- 直线、圆的位置关系
- 共2039题
在平面直角坐标系xOy中,已知圆C1:(x-3)2+(y+2)2=4,圆C2:(x+m)2+(y+m+5)2=2m2+8m+10(m∈R,且m≠-3).
(1)设P为坐标轴上的点,满足:过点P分别作圆C1与圆C2的一条切线,切点分别为T1、T2,使得PT1=PT2,试求出所有满足条件的点P的坐标;
(2)若斜率为正数的直线l平分圆C1,求证:直线l与圆C2总相交.
正确答案
(1)由题设条件,圆C1的圆心坐标(3,-2),半径为2,圆C2的圆心坐标(-m,-m-5),半径为
∵过点P分别作圆C1与圆C2的一条切线,切点分别为T1、T2,使得PT1=PT2,
∴PC12-4=PC22-(2m2+8m+10)
若点P在X轴上,设P(x,0),将P(x,0)及圆心的坐标代入整理得(2m-6)x=-2m+6,故x=-1,
即P(-1,0)
若点P在Y轴上,可设P(0,y),同理解得y=-1,即P(0,-1)
故满足条件的点P的坐标为(-1,0)或(0,-1)
(2)若斜率为正数的直线l平分圆C1,可得此直线过定点(3,-2),
设此直线的方程为y+2=k(x-3),整理得kx-y-3k-2=0
圆C2的圆心到此直线的距离为d==
由于d2-r2=-(2m2+8m+10)
=
=-m2-2m-1-(m+3)2
=-(m+1)2-(m+3)2<0 (∵k>0)
可得在d<r,即直线l与圆C2总相交
已知圆C:x2+y2+kx+2y+k2=0和点P(1,2),要使过点P所作圆的切线有两条,则K的取值范围为______.
正确答案
若x2+y2+kx+2y+k2=0表示一个圆
则k2+4-4k2=4-3k2>0
即-<k<
若过点P所作圆的切线有两条,
则P点在圆C:x2+y2+kx+2y+k2=0外,
将P(1,2)坐标代入后得到k2+k+9>0,
∵k2+k+9=(k+)2+8
>0恒成立,
k的取值范围是(-,
)
故答案为:(-,
)
若直线l:y=-x+m与曲线y=+1有两个公共点,则实数m的范围______.
正确答案
曲线y=+1表示以(0,1)为圆心,2
为半径的圆在直线y=1上方的部分
如图所示,
当直线与圆相切时,=2
,此时m=5;
当直线过点(0,1+2)时,m=1+2
∴实数m的范围是1+2≤m<5
故答案为:1+2≤m<5
已知椭圆+
=1=1(a>b>0),点P为其上一点,F1、F2为椭圆的焦点,∠F1PF2的外角平分线为l,点F2关于l的对称点为Q,F2Q交l于点R.
(1)当P点在椭圆上运动时,求R形成的轨迹方程;
(2)设点R形成的曲线为C,直线l:y=k(x+a)与曲线C相交于A、B两点,当△AOB的面积取得最大值时,求k的值.
正确答案
(1)∵点F2关于l的对称点为Q,连接PQ,∴∠F2PR=∠QPR,|F2R|=|QR|,|PQ|=|PF2|
又因为l为∠F1PF2外角的平分线,故点F1、P、Q在同一直线上,设存在R(x0,y0),Q(x1,y1),F1(-c,0),F2(c,0).
|F1Q|=|F1P|+|PQ|=|F1P|+|PF2|=2a,则(x1+c)2+y12=(2a)2.
又x1=2x0-c,y1=2y0.
∴(2x0)2+(2y0)2=(2a)2,∴x02+y02=a2.
故R的轨迹方程为:x2+y2=a2(y≠0)
(2)∵S△AOB=|OA|•|OB|•sinAOB=
sinAOB
当∠AOB=90°时,S△AOB最大值为a2.
此时弦心距|OC|=.
在Rt△AOC中,∠AOC=45°,=
=cos450=
,∴k=±
已知直线l1:(2m+1)x+(m+1)y-7m-5=0(m∈R)和直线l1:x+3y-5=0,圆C:x2+y2-2x-4y=0.
(1)当m为何值时,l1∥l2?
(2)是否存在点P,使得不论m为何值,直线l1都经过点P?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)试判断直线l1与圆C的位置关系.若相交,求截得的弦长最短时m的值以及最短长度;若相切,求切点的坐标;若相离,求圆心到直线l1的距离的最大值.
正确答案
(1)∵直线l1:(2m+1)x+(m+1)y-7m-5=0(m∈R)和直线l1:x+3y-5=0,l1∥l2,
∴3(2m+1)-(m+1)=0
∴m=-;
(2)直线l1:(2m+1)x+(m+1)y-7m-5=0(m∈R)可化为(2x+y-7)m+(x+y-5)=0
∴,∴
∴存在P(2,3),使得不论m为何值,直线l1都经过点P;
(3)圆方程化为标准方程为(x-1)2+(y-2)2=5
∴圆心C(1,2),半径为
∴点P到圆心的距离d=<
∴P在圆内,∴直线l1与圆C相交
当直线l1与直线PC垂直时,截得的弦长最短,最短长度为2=2
此时,•(-
)=-1
∴m=0.
圆C:(θ为参数)的半径为 ______,若圆C与直线x-y+m=0相切,则m=______.
正确答案
圆C:(θ为参数)
∴圆的普通方程为(x-1)2+(y-2)2=2
∴圆的半径为
∵圆C与直线x-y+m=0相切,
∴d==
解得,m=3或-1
故答案为:,3或-1
已知⊙C:x2+(y-1)2=25,直线l:mx-y+1-4m=0,
(1)求证:对m∈R,直线l与⊙C总有两个不同的交点A,B;
(2)求弦长AB的取值范围;
(3)求弦长为整数的弦共有几条。
正确答案
解:(1)由mx-y+1-4m=0可得:(x-4)m-y+1=0,
令,
∴,
∴直线l过定点M(4,1),
又,
∴M(4,1)在⊙C内,
∴直线l与⊙C交于两点;
(2)当直线l过圆心C时,AB取最大值10,此时m=0;
当直线l⊥MC时,AB取最小值,MC=4,
∴,而此时m不存在;
综上有:6<AB≤10;
(3)由(2)知:6<AB≤10,
故弦长为整数的值有各2有条,
而AB=10时有1条,
故弦长为整数的弦共有7条。
已知P(x,y)为圆C:上的动点,
(1)求x2+y2+4x-6y+13的最大值和最小值;
(2)求的最大值和最小值。
正确答案
解:(1)设Q(-2,3),
则x2+y2-4x+6y+13=(x+2)2+(y-3)2=|PQ|2,
∴|PQ|max=|CQ|+R=,|PQ|min=|CQ|-R=
,
所以原式的最大值为72,原式的最小值为8。
(2)依题意,k为(-2,3)与圆C上任意一点连线的斜率,
它的最大值和最小值分别是过(-2,3)的圆C的切线的斜率,
所以kmax=tan(45°+30°)=2+, kmin=tan(45°-30°)=2-
。
选做题
如图所示,已知AB是圆O的直径,AC是弦,AD⊥CE,垂足为D,AC平分∠BAD
(Ⅰ)求证:直线CE是圆O的切线;
(Ⅱ)求证:AC2=AB·AD
正确答案
证明:(Ⅰ)连接OC,如下图所示:因为OA=OC,所以∠OCA=∠OAC
又因为AD⊥CE,所以∠ACD+∠CAD=90°,
又因为AC平分∠BAD,所以∠OCA=∠CAD,
所以∠OCA+∠CAD=90°,即OC⊥CE,
所以CE是⊙O的切线
(Ⅱ)连接BC,因为AB是⊙O的直径,
所以∠BCA=∠ADC=90°,
因为CE是⊙O的切线,所以∠B=∠ACD,
所以△ABC∽△ACD,
所以,
即AC2=AB·AD.
已知O为原点,从椭圆的左焦点F1引圆的切线F1T交椭圆于点P,切点T位于F1,P之间,M为线段F1P的中点,则|MO|-|MT|的值为( )。
正确答案
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