- 圆与方程
- 共4684题
已知圆C:x2+y2+2x﹣4y+3=0.
(1)若圆C的切线在x轴和y轴上的截距相等,求此切线的方程;
(2)从圆C外一点P(x1,y1)向该圆引一条切线,切点为M,O为坐标原点,且有|PM|=|PO|,求使得|PM|取得最小值的点P的坐标.
正确答案
解:(1)∵切线在两坐标轴上的截距相等,
∴当截距不为零时,设切线方程为x+y=a,
又∵圆C:(x+1)2+(y﹣2)2=2,
∴圆心C(﹣1,2)到切线的距离等于圆的半径,即
,
解得:a=﹣1或a=3,
当截距为零时,设y=kx,同理可得或
,
则所求切线的方程为x+y+1=0或x+y﹣3=0或或
.
(2)∵切线PM与半径CM垂直,
∴|PM|2=|PC|2﹣|CM|2.
∴(x1+1)2+(y1﹣2)2﹣2=x12+y12.
∴2x1﹣4y1+3=0.
∴动点P的轨迹是直线2x﹣4y+3=0.
∴|PM|的最小值就是|PO|的最小值.
而|PO|的最小值为原点O到直线2x﹣4y+3=0的距离,
∴由,
可得
P的坐标为.
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
。
已知直线m经过点P(-3,-),被圆O:x2+y2=25所截得的弦长为8,
(1)求此弦所在的直线方程;
(2)求过点P的最短弦和最长弦所在直线的方程.
正确答案
(12 分)
(1)由题意易知:圆心O到直线m到的距离为3.
设m所在的直线方程为:y+=k(x+3),即2kx-2y+6k-3=0.
由题意易知:圆心O到直线m到的距离为3,
即=3.解得k=-
此时直线m为:3x+4y+15=0,
而直线x=-3显然也符合题意.
故直线m为:3x+4y+15=0或x=-3.
(2)过点P的最短弦就是圆心与P连线垂直的直线,k=-=-2,
所以,过点P的最短弦所在直线的方程为:y+=-2(x+3),
即:4x+2y+15=0;
最长弦就是直线经过圆心所在直线,k==
.
所以,过点P的最长弦所在直线的方程为:y+=
(x+3).
即:x-2y=0.
圆的方程为x2+y2-6x-8y=0,过坐标原点作长为8的弦,求弦所在的直线方程.
正确答案
x2+y2-6x-8y=0即(x-3)2+(y-4)2=25,斜率存在时设所求直线为y=kx.
∵圆半径为5,圆心M(3,4)到该直线距离为3,∴d==3,
∴9k2-24k+16=9(k2+1),∴k=.∴所求直线为y=
x;
当斜率不存在是直线为x=0,验证其弦长为8,所以x=0也是所求直线.故所求直线为:y=x或x=0.
已知实数x、y满足方程(x-3)2+(y-3)2=6,求x+y的最大值和最小值.
正确答案
设x+y=t,则直线y=-x+t与圆(x-3)2+(y-3)2=6有公共点,
∴≤
,
∴6-2≤t≤6+2
,
则x+y最小值为6-2,最大值为6+2
.
已知圆C:x2+y2-4x-6y+12=0,求过点A(3,5)的圆的切线方程.
正确答案
圆C:x2+y2-4x-6y+12=0,即 (x-2)2+(y-3)2=1,表示以(2,3)为圆心,半径等于1的圆.
由于点A(3,5)到圆心的距离等于=
,大于半径1,故点A在圆的外部.
当切线的斜率不存在时,切线方程为x=3符合题意.
当切线的斜率存在时,设切线斜率为k,则切线方程为 y-5=k(x-3),即kx-y-3k+5=0,
所以,圆心到切线的距离等于半径,即 =1,解得k=-
,此时,切线为3x+4y+11=0.
综上可得,圆的切线方程为 x=3,或3x+4y+11=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,实线部分的月牙形公园是由圆P上的一段优弧和圆Q上的一段劣弧围成,圆P和圆Q的半径都是2km,点P在圆Q上。现要在公园内建一块顶点都在圆P上的多边形活动场地,
(Ⅰ)如图甲,要建的活动场地为△RST,求场地的最大面积;
(Ⅱ)如图乙,要建的活动场地为等腰梯形ABCD,求场地的最大面积。
正确答案
解:(Ⅰ)如图甲,过S作SH⊥RT于H,
,
由题意,△RST在月牙形公园里,
RT与圆Q只能相切或相离;
RT左边的部分是一个大小不超过半圆的弓形,
则有RT≤4,SH≤2,
当且仅当RT切圆Q于P时(如图乙),
上面两个不等式中等号同时成立,
此时,场地面积的最大值为
;
(Ⅱ)同(Ⅰ)的分析,要使得场地面积最大,
AD左边的部分是一个大小不超过半圆的弓形,
AD必须切圆Q于P(如图丙),
再设∠BPA=θ,则有
,
令y=sinθ+sinθcosθ,
则y′=cosθ+cosθcosθ+sinθ(-sinθ)=2cos2θ+cosθ-1,
若y′=0,,
又时,y′>0,
时,y′<0,
函数y=sinθ+sinθcosθ在处取到极大值也是最大值,
故时,场地面积取得最大值为
。
已知圆C:及直线
:x-y+3=0。当直线
被圆C截得的弦长为
时,
求:(1)的值;
(2)求过点(3,5)并与圆C相切的切线方程。
正确答案
解:(1)依题意,可得圆心C(a,2),半径r=2,
则圆心到直线:x-y+3=0的距离
,
由勾股定理,可知,
代入,化简得,
解得:=1或=-3,
又>0,所以=1。
(2)由(1)知,圆C:,
又(3,5)在圆外,
∴①当切线方程的斜率存在时,设方程为,
由圆心到切线的距离d=r=2,可解得,
∴切线方程为;
②当过(3,5)的直线的斜率不存在时,直线方程为x=3,此时直线与圆相切;
综上,由①②可知,切线方程为或x=3。
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。
已知圆C:x2+y2-2x+4y-4=0,问是否存在斜率为1的直线l,使以l被圆C截得的弦AB为直径的圆经过原点,若存在,写出直线l的方程;若不存在,说明理由。
正确答案
解:假设存在直线,设其方程为y=x+b,
解方程组,
得2x2+(2b+2)x+b2+4b-4=0, ①
设A (x1,y1), B (x2,y2), 则x1+x2=-b-1,x1x2=,
∴y1y2=(x1+b)(x2+b)=x1x2+b(x1+x2)+b2=+b(-b-1)+b2=
,
又OA⊥OB,
∴x1x2+y1y2=0,
∴,
解得b=1或b=-4,
把b=1和b=-4分别代入①式,验证判别式均大于0,
故存在b=1或b=-4,
所以存在满足条件的直线方程x-y+1=0 或x-y-4=0。
在平面直角坐标系xOy中,点B与点A(0,2)关于原点O对称,P是动点,AP⊥BP。
(Ⅰ)求动点P的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设直线l:y=x+m与曲线C交于M、N两点,
ⅰ)若,求实数m取值;
ⅱ)若点A在以线段MN为直径的圆内,求实数m的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)∵点B与点A(0,2)关于原点O对称,
∴B(0,-2),
由AA1⊥BC知,点P的轨迹C是以原点O为圆心,以AB为直径的圆(不含A、B两点),
由OA=2,
故点P的轨迹C的方程为;
(Ⅱ)设直线:y=x+m与曲线C交于M(
,
)、N(
,
)两点,
联立方程组,得
,
∴+
=-m,
·
=
,
∴+
=-m,
·
=
,
ⅰ)∵,
∴,即
。
ⅱ)∵点A在以线段MN为直径的圆内,
∴,
∵
∴,
∴。
已知圆x2+(y-1)2=1上任意一点p(x,y),求x+y的最小值?
正确答案
令y=1+sina
则x2=1-sin2a=cos2a∴x=cosa
所以x+y=sina+cosa+1=sin(a+
)+1
∵sin(a+)的最小值为-1
所以x+y最小值为-+1.
已知圆C:x2+y2-x+2y=0,直线l:x-y+2=0
(I)判断直线l与圆C的位置关系;
(Ⅱ)由点P(,l)向圆C引切线,求其切线长.
正确答案
(Ⅰ)由x2+y2-x+2y=0,得(x-)2+(y+1)2=
,
所以圆C:x2+y2-x+2y=0的圆心坐标为C(,-1),半径为
.
设C到直线l:x-y+2=0的距离为d,则d==
.
因为>
,
所以直线l与圆C的位置关系是相离;
(Ⅱ)由点P(,l),所以|PC|=
=2,
由圆C的半径为,所以由P引的原C的切线长为
=
.
已知圆C:x2+y2-6x-4y+4=0,直线l1被圆所截得的弦的中点为P(5,3).
①求直线l1的方程.
②若直线l2:x+y+b=0与圆C相交,求b的取值范围.
③是否存在常数b,使得直线l2被圆C所截得的弦的中点落在直线l1上?若存在,求出b的值;若不存在,说明理由.
正确答案
①∵圆C的方程化标准方程为:(x-3)2+(y-2)2=9,
∴圆心C(3,2),半径r=3.设直线l1的斜率为则k,则
k=-=-
=-2.
∴直线l1的方程为:y-3=-2(x-5)即2x+y-13=0.
②∵圆的半径r=3,
∴要使直线l2与圆C相交则须有:<3,
∴|5|<3于是b的取值范围是:-3
-5<b<3
-5.
③设直线l2被圆C解得的弦的中点为M(x°,y°),则直线l2与CM垂直,于是有:=1,
整理可得:x°-y°-1=0.
又∵点M(x°,y°)在直线l2上,
∴x°+y°+b=0
∴由解得:
代入直线l1的方程得:1-b-
-13=0,
∴b=-∈(-3
-5,3
-5),
故存在满足条件的常数b.
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