- 直线与方程
- 共7398题
已知圆C的中心在原点O,点P(2,2)、A、B都在圆C上,且 (m∈R).
(Ⅰ)求圆C的方程及直线AB的斜率;
(Ⅱ)当△OAB的面积取得最大值时,求直线AB的方程.
正确答案
解:(Ⅰ)设圆C的方程为x2+y2=r2,
∵点P(2,2)在圆C上,
∴r2=8 ∴圆C的方程为x2+y2=8
∵A、B都在圆C上,
∴A,B关于直线OP对称
∵直线OP的斜率为1
∴直线AB的斜率为﹣1;
(Ⅱ)设直线AB的方程为y=﹣x+b,
则圆心到直线AB的距离为d=
∴|AB|=2
∴△OAB的面积为×2
×
=
≤
=4
当且仅当,即b=±
时,
△OAB的面积取得最大值4
时直线AB的方程为y=﹣x±.
已知中心在原点O,焦点F1、F2在x轴上的椭圆E经过点C(2,2),且抛物线y2=x的焦点为F1,
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)垂直于OC的直线l与椭圆E交于A、B两点,当以AB为直径的圆P与y轴相切时,求直线l的方程和圆P的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)设椭圆E的方程为,
则,①
∵抛物线的焦点为F1,
∴, ②
又a2=b2+c2, ③
由①、②、③得a2=12,b2=6,
所以椭圆E的方程为。
(Ⅱ)依题意,直线OC斜率为1,由此设直线l的方程为y=-x+m,
代入椭圆E方程,得3x2-4mx+2m2-12=0,
由△=16m2-12(2m2-12)=8(18-m2),得m2<18,
记A(x1,y1)、B(x2,y2),
则x1+x2=,x1x2=
,
圆P的圆心为,
半径,
当圆P与y轴相切时,,
即,m2=9<18,m=±3,
当m=3时,直线l方程为y=-x+3,
此时,x1+x2=4,圆心为(2,1),半径为2,
圆P的方程为(x-2)2+(y-1)2=4;
同理,当m=-3时,直线l方程为y=-x-3,
圆P的方程为(x+2)2+(y+1)2=4。
已知△ABC的顶点A(0,1),AB边上的中线CD所在的直线方程为2x-2y-1=0,AC边上的高BH所在直线的方程为y=0。
(1)求△ABC的顶点B、C的坐标;
(2)若圆M经过不同的三点A、B、P(m,0),且斜率为1的直线与圆M相切于点P,求圆M的方程。
正确答案
解:(1)AC边上的高BH所在直线的方程为y=0,所以,AC:x=0,
又CD:2x-2y-1=0,所以,
设B(b,0),则AB的中点,代入方程2x-2y-1=0,解得b=2,所以B(2,0);
(2)由A(0,1),B(2,0)可得,圆M的弦AB的中垂线方程为4x-2y-3=0,注意到BP也是圆M的弦,所以,圆心在直线x=上,设圆心M坐标为
,
因为圆心M在直线上4x-2y-3=0,
所以2m-2n+1=0…………①,
又因为斜率为1的直线与圆M相切于点P,所以,即
,
整理得…………②,
由①②解得,
所以,,半径
,
所以所求圆方程为。
如图,矩形ABCD的两条对角线相交于点M(2,0),AB边所在直线的方程为x﹣3y﹣6=0,点T(﹣1,1)在AD边所在直线上.
(1)AD边所在直线的方程;
(2)矩形ABCD外接圆的方程.
正确答案
解:(1)∵AB边所在直线的方程为x﹣3y﹣6=0,且AD与AB垂直,
∴直线AD的斜率为﹣3.
又因为点T(﹣1,1)在直线AD上,
∴AD边所在直线的方程为y﹣1=﹣3(x+1),3x+y+2=0.
(2)由,解得点A的坐标为(0,﹣2),
∵矩形ABCD两条对角线的交点为M(2,0).
∴M为矩形ABCD外接圆的圆心,
又|AM|2=(2﹣0)2+(0+2)2=8,
∴.
从而矩形ABCD外接圆的方程为 (x﹣2)2+y2=8.
已知圆心为(2,1)的圆C与直线l:x=3相切。
(1)求圆C的标准方程;
(2)若圆C与圆O:x2+y2=4相交于A,B两点,求直线AB的方程。(用一般式表示)
正确答案
解:(1)因为圆C与直线l:x=3相切,
故圆心到直线l的距离d=1等于圆的半径,
所以圆的标准方程为;
(2),
两式相减得:,
因为圆C与圆O相交于A,B两点,
所以直线AB的方程即为2x+y-4=0。
已知位于y轴右侧的圆C与y相切于点P(0,1),与x轴相交于点A、B,且被x轴分成的两段弧之比为1﹕2(如图所示).
(I)求圆C的方程;
(II)若经过点(1,0)的直线l与圆C相交于点E、F,且以线段EF为直径的圆恰好过圆心C,求直线l的方程.
正确答案
解:(I)因为圆C位于y轴右侧,且与y相切于点P(0,1),
所以圆心C在直线y=1上.又圆C被x轴分成的两段弧之比为1﹕2,
所以.
所以PC=AC=BC=2,圆心C的坐标为(2,1).
所以所求圆C的方程为(x﹣2)2+(y﹣1)2=4.
(II)①若直线l斜率存在,设直线l的方程为y=k(x﹣1)(k≠0),
即kx﹣y﹣k=0.
因为线段EF为直径的圆恰好过圆心C,所以EC⊥FC.
因此.
∵圆心C(2,1)到直线l的距离.
∴由得k=﹣1.
故所求直线l的方程为y=﹣(x﹣1),即x+y﹣1=0.
②若直线l斜率不存在,此时直线l的方程为x=1,点E、F的坐标分别为、
,不满足条件.
故所求直线的方程为x+y﹣1=0.
已知圆C:(x-1)2+(y-2)2=1。
(Ⅰ)求圆心坐标及圆的半径长;
(Ⅱ)设直线l的方程为y=kx+2,求证:直线l与圆C必相交;
(Ⅲ)从圆外一点P(x,y)向圆引一条切线,切点为A,O为坐标原点,且有|PA|=|PO|,求点P的轨迹方程。
正确答案
解:(Ⅰ)圆心坐标是(1,2),半径r=1;
(Ⅱ)联立
消去y,得(k2+1)x2-2x=0,
∴k2+1≠0,且△=(-2)2-4·(k2+1)·0=4>0,
∴直线l与圆C必相交;
(Ⅲ)∵切线PA与半径CA垂直,
∴|PA|2=|PC|2-|CA|2,
又∵|PA|=|PO|,
∴|PA|2=|PO|2,
即x2+y2=(x-1)2+(y-2)2-1,
整理,得x+2y-2=0,
∴点P的轨迹方程为x+2y-2=0。
在平面直角坐标系xOy中,以C(1,-2)为圆心的圆与直线x+y++1=0相切。
(1)求圆C的方程;
(2)是否存在斜率为1的直线l,使得以l被圆C截得的弦AB为直径的圆过原点,若存在,求出此直线方程,若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(1)设圆的方程
由题意得,所求圆的半径
∴所求的圆方程是。
(2)设存在满足题意的直线l,设此直线方程为
设直线l与圆C相交于A,B两点的坐标分别为
依题意有OA⊥OB
即
∴
∴
因
即
消去y得:
所以
∵,
∴
即
∴
解得
经检验时,
都符合题意
∴存在满足题意的直线l:l1:,l2:
。
已知圆心在第二象限,半径为的圆C与直线y=x相切于坐标原点O,过点D(-3,0)作直线
与圆C相交于A,B两点,且|DA|=|DB|。
(1)求圆C的方程;
(2)求直线的方程。
正确答案
解:(1)设圆C的圆心为C(,b),则圆C的方程为:,
∵直线y=x与圆C相切于坐标原点O,
∴点O在圆C上,且直线OA垂直于直线y=x,
于是有,
解得或
,
由圆心C在第二象限得=-2,b=2,所以圆C的方程为。
(2)由|DA|=|DB|知点D为弦AB的中点,由垂径定理知CD⊥AB,
,
∴
∵直线过点D(-3,0),
∴直线的方程为:
,
即:
。
已知平面上的两个定点O(0,0),A(0,3),动点M满足|AM|=2|OM|。
(Ⅰ)求动点M的轨迹方程;
(Ⅱ)若经过点A(,2)的直线
被动点M的轨迹E截得的弦长为2,求直线
的方程.
正确答案
解:(Ⅰ)设M(x,y),由条件|AM|=2|OM|得:,
化简整理,得:,即
。
(Ⅱ)设圆的圆心E到直线l的距离为d,则
,
若直线l的斜率存在,设其为k,则,即
,
∴,解得:
,从而l:
;
当直线l的斜率不存在时,其方程为,易验证知满足条件;
综上,直线l的方程为或
。
已知圆,直线
。
(Ⅰ)求证:对,直线
与圆C总有两个不同交点;
(Ⅱ)设与圆C交与不同两点A、B,求弦AB的中点M的轨迹方程;
(Ⅲ)若定点P(1,1)分弦AB为,求此时直线
的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)圆的圆心为
,半径为
。
∴圆心C到直线的距离
∴直线与圆C相交,即直线
与圆C总有两个不同交点;
(Ⅱ)当M与P不重合时,连结CM、CP,则,
∴设
,则
,
化简得:
当M与P重合时,也满足上式。
故弦AB中点的轨迹方程是。
(Ⅲ)设,由
得
,∴
,化简的
………………①
又由消去
得
……………(*)
∴ ………………………………②
由①②解得,带入(*)式解得
,
∴直线的方程为
或
。
已知圆x2+y2=8内有一点P0(-1,2),AB为过点P0且倾斜角为α的弦。
(1)当α=时,求AB的长;
(2)当弦AB被点P0平分时,写出直线AB的方程。
正确答案
解:(1);
(2)。
自点A(-3,3)发出的光线L射到x轴上,被x轴反射,其反射光线所在的直线与圆x2+y2-4x-4y+7=0相切,求光线L所在的直线方程。
正确答案
解:已知圆的标准方程是(x-2)2+(y-2)2=1,
它关于x轴的对称圆的方程是(x-2)2+(y+2)2=1。
设光线L所在直线方程是:y-3=k(x+3),
由题设知,对称圆的圆心C′(2,-2)到这条直线的距离等于1,即,
整理得,,
解得:或
,
故所求的直线方程是或
,
即3x+4y-3=0或4x+3y+3=0。
如图,直角三角形ABC的顶点坐标A(﹣2,0),直角顶点,顶点C在x轴上,点P为线段OC的中点.
(1)求BC边所在直线方程;
(2)M为直角三角形ABC外接圆的圆心,求圆M的方程;
(3)直线l过点P且线被圆M截得的弦长为,求直线的l方程.
正确答案
解:(1)∵AB的直线的斜率k=﹣,AB⊥BC,
∴BC的斜率k=
∴直线BC:y= x﹣2
.
(2)由y=x﹣2
.
令y=0,得:C(4,0),
∴圆心M(1,0),
又∵AM=3,
∴外接圆的方程为(x﹣1)2+y2=9.
(3)由题意可得P(2,0)当斜率不存在时,直线方程为x=2,则
此时与圆相交可得交点E(2,2),F(2,﹣2
),
EF=4满足题意
当斜率存在时,设直线方程为y=k(x﹣2)
∵弦长4,半径r=3,圆心(1,0)到直线y=k(x﹣2)的距离d=
∴+d2=9,此时k不存在
故直线的方程为x=2
如图,圆x2+y2=8内有一点P(-1,2),AB为过点P且倾斜角为α的弦。
(1)当α=135°时,求|AB|;
(2)当弦AB被点P平分时,写出直线AB的方程。
(3)求过点P的弦的中点的轨迹方程。
正确答案
解:(1)过点O做OG⊥AB于G,连结OA,
当α=135°时,直线AB的斜率为-1,
故直线AB的方程x+y-1=0,
∴OG=,
∵r=,
∴,
。
(2)当弦AB被P平分时,OP⊥AB,此时kOP=,
∴AB的点斜式方程为,即
。
(3)设AB的中点为M(x,y),AB的斜率为k,OM⊥AB,
则,
消去k,得,
当AB的斜率k不存在时也成立,
故过点P的弦的中点的轨迹方程为。
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