- 圆与方程
- 共4684题
已知圆C经过点P1(1,0),P2(1,2),P3(2,1),斜率为k且经过原点的直线l与圆C交于M、N两点.点G为弦MN的中点.
(Ⅰ)求圆C的方程
(Ⅱ)当•
取得最大值时,求直线l的方程.
正确答案
(Ⅰ)设圆C的方程:x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0)(1分)
则,解得
∴圆C的方程x2+y2-2x-2y+1=0,化成标准形式得(x-1)2+(y-1)2=(15分)
(Ⅱ)设直线l:y=kx,M(x1,y1),N(x2,y2),G(x0,y0)
由,消y得(1+k2)x2-2(k+1)x+1=0(7分)
由题意得△=4(1+k)2-4(1+k2)>0,解出k>0(8分)
x1+x2=,即x0=
,y0=
∴点G(,
)
又∵=(1,1)(9分)
∴•
=
+
=
=1+
=1+
∵≤
=1,∴
•
=1+
≤2(13分)
因此,可得当k=即k=1时,
•
取得最大值是2(13分)
此时直线l的方程为y=x(14分)
已知椭圆的中心在坐标原点,且经过点M(1,),N(-2,
),若圆C的圆心与椭圆的右焦点重合,圆的半径恰好等于椭圆的短半轴长,已知点A(x,y)为圆C上的一点.
(1)求椭圆的标准方程和圆的标准方程;
(2)求•
+2|
-
|(O为坐标原点)的取值范围;
(小)求x2+y2的最大值和最小值.
正确答案
(1)设椭圆的标准方程为m我g+nyg=1,依题意可得,可得m=
,n=1,
所以,所求椭圆的标准方程为+yg=1.(小分)
因为圆的圆心C和椭圆的右焦点重合,圆的半径恰为椭圆的短半轴长,
故园的标准方程为(我-g)g+yg=1.(5分)
(g)由(1)得圆心C(1,g),所以,而我g+yg-4我+小=0,则我^+yg=4我-小,
所以•
+g|
-
|=g我+1,(7分)
而(我-g)g+yg=1,则(我-g)g≤1,即-1≤我-g≤1,即1≤我≤小,
因此,从而•
+g|
-
|(O为坐标原点)的取值范围为[小,7].(10分)
(小)我g+yg表示圆上点P(我,y)与坐标原点O的距离的平方,因为原点O到圆心C(g,0)的距离为g,
圆的半径为1,所以P(我,y)与坐标原点O的距离的最小值为g-1=1,
与坐标原点O的距离的最大值为g+1=小,故我g+yg的最大值为9,最小值1.(14分)
在平面直角坐标系xOy中,已知圆C经过点A(4,0)和点B(6,2),且圆C总被直线x+2y-6=0平分其面积,过点P(0,2)且斜率为k的直线与圆C相交于不同的两点.
(Ⅰ)求圆C的方程;
(Ⅱ)求k的取值范围;
(Ⅲ)是否存在常数k,使得向量+
与
共线?如果存在,求k值;如果不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)AB的中垂线方程为y=x-4…(1分)
联立方程解得
即圆心坐标(6,0)…(1分)
半径为(4,0)与(6,0)的距离即2
故圆的方程为(x-6)2+y2=4…(3分)
(Ⅱ)由直线y=kx+2与圆相交,得圆心C到直线的距离小于半径
∴<2⇒-
<k<0…(7分)
(Ⅲ)设M(x1,y1),N(x2,y2),
+
=(x1+x2,y1+y2),
=(6,-2)
因为+
与
共线,
所以6(y1+y2)+2(x1+x2)=0⇒(3k+1)(x1+x2)+12=0⇒k=-
由第(Ⅱ)问可知,直线不存在.
已知与曲线C:x2+y2-2x-2y+1=0相切的直线l交x,y的正半轴与A、B两点,O为原点,|OA|=a,|OB|=b,(a>2,b>2).
(1)求线段AB中点的轨迹方程;
(2)求ab的最小值.
正确答案
(1)设AB的中点坐标为(x,y),
由题意可知a=2x,b=2y,直线l的方程为 +
=1,即bx+ay-ab=0.
曲线C的方程可化为(x-1)2+(y-1)2=1,
所以曲线C为圆.
圆心到直线l的距离 d=,
当d=1时,直线与圆相切,
即 =1,整理得(a-2)(b-2)=2,
线段AB中点的轨迹方程为:(x-1)(y-1)=1,x>1,y>1.
(2)由(1)得到(a-2)(b-2)=2且a>2,b>2,
所以ab=2(a+b)-2≥4 -2,当且仅当a=b时取等号,
所以当a=b时,ab最小即三角形的面积最小,则三角形AOB为等腰直角三角形
则ab=4+6,此时a=b=
=
+2,
所以ab的最小值为:4+6.
已知平面区域恰好被面积最小的圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2及其内部所覆盖,则圆C的方程为______.
正确答案
由题意知此平面区域表示的是以O(0,0),P(4,0),Q(0,2)构成的三角形及其内部,
且△OPQ是直角三角形,
所以覆盖它的且面积最小的圆是其外接圆,故圆心是(2,1),半径是 ,
所以圆C的方程是(x-2)2+(y-1)2=5.
故答案为:(x-2)2+(y-1)2=5.
已知平面区域被圆C及其内部所覆盖.
(1)当圆C的面积最小时,求圆C的方程;
(2)若斜率为1的直线l与(1)中的圆C交于不同的两点A、B,且满足CA⊥CB,求直线l的方程.
正确答案
(1)由题意知此平面区域表示的是以O(0,0),P(4,0),Q(0,2)构成的三角形及其内部,且△OPQ是直角三角形,
由于覆盖它的且面积最小的圆是其外接圆,∴圆心是Rt△OPQ的斜边PQ的中点C(2,1),半径r=|OC|==
,
∴圆C的方程是(x-2)2+(y-1)2=5.
(2)设直线l的方程是:y=x+b.∵CA⊥CB,∴圆心C到直线l的距离是r=
,
即=
,解之得,b=-1±
.
∴直线l的方程是:y=x-1±.
已知方程x2+y2+kx+2y+k2=0所表示的圆有最大的面积,则直线y=(k-1)x+2的倾斜角α=______.
正确答案
r=≤1,当有最大半径时有最大面积,此时k=0,r=1,
∴直线方程为y=-x+2,
设倾斜角为α,则由tanα=-1且α∈[0,π)
得α=.
故答案为:.
一个酒杯的轴截面是抛物线的一部分,它的方程是x2=2y(0≤y≤20).在杯内放入一个玻璃球,要使球触及酒杯底部,则玻璃球的半径r的范围为______
正确答案
设小球圆心(0,y0)
抛物线上点(x,y)
点到圆心距离平方
r2=x2+(y-y0)2=2y+(y-y0)2=Y2+2(1-y0)y+y02
若r2最小值在(0,0)时取到,则小球触及杯底
所以1-y0≥0
所以0<y0≤1
所以0<r≤1
故答案为0<r≤1
将圆x2+(y+1)2=3绕直线kx-y-1=0旋转一周,所得几何体的体积为______.
正确答案
∵圆x2+(y+1)2=3的圆心为(0,-1),半径r=
而直线kx-y-1=0恒过圆的圆心(0,-1)点,
故圆x2+(y+1)2=3绕直线kx-y-1=0旋转一周,
所得几何体为一个半径为球
则V=πr3=4
π
故答案为:4π
在△ABC中,点A(-1,2),B(5,5),C(6,-2)
求(1)△ABC的面积
(2)△ABC的外接圆的方程.
正确答案
(1)∵B(5,5),C(6,-2)
∴|BC|=
直线BC的方程为:=
,即7x+y-40=0,
∴A到直线lBC的距离d=,
∴S△ABC=d|BC|=
•
=
(2)设△ABC的外接圆的方程圆心I(a,b),外接圆半径为r,则⇒
⇒
⇒
△ABC的外接圆的方程(x-
19
6
)2+(y-
7
6
)2=
已知过A(0,1),B(1,2)的圆C的圆心在第一象限,且弧AB对的圆周角为.
(1)求圆C的方程;
(2)若D(2,-1),求∠ADB的角平线的方程.
正确答案
(1)∵弧AB对的圆周角为.
∴∠ACB=
设C(a,b),则=(a,b-1),
=(a-1,b-2)
∴
∴
∴或
∴圆的半径为1
∵圆C的圆心在第一象限
∴圆C的方程为(x-1)2+(y-1)2=1;
(2)设∠ADB的角平线所在直线的斜率为k
∵kBD=-3,kAD=-1
∴=
∴k2+k-1=0
∵k<0
∴k=
∴∠ADB的角平线的方程为y+1=(x-2)
即x-y+
=0
即2x+(-1)y+
-5=0
在平面直角坐标系中,点A(4,-2)是直角△OAB的直角顶点,O是坐标原点,点B在x轴上.
(1)求直线AB的方程;
(2)求△OAB的外接圆的方程.
正确答案
(1)由△OAB为直角三角形,
得到OA⊥AB,又kOA==-
,
∴kAB=2,
∴直线AB的方程为y+2=2(x-4),即2x-y-10=0;
(2)由(1)可知:B(5,0)
∴直角△OAB的外接圆的圆心为线段OB的中点(,0),r=
,
∴△OAB的外接圆的方程为(x-)2+y2=
,即x2+y2-5x=0.
.
正确答案
(1)设所求的圆的方程为 x2+y2+Dx+Ey+F=0,把圆经过的点的坐标代入可得
,
,故所求的圆的方程为 x2+y2-8x+6y=0.
(2)设k=,则k表示圆上的点与点(-6,-3)连线的斜率,且 y+3=k(x+6),即 kx-y+6k-3=0.
由于圆即 (x-4)2+(y-3)2=25,故圆心为C(4,-3),半径为5,
当直线和圆相切时,由 5= k=
,或 k=-
.
故k的最大值为 ,最小值为-
.
经过(x-1)2+(y+2)2=25的圆心,且与向量=(-3,4)垂直的直线的方程是______.
正确答案
∵直线与向量=(-3,4)垂直,
∴直线的斜率k=,
又∵经过(x-1)2+(y+2)2=25的圆心,
∴直线过点(1,-2),代入点斜式得,
y+2=(x-1),即3x-4y-11=0,
故答案为:3x-4y-11=0
已知圆心为C的圆经过点A(0,2)和B(-3,3),且圆心C在直线l:x+y+5=0上.
(1)求线段AB的垂直平分线方程;
(2)求圆C的标准方程.
正确答案
(1)因为A(0,2),B(-3,3),
∴线段AB的中点坐标为(-,
),
直线AB的斜率kAB==-
,
故线段AB的垂直平分线方程是y-=3(x+
),即3x-y+7=0.
(2)法一由,得
∴圆心C的坐标是(-3,-2).
圆的半径长r=|AC|==5.
∴圆C的标准方程是(x+3)2+(y+2)2=25.
法二,设圆C的标准方程是(x-a)2+(y-b)2=r2.
依题意,得,
解得a=-3,b=-2,r2=25
∴圆C的标准方程是(x+3)2+(y+2)2=25
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