- 圆与圆的位置关系及其判定
- 共316题
已知圆C1:x2+y2-4x-2y-5=0,圆C2:x2+y2+2x-2y-14=0.
(1)试判断两圆的位置关系;
(2)直线ι过点(6,3)与圆C1相交于A,B两点,且|AB|=2,求直线ι的方程.
正确答案
(1)由于 圆C1:x2+y2-4x-2y-5=0,即 (x-2)2+(y-1)2=10,表示以C1(2,1)为圆心,
半径等于的圆.
C2:x2+y2+2x-2y-14=0,即 (x+1)2+(y-1)2=16,表示以C2(-1,1)为圆心,半径等于4的圆.
由于两圆的圆心距等于=3,大于半径之差而小于半径之和,故两个圆相交.
(2)直线ι过点(6,3)与圆C1相交于A,B两点,且|AB|=2,当AB的斜率不存在时,直线ι的方程为x=6,
此时直线t与圆C1相离,不满足条件.
当AB的斜率不存在时,设直线ι的方程为y-3=k(x-6),即 kx-y+3-6k=0,
由弦长公式可得圆心到直线t的距离d==2,
再由点到直线的距离公式可得d=2=,解得k=0,或 k=
.
故直线t的方程为 y=3或x-y-5=0.
已知两圆x2+y2=9和(x-3)2+y2=27,求大圆被小圆截得劣弧的长度.
正确答案
由题意,设A(3+3cosα,3
sinα),0≤α≤π,
且点A在小圆上
∴(3+3cosα)2+(3
sinα)2=9
解得cosα=-∴α=
.
∴∠ACB=×2=
∴大圆被小圆截得弧长为×3
=
π
.
(本小题满分13分)
已知圆的圆心为
,圆
:
的圆心为
,一动圆与圆
内切,与圆
外切.
(Ⅰ)求动圆圆心的轨迹方程;
(Ⅱ)在(Ⅰ)所求轨迹上是否存在一点,使得
为钝角?若存在,求出点
横坐标的取值范围;若不存在,说明理由.
正确答案
解: (Ⅰ)设动圆P的半径为r,则
两式相加得|PM|+|PN|=4>|MN|
由椭圆定义知,点P的轨迹是以M、N为焦点,焦距为,实轴长为4的椭圆
其方程为 …………………………………………………………6分
(Ⅱ)假设存在,设(x,y).则因为
为钝角,所以
,
,
又因为点在椭圆上,所以
联立两式得:化简得:
,
解得:,所以存在。………………………………………………… 13分
略
已知抛物线y2=4x的焦点为F,过F作两条互相垂直的弦AB、CD,设AB、CD的中点分别为M、N.
(1)求证:直线MN必过定点,并写出此定点坐标;
(2)分别以AB和CD为直径作圆,求两圆相交弦中点H的轨迹方程.
正确答案
(1)设AB斜率为k,将AB方程与抛物线方程联立,求得M(,
),将k换为-
得N(2k2+1,-2k),由两点式得MN方程为(1-k2)y=k(x-3),则直线MN恒过定点T(3,0);…(7分)
(2)由抛物线性质,以AB、CD为直径的⊙M、⊙N的半径分别为xM+1,xN+1,于是可得两圆方程分别为(x-xM)2+(y-yM)2=(xM+1)2和(x-xN)2+(y-yN)2=(xN+1)2,
两式相减可得其相交弦所在直线方程为
(xM-xN)x+(yM-yN)y=(yM2-yN2)-(xM-xN)=
(
-4k2)-(
-2k2)=0,
则公共弦过原点O.所以∠OHT=90°.
于是,点H的轨迹是以OT为直径的圆(除去直径的两个端点),
其轨迹方程为(x-)2+y2=
(y≠0)…(14分)
已知圆C1:x2+y2-4x+2y=0与圆C2:x2+y2-2y-4=0.
(1)求证两圆相交;
(2)求两圆公共弦所在直线的方程;
(3)求过两圆的交点且圆心在直线2x+4y=1上的圆的方程.
正确答案
(1)证明:圆C1:x2+y2-4x+2y=0与圆C2:x2+y2-2y-4=0化为标准方程分别为圆C1:(x-1)2+(y+1)2=5与圆C2:x2+(y-1)2=5
∴C1(1,-1)与圆C2(0,1),半径都为
∴圆心距为=
∴两圆相交;
(2)将两圆的方程作差即可得出两圆的公共弦所在的直线方程,即
(x2+y2-4x+2y)-(x2+y2-2y-4)=0
即x-y-1=0
(3)由(2)得y=x-1代入圆C1:x2+y2-4x+2y=0,化简可得2x2-4x-1=0
∴x=
当x=时,y=
;当x=
时,y=-
设所求圆的圆心坐标为(a,b),则
∴
∴r2=(
3
2
-
2+
6
2
)2+(-
1
2
-
6
2
)2=
∴过两圆的交点且圆心在直线2x+4y=1上的圆的方程为(x-
3
2
)2+(y+
1
2
)2=
扫码查看完整答案与解析