- 直线、圆的位置关系
- 共2039题
已知圆x2+(y-1)2=1和圆外一点P(-2,0),过点P作圆的切线,则两条切线夹角的正切值是( )。
正确答案
已知圆C的方程为x2+y2=1,直线l1过定点A(3,0),且与圆C相切。
(1)求直线l1的方程;
(2)设圆C与x轴交于P、Q两点,M是圆C上异于P、Q的任意一点,过点A且与x轴垂直的直线为l2,直线PM交直线l2于点P′,直线QM交直线l2于点Q′,求证:以P′Q′为直径的圆C′总过定点,并求出定点坐标.
正确答案
解:(1)∵直线l1过点A(3,0),且与圆C:x2+y2=1相切,
设直线l1的方程为y=k(x-3),即kx-y-3k=0,
则圆心O(0,0)到直线l1的距离为d==1,解得k=±
,
∴直线l1的方程为y=±(x-3).
(2)对于圆C:x2+y2=1,令y=0,则x=±1,即P(-1,0),Q(1,0),
又直线l2过点A且与x轴垂直,
∴直线l2的方程为x=3,
设M(s,t),则直线PM的方程为y=(x+1),
解方程组,得P′(3,
),同理可得Q′(3,
),
∴以P′Q′为直径的圆C′的方程为(x-3)(x-3)+(y-)(y-
)=0,
又s2+t2=1,
∴整理得(x2+y2-6x+1)+y=0,
若圆C′经过定点,只需令y=0,从而有x2-6x+1=0,解得:x=3±2,
∴圆C′总经过定点,定点坐标为(3±2,0).
已知圆C(圆心为原点)与直线l,从l与C上各取2个点,将其坐标记录于下表中:
(1)求圆C与直线l的方程;
(2)设表中直线l上的两个点为A,B,试探究在圆C上是否存在点P,使得|PA|=|PB|?若不存在请说明理由,若存在,请指出共有几个这样的点(不必具体求出这些点的坐标)。
正确答案
解:(1)因为圆上的点必满足,故只能是
在圆上,
得圆C方程为;
则(-2,2),(3,1)在直线上,易得直线的方程为x+5y-8=0;
(2)不妨设l上两点为A(-2,2),B(3,1),设P(x,y),易得线段AB的垂直平分线方程为5x-y-1=0,
由点到直线的距离公式可得圆心到该直线的距离为,故该直线与圆有2个不同交点,这两个点都满足|PA|=|PB|;
综上可知存在2个点使得|PA|=|PB。
已知圆C的方程为:x2+y2=4。
(1)直线l过点P(1,2),且与圆C交于A,B两点,若|AB|=,求直线l的方程;
(2)过圆C上一动点M作平行于x轴的直线m,设m与y轴的交点为N,若向量,求动点Q的轨迹方程,并说明此轨迹是什么曲线。
正确答案
解:(1)①当直线l垂直于x轴时,则此时直线方程为x=1,
l与圆的两个交点坐标为和
,其距离为
,满足题意。
②若直线l不垂直于x轴,设其方程为y-2=k(x-1),
即kx-y-k+2=0
设圆心到此直线的距离为d,则
,得d=1
∴
故所求直线方程为3x-4y+5=0
综上所述,所求直线为3x-4y+5=0或x=1。
(2)设点M的坐标为(x0,y0)(y0≠0),Q点坐标为(x,y),
则N点坐标是(0,y0)
∵
∴(x,y)=(x0,2y0),
即x0=x,
又∵,
∴
∴Q点的轨迹方程是
轨迹是一个焦点在x轴上的椭圆,除去短轴端点。
直线l经过点P(5,5),且和圆C:x2+y2=25相交,截得弦长为,求l的方程。
正确答案
解:如图,易知直线的斜率k存在,设直线
的方程为
,
圆C:的圆心为(0,0),
半径r=5,圆心到直线的距离为,
在Rt△AOC中,,
,
,
∴k=2或,
∴的方程为
或
。
在平面直角坐标系xOy中,已知圆C1:和圆C2:
。
(1)若直线过点A(4,0),且被圆C1截得的弦长为
,求直线
的方程;
(2)设P为平面上的点,满足:存在过点P的无穷多对互相垂直的直线和
,它们分别与圆C1和圆C2相交,且直线
被圆C1截得的弦长与直线
被圆C2截得的弦长相等,试求所有满足条件的点P的坐标。
正确答案
解:由题意,C1(-3,1),r1=2,C2(4,5),r2=2,
(1)由题意,直线的斜率一定存在,
设直线的方程为:
,即
,
由垂径定理可得:圆心C1到直线的距离
,
结合点到直线的距离公式,得,
化简,得,解得:k=0或
,
所以,直线的方程为:y=0或
,即y=0或7x+24y-28=0。
(2) 设点P坐标为(m,n),由题意,
设直线,
的方程分别为:
,
即,
因为直线被圆C1截得的弦长与直线
被圆C2截得的弦长相等,且两圆半径相等,
由垂径定理可得:圆心C1到直线与圆心C2到直线
的距离相等,
故有,
化简,得(2-m-n)k=m-n-3或(m-n+8)k=m+n-5,
关于k的方程有无穷多解,有:或
,
解之得:点P坐标为或
。
已知点P(2,0)及圆C:x2+y2-6x+4y+4=0。
(1)若直线l过点P且与圆心C的距离为1,求直线l的方程;
(2)设过点P的直线l1与圆C交于M、N两点,当|MN|=4时,求以线段MN为直径的圆Q的方程;
(3)设直线ax-y+1=0与圆C交于A,B两点,是否存在实数,使得过点P(2,0)的直线l2垂直平分弦AB?若存在,求出实数的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)设直线的斜率为k(k存在),
则方程为,即
,
又圆C的圆心为(3,-2),半径r=3,
由,解得
,
所以直线的方程为,即
,
当的斜率不存在时,
的方程为x=2,经验证x=2也满足条件。
(2)由于,而弦心距
,
所以,所以P恰为MN的中点,
故以MN为直径的圆Q的方程为。
(3)把直线,代入圆C的方程,消去y,
整理得,
由于直线交圆C于A,B两点,
故,
即,解得:
,
则实数的取值范围是。
设符合条件的实数存在,由于垂直平分弦AB,故圆心C(3,-2)必在
上,
所以的斜率
,
而,所以
,
由于,
故不存在实数,使得过点P(2,0)的直线垂直平分弦AB。
已知圆C:(x-1)2+y2=9内有一点P(2,2),过点P作直线l交圆C于A、B两点。
(Ⅰ)当l经过圆心C时,求直线l的方程;
(Ⅱ)当弦AB被点P平分时,写出直线l的方程;
(Ⅲ)当直线l的倾斜角为45°时,求弦AB的长。
正确答案
解:(Ⅰ)已知圆C:的圆心为C(1,0),
因直线过点P、C,
所以直线l的斜率为2,直线l的方程为y=2 (x-1),即2x-y-2=0。
(Ⅱ)当弦AB被点P平分时,l⊥PC,
直线l的方程为,即x+2y-6=0。
(Ⅲ)当直线l的倾斜角为45°时,斜率为1,直线l的方程为y-2=x-2,即x-y=0,
圆心C到直线l的距离为,圆的半径为3,弦AB的长为
.
已知圆C:(x-1)2+y2=9内有一点P(2,2),过点P作直线l交圆C于A、B两点。
(Ⅰ)当l经过圆心C时,求直线l的方程;
(Ⅱ)当弦AB被点P平分时,写出直线l的方程;
(Ⅲ)当直线l的倾斜角为45°时,求弦AB的长。
正确答案
解:(Ⅰ)已知圆C:的圆心为C(1,0),
因直线过点P、C,
所以直线l的斜率为2,直线l的方程为y=2 (x-1),即2x-y-2=0。
(Ⅱ)当弦AB被点P平分时,l⊥PC,
直线l的方程为,即x+2y-6=0。
(Ⅲ)当直线l的倾斜角为45°时,斜率为1,直线l的方程为y-2=x-2,即x-y=0,
圆心C到直线l的距离为,圆的半径为3,弦AB的长为
.
A(-3,0),B(3,0),圆C以(5,0)为圆心,且C经过点P,且满足,
(1)求圆C的方程;
(2)如果过A的一条直线l与C交于M,N两点,且MN=6,求l的方程。
正确答案
解:(1)可解得P坐标为(9,0),r=4,
∴C 的方程为;
(2)由弦长为6解得圆心(5,0)到l距离为,
故直线斜率为,
故l的方程为。
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