- 圆与方程
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已知圆O:x2+y2=2,圆M:(x-1)2+(y-3)2=1,过圆M上任一点P作圆O的切线PA,若直线PA与圆M的另一个交点为Q,则当弦PQ的长度最大时,直线PA的斜率是( )。
正确答案
1或-7
已知圆C:及点Q(-2,3)。
(1)P(,+1)在圆上,求线段PQ的长及直线PQ的斜率;
(2)若M为圆C上任一点,求|MQ|的最大值和最小值;
(3)若实数m,n满足,求
的最大值和最小值。
正确答案
解:(1)将P(,+1)代入C:中,得=4,
所以P(4,5),
所以。
(2)将圆C:化为标准形式
,
圆心C(2,7),
,
因为|QC|=4,所以
,
所以|MQ|的最小值为,最大值为
。
(3)由其几何意义知,表示圆上点与Q(-2,3)的斜率,以下转化求斜率最值,
,
圆心坐标C(2,7),
所以,
解得:k=2±,即
,
所以的最小值为2-
,最大值为2+
。
已知圆x2+(y-1)2=1和圆外一点P(-2,0),过点P作圆的切线,则两条切线夹角的正切值是( )。
正确答案
已知圆C的方程为x2+y2=1,直线l1过定点A(3,0),且与圆C相切。
(1)求直线l1的方程;
(2)设圆C与x轴交于P、Q两点,M是圆C上异于P、Q的任意一点,过点A且与x轴垂直的直线为l2,直线PM交直线l2于点P′,直线QM交直线l2于点Q′,求证:以P′Q′为直径的圆C′总过定点,并求出定点坐标.
正确答案
解:(1)∵直线l1过点A(3,0),且与圆C:x2+y2=1相切,
设直线l1的方程为y=k(x-3),即kx-y-3k=0,
则圆心O(0,0)到直线l1的距离为d==1,解得k=±
,
∴直线l1的方程为y=±(x-3).
(2)对于圆C:x2+y2=1,令y=0,则x=±1,即P(-1,0),Q(1,0),
又直线l2过点A且与x轴垂直,
∴直线l2的方程为x=3,
设M(s,t),则直线PM的方程为y=(x+1),
解方程组,得P′(3,
),同理可得Q′(3,
),
∴以P′Q′为直径的圆C′的方程为(x-3)(x-3)+(y-)(y-
)=0,
又s2+t2=1,
∴整理得(x2+y2-6x+1)+y=0,
若圆C′经过定点,只需令y=0,从而有x2-6x+1=0,解得:x=3±2,
∴圆C′总经过定点,定点坐标为(3±2,0).
已知圆C(圆心为原点)与直线l,从l与C上各取2个点,将其坐标记录于下表中:
(1)求圆C与直线l的方程;
(2)设表中直线l上的两个点为A,B,试探究在圆C上是否存在点P,使得|PA|=|PB|?若不存在请说明理由,若存在,请指出共有几个这样的点(不必具体求出这些点的坐标)。
正确答案
解:(1)因为圆上的点必满足,故只能是
在圆上,
得圆C方程为;
则(-2,2),(3,1)在直线上,易得直线的方程为x+5y-8=0;
(2)不妨设l上两点为A(-2,2),B(3,1),设P(x,y),易得线段AB的垂直平分线方程为5x-y-1=0,
由点到直线的距离公式可得圆心到该直线的距离为,故该直线与圆有2个不同交点,这两个点都满足|PA|=|PB|;
综上可知存在2个点使得|PA|=|PB。
已知圆C的方程为:x2+y2=4。
(1)直线l过点P(1,2),且与圆C交于A,B两点,若|AB|=,求直线l的方程;
(2)过圆C上一动点M作平行于x轴的直线m,设m与y轴的交点为N,若向量,求动点Q的轨迹方程,并说明此轨迹是什么曲线。
正确答案
解:(1)①当直线l垂直于x轴时,则此时直线方程为x=1,
l与圆的两个交点坐标为和
,其距离为
,满足题意。
②若直线l不垂直于x轴,设其方程为y-2=k(x-1),
即kx-y-k+2=0
设圆心到此直线的距离为d,则
,得d=1
∴
故所求直线方程为3x-4y+5=0
综上所述,所求直线为3x-4y+5=0或x=1。
(2)设点M的坐标为(x0,y0)(y0≠0),Q点坐标为(x,y),
则N点坐标是(0,y0)
∵
∴(x,y)=(x0,2y0),
即x0=x,
又∵,
∴
∴Q点的轨迹方程是
轨迹是一个焦点在x轴上的椭圆,除去短轴端点。
在平面直角坐标系xOy中,已知圆C1:和圆C2:
。
(1)若直线过点A(4,0),且被圆C1截得的弦长为
,求直线
的方程;
(2)设P为平面上的点,满足:存在过点P的无穷多对互相垂直的直线和
,它们分别与圆C1和圆C2相交,且直线
被圆C1截得的弦长与直线
被圆C2截得的弦长相等,试求所有满足条件的点P的坐标。
正确答案
解:由题意,C1(-3,1),r1=2,C2(4,5),r2=2,
(1)由题意,直线的斜率一定存在,
设直线的方程为:
,即
,
由垂径定理可得:圆心C1到直线的距离
,
结合点到直线的距离公式,得,
化简,得,解得:k=0或
,
所以,直线的方程为:y=0或
,即y=0或7x+24y-28=0。
(2) 设点P坐标为(m,n),由题意,
设直线,
的方程分别为:
,
即,
因为直线被圆C1截得的弦长与直线
被圆C2截得的弦长相等,且两圆半径相等,
由垂径定理可得:圆心C1到直线与圆心C2到直线
的距离相等,
故有,
化简,得(2-m-n)k=m-n-3或(m-n+8)k=m+n-5,
关于k的方程有无穷多解,有:或
,
解之得:点P坐标为或
。
已知点P(2,0)及圆C:x2+y2-6x+4y+4=0。
(1)若直线l过点P且与圆心C的距离为1,求直线l的方程;
(2)设过点P的直线l1与圆C交于M、N两点,当|MN|=4时,求以线段MN为直径的圆Q的方程;
(3)设直线ax-y+1=0与圆C交于A,B两点,是否存在实数,使得过点P(2,0)的直线l2垂直平分弦AB?若存在,求出实数的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)设直线的斜率为k(k存在),
则方程为,即
,
又圆C的圆心为(3,-2),半径r=3,
由,解得
,
所以直线的方程为,即
,
当的斜率不存在时,
的方程为x=2,经验证x=2也满足条件。
(2)由于,而弦心距
,
所以,所以P恰为MN的中点,
故以MN为直径的圆Q的方程为。
(3)把直线,代入圆C的方程,消去y,
整理得,
由于直线交圆C于A,B两点,
故,
即,解得:
,
则实数的取值范围是。
设符合条件的实数存在,由于垂直平分弦AB,故圆心C(3,-2)必在
上,
所以的斜率
,
而,所以
,
由于,
故不存在实数,使得过点P(2,0)的直线垂直平分弦AB。
已知圆C:(x-1)2+y2=9内有一点P(2,2),过点P作直线l交圆C于A、B两点。
(Ⅰ)当l经过圆心C时,求直线l的方程;
(Ⅱ)当弦AB被点P平分时,写出直线l的方程;
(Ⅲ)当直线l的倾斜角为45°时,求弦AB的长。
正确答案
解:(Ⅰ)已知圆C:的圆心为C(1,0),
因直线过点P、C,
所以直线l的斜率为2,直线l的方程为y=2 (x-1),即2x-y-2=0。
(Ⅱ)当弦AB被点P平分时,l⊥PC,
直线l的方程为,即x+2y-6=0。
(Ⅲ)当直线l的倾斜角为45°时,斜率为1,直线l的方程为y-2=x-2,即x-y=0,
圆心C到直线l的距离为,圆的半径为3,弦AB的长为
.
已知圆C:(x-1)2+y2=9内有一点P(2,2),过点P作直线l交圆C于A、B两点。
(Ⅰ)当l经过圆心C时,求直线l的方程;
(Ⅱ)当弦AB被点P平分时,写出直线l的方程;
(Ⅲ)当直线l的倾斜角为45°时,求弦AB的长。
正确答案
解:(Ⅰ)已知圆C:的圆心为C(1,0),
因直线过点P、C,
所以直线l的斜率为2,直线l的方程为y=2 (x-1),即2x-y-2=0。
(Ⅱ)当弦AB被点P平分时,l⊥PC,
直线l的方程为,即x+2y-6=0。
(Ⅲ)当直线l的倾斜角为45°时,斜率为1,直线l的方程为y-2=x-2,即x-y=0,
圆心C到直线l的距离为,圆的半径为3,弦AB的长为
.
直线l经过点P(5,5),且和圆C:x2+y2=25相交,截得弦长为,求l的方程。
正确答案
解:如图,易知直线的斜率k存在,设直线
的方程为
,
圆C:的圆心为(0,0),
半径r=5,圆心到直线的距离为,
在Rt△AOC中,,
,
,
∴k=2或,
∴的方程为
或
。
A(-3,0),B(3,0),圆C以(5,0)为圆心,且C经过点P,且满足,
(1)求圆C的方程;
(2)如果过A的一条直线l与C交于M,N两点,且MN=6,求l的方程。
正确答案
解:(1)可解得P坐标为(9,0),r=4,
∴C 的方程为;
(2)由弦长为6解得圆心(5,0)到l距离为,
故直线斜率为,
故l的方程为。
已知圆C的方程为(x-3)2+(y-2)2=4。
(Ⅰ)若直线l经过圆C的圆心,且倾斜角为,求直线l的方程;
(Ⅱ)若直线y=x+1与圆C交于A,B两点,求弦AB的长。
正确答案
解:(Ⅰ)圆心C(3,2),
∴直线l的方程为y-2= -(x-3),即y=-x+5;
(Ⅱ)圆心C(3,2)到直线y=x+1的距离d=。
已知圆C:x2+y2+2x-4y+4=0
(1)过P(-2,5)作圆C的切线,求切线方程;
(2)斜率为2的直线与圆C相交,且被圆截得的弦长为,求此直线方程.
(3)Q(x,y)为圆C上的动点,求的最值.
正确答案
(1)圆C:x2+y2+2x-4y+4=0 即 (x+1)2+(y-2)2=1,表示以C(-1,2)为圆心,半径等于1的圆.
过P(-2,5)作圆C的切线,当切线斜率不存在时,切线方程为 x=-2.
当切线斜率存在时,设切线方程为 y-5=k(x+2),即 kx-y+2k+5=0.
由圆心到切线的距离等于半径,可得1=,k=-
,此时,切线方程为-
x-y-
+5=0,即4x+3y-7=0,
故圆的切线方程为 x=-2,或4x+3y-7=0.
(2)斜率为2的直线与圆C相交,且被圆截得的弦长为,可得圆心到直线的距离为
.
可设直线的方程为 y=2x+b,即 2x-y+b=0.
由 =
,b=4±
,故直线方程为 2x-y+4+
=0,或 2x-y+4-
=0.
(3)由于=
,表示圆上的点Q(x,y)到点(-3,-2)的距离.
由于圆心C(-1,2)到点(-3,-2)的距离等于2,
故的最小值为2
-1,最大值为2
+1.
若过两点P(-,0),Q(0,1) 的直线与圆 (x-a)2+(y-2)2=1 相切,则a=______.
正确答案
过P和Q的直线的斜率k==
,所以直线方程为:y-1=
(x-0)即y=
x+1;
联立得:消去y得:
x2-(2a+
)x+a2=0,因为直线与圆相切,所以直线与圆有一个交点即一元二次方程的根的判别式等于0,得到(a+
2
3
3
)2-4×a2=0,解得a=
±2
故答案为±2
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