- 直线、圆的位置关系
- 共2039题
已知圆C经过A(1,-1),B(5,3),并且被直线m:3x-y=0平分圆的面积。
(Ⅰ)求圆C的方程;
(Ⅱ)若过点D(0,-1),且斜率为k的直线l与圆C有两个不同的公共点,求实数k的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)线段AB的中点E(3,1),,
故线段AB中垂线的方程为y-1=-(x-3),即x+y-4=0,
由圆C经过A、B两点,故圆心在线段AB的中垂线上,
又直线3x-y=0平分圆的面积,所以直线m经过圆心,
由,解得
,即圆心的坐标为C(1,3),
而圆的半径r=|AC|=,
故圆C的方程为(x-1)2+(y-3)2=16;
(Ⅱ)由直线l的斜率为k,故可设其方程为y=kx-1,
由消去y得(1+k2)x2-(8k+2)x+1=0,
由已知直线l与圆C有两个不同的公共点,
故△=(8k+2)2-4(1+k2)>0,
即15k2+8k>0,
解得:k<-或k>0。
已知方程.
(Ⅰ)若此方程表示圆,求的取值范围;
(Ⅱ)若(Ⅰ)中的圆与直线相交于M,N两点,且OM
ON(O为坐标原点)求
的值;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求以MN为直径的圆的方程.
正确答案
解:(Ⅰ)
D=-2,E=-4,F=
=20-
,
(Ⅱ)
代入得
,
∵OMON得出:
∴ ∴
(Ⅲ)设圆心为 半径
圆的方程
已知m∈R,直线l:2mx-(m2+1)y=-4m和圆C:x2+y2-8x+16-8m2=0。
(Ⅰ)求直线l斜率的取值范围;
(Ⅱ)若直线l与圆C相交于A,B两点,且=-4m2,求圆C的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)∵直线l的方程可化为,
∴直线l的斜率,
又∵圆C的方程为(x-4)2+y2=8m2,
∴m≠0,
①当m>0时,>0
又
∴当m>0时,0<k≤1;
②当m<0时,
又
∴当m<0时,-1≤k<0,
综上所述k∈[-1,0)∪(0,1],
即直线ι斜率的取值范围是[-1,0)∪(0,1];
(Ⅱ)∵圆C:x2+y2-8x+16-8m2=0的圆心为 C(4,0),半
径
又∵直线l与圆C相交于A,B两点,且=-4m2,
∴cos∠ACB
=8m2cos∠ACB=-4m2,
∴cos∠ACB=,
即∠ACB=,
此时圆心C到弦AB(即直线l)的距离为,
化简得m4+6m2-7=0,解得m2=1,
∴圆C的方程为x2+y2-8x+8=0。
已知圆+
+8x﹣4y=0与以原点为圆心的某圆关于直线y=kx+b对称,
(1)求k、b的值;
(2)若这时两圆的交点为A、B,求∠AOB的度数.
正确答案
解:(1)圆+
+8x﹣4y=0即 (x+4)2+(y﹣2)2=20,表示以M(﹣4,2)为圆心,半径等于2
的圆.
由于另一个圆的圆心是原点O,OM的中点为N(﹣2,1),OM的斜率K==﹣
.
再由2个圆的圆心关于直线y=kx+b对称,可得 ,解得
.
(2)由上可知,直线y=kx+b即y=2x+5,即2x﹣y+5=0,且此直线是公共弦所在的直线.弦心距为d==
,
故cos=
=
,
∴=60°
故∠AOB=120°.
已知⊙C过点P(1,1),且与⊙M:(x+2)2+(y+2)2=r2(r>0)关于直线x+y+2=0对称.(Ⅰ)求⊙C的方程;
(Ⅱ)设Q为⊙C上的一个动点,求的最小值;
(Ⅲ)过点P作两条相异直线分别与⊙C相交于A,B,且直线PA和直线PB的倾斜角互补,O为坐标原点,试判断直线OP和AB是否平行?请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)设圆心C(a,b),则,解得
则圆C的方程为x2+y2=r2,
将点P的坐标代入得r2=2,
故圆C的方程为x2+y2=2
(Ⅱ)设Q(x,y),则x2+y2=2,
=x2+y2+x+y﹣4=x+y﹣2,
令x=cosθ,y=
sinθ,
∴=
cosθ+
sinθ﹣2=2sin(θ+
)﹣2,
∴(θ+)=2kπ﹣
时,2sin(θ+
)=﹣1,
所以的最小值为﹣2﹣2=﹣4.
(Ⅲ)由题意知,直线PA和直线PB的斜率存在,且互为相反数,
故可设PA:y﹣1=k(x﹣1),PB:y﹣1=﹣k(x﹣1),
由,得(1+k2)x2+2k(1﹣k)x+(1﹣k)2﹣2=0
因为点P的横坐标x=1一定是该方程的解,
故可得
同理,,
所以=kOP ,
所以,直线AB和OP一定平行
求圆心在直线y=-4x上,并且与直线l:x+y-1=0相切于点P(3,-2)的圆的方程.
正确答案
设圆的方程为(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0)
由题意有:
解之得
∴所求圆的方程为(x-1)2+(y+4)2=8
已知一圆C的圆心为(2,-1),且该圆被直线:x-y-1=0 截得的弦长为
,求该圆的方程及过弦的两端点的切线方程。
正确答案
解:设圆C的方程是(r>0),
则弦长P=2,其中d为圆心到直线x-y-1=0 的距离,
∴P=2=2
,
∴,
即圆的方程为,
由,解得弦的二端点坐标是(2,1)、(0,-1),
∴过弦二端点的圆的切线方程是和
,
即y=1和x=0。
设O为坐标原点,圆C:x2+y2+2x-6y+1=0上有两点P、Q,它们关于直线x+my+4=0对称,且满足OP⊥OQ,
(1)求m的值;
(2)求直线PQ的方程.
正确答案
解:(1)曲线方程为表示圆心为(-1,3),半径为3的圆,
∵点P、Q在圆上且关于直线x+my+4=0对称,
∴圆心(-1,3)在直线上,代入得m=-1。
(2)∵直线PQ与直线y=x+4垂直,
∴设P(x1,y1)、Q(x2,y2),直线PQ的方程为y=-x+b,
将直线y=-x+b代入圆方程,得2x2+2(4-b)x+b2-6b+1=0,
,得
,
由韦达定理得,
,
∵,∴
,
即,解得
,
∴所求的直线方程为y=-x+1。
已知圆C在x轴上的截距为-1和3,在y轴上的一个截距为1。
(1)求圆C的方程;
(2)若过点M(2,-1)的直线l被圆C截得的弦AB的长为4,求直线l的倾斜角。
正确答案
解:(1)圆C在x轴上的截距为-1和3,在y轴上的一个截距为1,
∴圆C过点A(-1,0)、B(3,0),C(0,1),
∴圆心在线段AB的中垂线x=1上,且在AC的中垂线y=-x上,
∴圆心为(1,-1),
∴圆C的半径r=,
从而,圆C的方程为;
(2)设直线l的斜率为k,则直线l的方程为,
∵弦AB的长为4,圆C的半径r=,
∴圆心(1,-1)到直线l的距离为1,
∴,解得
,
另外,当直线的斜率k不存在时,直线x=2也满足条件,
所以直线的倾斜角为30°或90°。
已知圆O以坐标原点为圆心,直线l:x+y﹣1=0被圆O截得的线段长为.
(1)求圆O的方程;
(2)设B(x,y)是圆O上任意一点,求的取值范围.
正确答案
解:(1)设圆O的半径为r,
∵圆心到直线l:x+y﹣1=0的距离为,
直线l:x+y﹣1=0被圆O截得的线段长为
∴=3
∴圆O的方程为+
=3;
(2)∵
设,
∴kx﹣y+3﹣2k=0,
∴
∴k2-12k+6≤0
∴
∴的取值范围[7﹣
,7+
]
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