)2+y2=9,则直线和圆的位置关系为______.
正确答案
依题意可知圆心为C(2,0),半径为3,C与l的距离为d==2
<3,
∴直线和圆的位置关系为相交,
故答案为 相交.
若直线x-y+1=0与圆(x-a)2+y2=2有公共点,则实数a取值范围是______.
正确答案
圆(x-a)2+y2=2的圆心(a,0),半径为,
直线x-y+1=0与圆(x-a)2+y2=2有公共点,
≤
,
所以|a+1|≤2,解得实数a取值范围是[-3,1].
故答案为:[-3,1].
已知两个椭圆的方程分别是
C1:x2+9y2-45=0,
C2:x2+9y2-6x-27=0、
(1)求这两个椭圆的中心、焦点的坐标;
(2)求经过这两个椭圆的交点且与直线x-2y+11=0相切的圆的方程.
正确答案
(1)把C1的方程化为标准方程,
得C1:+
=1∴a=3
,b=
,c=2
.
可知椭圆C1的中心是原点,
焦点坐标分别是(2,0),(-2
,0)
把C2的方程化为标准方程,
得C2:+
=1∴a=6,b=2,c=4
.
可知椭圆C2的中心坐标是(3,0),
点坐标分别(3+4,0),(3-4
,0)
(2)解方程组解得
或
所以两椭圆C1,C2的交点坐标是A(3,2),B(3,-2)
设所求圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0、
因为A,B两点在圆上,所以有解得E=0,F=-3D-13
从而所求圆的方程为x2+y2+Dx-3D-13=0
由所求圆与直线x-2y+11=0相切,可知方程x2+()2+Dx-3D-13=0即5x2+(22+4D)x-12D+69=0的判别式为0
就是D2+26D-56=0解得D=2,或D=-28
从而所求圆的方程是x2+y2+2x-19=0,或x2+y2-28x+71=0、
已知圆x2+y2+2ax-2ay+2a2-2a=0(0<a≤4)的圆心为C,直线l:y=kx+4.
(1)若k=1,求直线l被圆C所截得的弦长的最大值;
(2)若直线l与圆C相切,切点为T,点P(0,4),求线段PT的取值范围.
正确答案
(1)(x+a)2+(y-a)2=2a(0<a≤4).….(1分)
圆心C(-a,a),半径r=,l:y=x+4,….(3分)
圆心C到直线l的距离d=,….(5分)
∴l被圆C截得的弦长=2=2
=2
….(7分)
=2,∴当a=
时l被圆C截得弦长的最大值为3
….(10分)
(2)∵点P在直线l上,∴PT为的圆C切线长….(11分)PT==
=
….(13分)
=
∵0<a≤4,∴≤PT<4.….…(16分)
求圆心在直线x-3y=0上,且与y轴相切,在x轴上截得的弦长为4的圆的方程.
正确答案
设圆的方程为(x-a)2+(y-b)2=r2
由题意可得解得
或
所以圆的方程为(x+3)2+(y+1)2=9或(x-3)2+(y-1)2=9.
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