- 圆与方程
- 共4684题
设直线2x+3y+1=0和圆x2+y2-2x-3=0相交于点A、B,则弦AB的垂直平分线方程是( )。
正确答案
如图,已知两定点A(1,0),B(4,0),坐标xOy平面内的动点M满足,
(Ⅰ)求动点M的轨迹C的方程并画出草图;
(Ⅱ)是否存在过点A的直线n,使得直线n与曲线C相交于P,Q两点,且△PBQ的面积等于2?如果存在,请求出直线n的方程;如果不存在,请说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)设M(x,y),
则,
代入得,
,
化简,即得曲线C的方程为x2+y2=4,草图如图所示,
(Ⅱ)(ⅰ)若直线n的斜率不存在时,此时点,
△PBQ的面积等于,不符合;
(ⅱ)若直线n的斜率为k时,直线n的方程设为y=k(x-1),
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
联立得(1+k2)x2-2k2x+k2-4=0,
则,
则,
所以,
点B到直线n的距离,
所以△PBQ的面积等于,
解得k=,
故存在直线n为y=(x-1)。
若直线l过原点,且圆x2+y2-4x-4y-1=0上有且仅有三个不同点到直线l的距离为2,则直线l的斜率为( )。
正确答案
已知平面直角坐标系xOy中O是坐标原点,A(6,2),B(8,0),圆C是△OAB的外接圆,过点(2,6)的直线为l.
(1)求圆C的方程;
(2)若l与圆相切,求切线方程;
(3)若l被圆所截得的弦长为4,求直线l的方程.
正确答案
解:(1)∵O(0,0),A(6,2),
∴直线OA的方程斜率为=
,
∴线段OA垂直平分线的斜率为﹣,
又线段AO的中点坐标为(3,),
∴线段OA垂直平分线的方程为y﹣=﹣
(x﹣3),
即x+y﹣4
=0①,
又线段OB的垂直平分线为x=4②,
∴将②代入①解得:y=0,
∴圆心C的坐标为(4,0),
又|OC|=4,即圆C的半径为4,
则圆C的方程为:(x﹣4)2+y2=16;
(2)显然切线方程的斜率存在,设切线l的斜率为k,
又切线过(2,6),
∴切线l的方程为y﹣6=k(x﹣2),即kx﹣y+6﹣2k=0,
∴圆心到切线的距离d=r,即=4,
解得:k=,
则切线l的方程为:y﹣6=(x﹣2);
(3)当直线l的斜率不存在时,显然直线x=2满足题意;
当直线l的斜率存在时,设斜率为k,又直线l过(2,6),
∴切线l的方程为y﹣6=k(x﹣2),即kx﹣y+6﹣2k=0,
又弦长为4,半径r=4,
∴圆心到切线的距离d==2,即
=2,
解得:k=﹣,
∴直线l的方程为y﹣6=﹣(x﹣2),即4x+3y﹣26=0,
综上,直线l的方程为x=2或4x+3y﹣26=0.
已知圆C经过A(1,-1),B(5,3),并且被直线m:3x-y=0平分圆的面积。
(Ⅰ)求圆C的方程;
(Ⅱ)若过点D(0,-1),且斜率为k的直线l与圆C有两个不同的公共点,求实数k的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)线段AB的中点E(3,1),,
故线段AB中垂线的方程为y-1=-(x-3),即x+y-4=0,
由圆C经过A、B两点,故圆心在线段AB的中垂线上,
又直线3x-y=0平分圆的面积,所以直线m经过圆心,
由,解得
,即圆心的坐标为C(1,3),
而圆的半径r=|AC|=,
故圆C的方程为(x-1)2+(y-3)2=16;
(Ⅱ)由直线l的斜率为k,故可设其方程为y=kx-1,
由消去y得(1+k2)x2-(8k+2)x+1=0,
由已知直线l与圆C有两个不同的公共点,
故△=(8k+2)2-4(1+k2)>0,
即15k2+8k>0,
解得:k<-或k>0。
已知方程.
(Ⅰ)若此方程表示圆,求的取值范围;
(Ⅱ)若(Ⅰ)中的圆与直线相交于M,N两点,且OM
ON(O为坐标原点)求
的值;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求以MN为直径的圆的方程.
正确答案
解:(Ⅰ)
D=-2,E=-4,F=
=20-
,
(Ⅱ)
代入得
,
∵OMON得出:
∴ ∴
(Ⅲ)设圆心为 半径
圆的方程
过点P(1,1)的直线l交⊙O:x2+y2=8于A,B两点,且∠AOB=120°,则直线l的方程为( )。
正确答案
x+y-2=0
已知圆C:(x-1)2+y2=8,过点A(-1,0)的直线l将圆C分成弧长之比为1:2的两段圆弧,则直线l的方程为( )。
正确答案
已知圆C的方程为x2+y2-6x-2y+5=0,过点P(2,0)的动直线l与圆C交于P1,P2两点,过点P1,P2分别作圆C的切线l1,l2,设l1与l2交点为M,求证:点M在一条定直线上,并求出这条定直线的方程.
正确答案
⊙C:(x-3)2+(y-1)2=5的圆心C为(3,1).…(1分)
设P1(x1,y1),P2(x2,y2),M(x0,y0),…(2分)
因为P1M与圆C相切,所以MP1⊥CP1. …(4分)
所以(x1-x0)(x1-3)+(y1-y0)(y1-1)=0,
即(x1-3)2+(3-x0)(x1-3)+(y1-1)2+(1-y0)(y1-1)=0,…(6分)
因为(x1-3)2+(y1-1)2=5,
所以(x0-3)( x1-3)+(y0-1)(y1-1)=5,…(8分)
同理(x0-3)(x2-3)+(y0-1)(y2-1)=5.
所以过点P1,P2的直线方程为(x-3)(x0-3)+(y-1)(y0-1)=5.…(10分)
因直线P1P2过点(2,0).
所以代入得(2-3)(x0-3)+(0-1)(y0-1)=5,
即x0+y0+1=0.
所以点M恒在直线x+y+1=0上.…(12分)
已知⊙C过点P(1,1),且与⊙M:(x+2)2+(y+2)2=r2(r>0)关于直线x+y+2=0对称.(Ⅰ)求⊙C的方程;
(Ⅱ)设Q为⊙C上的一个动点,求的最小值;
(Ⅲ)过点P作两条相异直线分别与⊙C相交于A,B,且直线PA和直线PB的倾斜角互补,O为坐标原点,试判断直线OP和AB是否平行?请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)设圆心C(a,b),则,解得
则圆C的方程为x2+y2=r2,
将点P的坐标代入得r2=2,
故圆C的方程为x2+y2=2
(Ⅱ)设Q(x,y),则x2+y2=2,
=x2+y2+x+y﹣4=x+y﹣2,
令x=cosθ,y=
sinθ,
∴=
cosθ+
sinθ﹣2=2sin(θ+
)﹣2,
∴(θ+)=2kπ﹣
时,2sin(θ+
)=﹣1,
所以的最小值为﹣2﹣2=﹣4.
(Ⅲ)由题意知,直线PA和直线PB的斜率存在,且互为相反数,
故可设PA:y﹣1=k(x﹣1),PB:y﹣1=﹣k(x﹣1),
由,得(1+k2)x2+2k(1﹣k)x+(1﹣k)2﹣2=0
因为点P的横坐标x=1一定是该方程的解,
故可得
同理,,
所以=kOP ,
所以,直线AB和OP一定平行
已知m∈R,直线l:2mx-(m2+1)y=-4m和圆C:x2+y2-8x+16-8m2=0。
(Ⅰ)求直线l斜率的取值范围;
(Ⅱ)若直线l与圆C相交于A,B两点,且=-4m2,求圆C的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)∵直线l的方程可化为,
∴直线l的斜率,
又∵圆C的方程为(x-4)2+y2=8m2,
∴m≠0,
①当m>0时,>0
又
∴当m>0时,0<k≤1;
②当m<0时,
又
∴当m<0时,-1≤k<0,
综上所述k∈[-1,0)∪(0,1],
即直线ι斜率的取值范围是[-1,0)∪(0,1];
(Ⅱ)∵圆C:x2+y2-8x+16-8m2=0的圆心为 C(4,0),半
径
又∵直线l与圆C相交于A,B两点,且=-4m2,
∴cos∠ACB
=8m2cos∠ACB=-4m2,
∴cos∠ACB=,
即∠ACB=,
此时圆心C到弦AB(即直线l)的距离为,
化简得m4+6m2-7=0,解得m2=1,
∴圆C的方程为x2+y2-8x+8=0。
求圆心在直线y=-4x上,并且与直线l:x+y-1=0相切于点P(3,-2)的圆的方程.
正确答案
设圆的方程为(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0)
由题意有:
解之得
∴所求圆的方程为(x-1)2+(y+4)2=8
已知一圆C的圆心为(2,-1),且该圆被直线:x-y-1=0 截得的弦长为
,求该圆的方程及过弦的两端点的切线方程。
正确答案
解:设圆C的方程是(r>0),
则弦长P=2,其中d为圆心到直线x-y-1=0 的距离,
∴P=2=2
,
∴,
即圆的方程为,
由,解得弦的二端点坐标是(2,1)、(0,-1),
∴过弦二端点的圆的切线方程是和
,
即y=1和x=0。
设O为坐标原点,圆C:x2+y2+2x-6y+1=0上有两点P、Q,它们关于直线x+my+4=0对称,且满足OP⊥OQ,
(1)求m的值;
(2)求直线PQ的方程.
正确答案
解:(1)曲线方程为表示圆心为(-1,3),半径为3的圆,
∵点P、Q在圆上且关于直线x+my+4=0对称,
∴圆心(-1,3)在直线上,代入得m=-1。
(2)∵直线PQ与直线y=x+4垂直,
∴设P(x1,y1)、Q(x2,y2),直线PQ的方程为y=-x+b,
将直线y=-x+b代入圆方程,得2x2+2(4-b)x+b2-6b+1=0,
,得
,
由韦达定理得,
,
∵,∴
,
即,解得
,
∴所求的直线方程为y=-x+1。
已知圆C在x轴上的截距为-1和3,在y轴上的一个截距为1。
(1)求圆C的方程;
(2)若过点M(2,-1)的直线l被圆C截得的弦AB的长为4,求直线l的倾斜角。
正确答案
解:(1)圆C在x轴上的截距为-1和3,在y轴上的一个截距为1,
∴圆C过点A(-1,0)、B(3,0),C(0,1),
∴圆心在线段AB的中垂线x=1上,且在AC的中垂线y=-x上,
∴圆心为(1,-1),
∴圆C的半径r=,
从而,圆C的方程为;
(2)设直线l的斜率为k,则直线l的方程为,
∵弦AB的长为4,圆C的半径r=,
∴圆心(1,-1)到直线l的距离为1,
∴,解得
,
另外,当直线的斜率k不存在时,直线x=2也满足条件,
所以直线的倾斜角为30°或90°。
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