- 圆与方程
- 共4684题
求与圆C:(x+1)2+y2=4相切,且过点(3,0)的直线的一般方程.
正确答案
圆C:(x+1)2+y2=4的圆心(-1,0)半径为2,
所以过点(3,0)的切线方程为y=k(x-3).
因为直线与圆相切,2=,解得k=±
,
所以与圆C:(x+1)2+y2=4相切,且过点(3,0)的直线的一般方程:x±y-3=0
已知曲线C:x2+y2-2ax-2(a-1)y-1+2a=0.
(1)证明:不论a取何实数,曲线C必过定点;
(2)当a≠1时,若曲线C与直线y=2x-1相切,求a的值;
(3)对所有的a∈R且a≠1,是否存在直线l与曲线C总相切?如果存在,求出l的方程;如果不存在,请说明理由.
正确答案
(1)证明:曲线C的方程可变形为(x2+y2+2y-1)+(-2x-2y+2)a=0,
由,…(2分)
解得,点(1,0)满足C的方程,
故曲线C过定点(1,0).…(4分)
(2)原方程配方得(x-a)2+(y-a+1)2=2(a-1)2;由于a≠1,所以2(a-1)2>0,
所以C的方程表示圆心是(a,a-1),半径是|a-1|的圆.…(6分)
由题意得圆心到直线距离d=,…(8分)
∴|a-1|=
,解得a=
.…(10分)
(3)法一:由(2)知曲线C表示圆设圆心坐标为(x,y),则有,
消去a得y=x-1,故圆心必在直线y=x-1上.
又曲线C过定点(1,0),所以存在直线l与曲线C总相切,…(12分)
直线l过点(1,0)且与直线y=x-1垂直;
∴l方程为y=-(x-1)即y=-x+1.…(16分)
法二:假设存在直线l满足条件,显然l不垂直于x轴,设l:y=kx+b,
圆心到直线距离d=,
∴=
|a-1|对所有的a∈R且a≠1都成立,…(12分)
即(k+1)2a2-2(2k2+k+kb-b+1)a+2(k+1)2-(b+1)2=0恒成立
∴∴
∴存在直线l:y=-(x-1)即y=-x+1与曲线C总相切.…(16分)
已知⊙C:x2+y2+2x-4y+1=0.
(1)若⊙C的切线在x轴、y轴上截距相等,求切线的方程.
(2)从圆外一点P(x0,y0)向圆引切线PM,M为切点,O为原点,若|PM|=|PO|,求使|PM|最小的P点坐标.
正确答案
⊙C:(x+1)2+(y-2)2=4,圆心C(-1,2),半径r=2,
(1)若切线过原点设为y=kx,则=2,
解得:k=0或,
若切线不过原点,设为x+y=a,则=2,
解得:a=1±2,
则切线方程为:y=0,y=x,x+y=1+2
和x+y=1-2
;
(2)∵|PM|=|PO|,即=
,
∴2x0-4y0+1=0,
对于|PM|==
,
∵P在⊙C外,
∴(x0 +1)2+(y0-2)2>4,
将x0=2y0-代入得5y02-2y0+
>0,
∴当y0=时,5y02-2y0+
最小,此时|PM|最小,x0=2y0-
=-
,
∴|PM|min=,此时P(-
,
).
设P(x,y)是曲线C:(θ为参数,0≤θ≤2π)上任意一点,求
的取值范围.
正确答案
曲线C的方程可化为(x+2)2+y2=1,(3分)
可见曲线C是以点C(-2,0)为圆心半径为1的圆(4分)
设点P(x,y)为曲线C上一动点,
则=kOP,即O、P两点连线的斜率(6分)
当P的坐标为(- ,
)时,
有最小值为-
,
当P的坐标为(- ,-
)时,
有最大值为
,(9分)
所以的取值范围是[-
,
](10分)
一束光线通过点M(25,18)射到x轴上,入射点为A,经反射后射到圆C:x2+(y-7)2=25上.
(Ⅰ)求经过圆心的反射光线所在直线的方程;
(Ⅱ)求点A在x轴上的活动范围.
正确答案
(Ⅰ)点M(25,18)射到x轴上,关于x轴的对称点M′(25,-18)
所以反射光线过M′(25,-18),圆心(0,7)
所以直线为=
即y=-x+7;
(Ⅱ)A的取值范围是反射后射到圆C:x2+(y-7)2=25上,临界状态时的取值范围.
因为x轴的对称点M′(25,-18)
所以设直线y=k(x-25)-18,即kx-y-25k-18=0
利用圆心到直线的距离等于半径可得:=5
∴12k2+25k+12=0
∴k1=-,k2=-
所以对应的方程分别为:3x+4y-3=0,4x+3y-46=0
此时令A(x,0)
所以x分别为1,11.5
所以A的活动范围[1,11.5].
已知圆O的方程为x2+y2=16.
(1)求过点M(-4,8)的圆O的切线方程;
(2)过点N(3,0)作直线与圆O交于A、B两点,求△OAB的最大面积以及此时直线AB的斜率.
正确答案
(1)∵圆O的方程为x2+y2=16,
∴圆心为O(0,0),半径r=4,
设过点M(-4,8)的切方程为y-8=k(x+4),即kx-y+4k+8=0,(1分)
则=4,解得k=-
,(3分)
切线方程为3x+4y-20=0(5分)
当斜率不存在时,x=-4也符合题意.
故求过点M(-5,11)的圆C的切线方程为:3x+4y-20=0或x=-4.(6分)
(2)当直线AB的斜率不存在时,S△ABC=3,(7分)
当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=k(x-3),即kx-y-3k=0,
圆心O(0,0)到直线AB的距离d=,(9分)
线段AB的长度|AB|=2,
∴S△ABC=|AB|d=d
=
≤
=8.(11分)
当且仅当d2=8时取等号,此时 =8,解得k=±2
.
所以,△OAB的最大面积为8,此时直线AB的斜率为±2.(12分)
已知圆M的圆心在直线x-2y+4=0上,且与x轴交于两点A(-5,0),B(1,0).
(Ⅰ)求圆M的方程;
(Ⅱ)求过点C(1,2)的圆M的切线方程.
正确答案
(Ⅰ)∵圆M与x轴交于两点A(-5,0)、B(1,0),
∴圆心在AB的垂直平分线上,即C在直线x=-2上.
由,解得
,即圆心M的坐标为(-2,1).
∴半径r=|BM|==
,
因此,圆M的方程为(x+2)2+(y-1)2=10.
(Ⅱ)∵点C(1,2)满足(1+2)2+(2-1)2=10,
∴点C在圆M上,可得经过点C与圆M相切的直线与CM垂直.
∵CM的斜率kCM=,∴过点C的切线斜率为k=
=-3,
由此可得过点C的圆M的切线方程为y-2=-3(x-1),化简得3x+y-5=0.
已知圆C:x2-2ax+y2-4y+a2=0(a>0)及直线l:x-y+3=0,当直线l被圆C截得的弦长为2时.
(Ⅰ)求a的值;
(Ⅱ)求过点(3,5)并与圆C相切的切线方程.
正确答案
(I)∵圆C方程为x2-2ax+y2-4y+a2=0,
∴化成标准方程得(x-a)2+(y-2)2=4,
可得圆心为C(a,2),半径r=2.
由此可得C到直线l:x-y+3=0的距离为d==
|a+1|,
∵直线l被圆C截得的弦长为2,
∴根据垂径定理,可得=
,
即=
,
解得a=1或-3,
结合a>0,可得a=1(负值舍去);
(II)由(I)可得圆C的方程为(x-1)2+(y-2)2=4,
设过点(3,5)并与圆C相切的直线为m:y-5=k(x-3),
即kx-y-3k+5=0,
∵直线m与圆C相切,
∴点C到直线m的距离等于半径,
即=2,解之得k=
,
可得直线m方程为y-5=(x-3),
化简得5x-12y+45=0.
又∵当经过点(3,5)的直线斜率不存在时,方程为x=3,也与圆C相切,
∴所求切线方程为x=3和5x-12y+45=0.
求以过原点与圆x2+y2-4x+3=0相切的两直线为渐近线且过椭圆4x2+y2=4两焦点的双曲线方程.
正确答案
设双曲线方程为-
=1
以过原点与圆x2+y2-4x+3=0相切的两直线
y=±x
∴=
∴b2=3a2整理椭圆方程得+x2=1
焦点(0,)(0,-
)代入椭圆方程求得a=
∴b=3
∴双曲线方程-
=1
故答案为-
=1
已知椭圆+
=1(a>b>0)的离心率为
,点(1,-
)为椭圆上的一点,O为坐标原.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)已知直线l:y=kx+m为圆x2+y2=的切线,直线l交椭圆于A、B两点,求证:∠AOB为直角.
正确答案
(Ⅰ)依题可得:⇒a=2,b=1,c=
所以椭圆的方程为:+y2=1(4分)
(Ⅱ)由得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,
设A(x1,y1)B(x2,y2),
x1+x2=,x1•x2=
,
又•
=x1•x2+y1y2
=x1x2+(kx1+m)(kx2+m)
=(k2+1)+km
+m2
=,
∵直线l与圆x2+y2=相切,
∴原点O到直线l的距离为:=
∴5m2=4k2+4
∴x1•x2+y1•y2=0
∴∠AOB为直角.
已知圆C:x2+y2-4y-6y+12=0,求:
(1)过点A(3,5)的圆的切线方程;
(2)在两条坐标轴上截距相等的圆的切线方程.
正确答案
(l)设过点A(3,5)的直线ɭ的方程为y-5=k(x-3).
因为直线ɭ与⊙C相切,而圆心为C(2,3),则=1,解得k=
所以切线方程为y-5=(x-3),即3x-4y+11=0.
由于过圆外一点A与圆相切的直线有两条,因此另一条切线方程为x=3.
(2)因为原点在圆外,所以设在两坐标轴上截距相等的直线方程x+y=a或y=kx.
由直线与圆相切得,=1或
=1,解得a=5士
,k=
故所求的切线方程为x+y=5士或y=
x.
已知圆C:x2+y2+2x-4y+3=0;
(1)若圆C的切线在x轴,y轴上的截距相等,求此切线方程;
(2)求圆C关于直线x-y-3=0的对称的圆方程
(3)从圆C外一点P(x1,y1)向圆引一条切线,切点为M,O为原点,且有|PM|=|PO|,求使|PM|最小的P点的坐标.
正确答案
(1)圆C:x2+y2+2x-4y+3=0即(x+1)2+(y-2)2=2,
表示圆心为C(-1,2),半径等于的圆.
设斜率为-1的切线方程为x+y-a=0,过原点的切线方程为kx-y=0,
则圆心C到切线的距离等于半径,
可得:=
,求得a=-1或3.
再由=
,求得k=2±
,
故所求的切线的方程为x+y-3=0或x+y+1=0或y=(2±)x;
(2)由(1)圆C(x+1)2+(y-2)2=2的圆心在(-1,2),半径等于.
∵点P(m,n)关于直线x-y-3=0的对称的点为P'(n+3,m-3)
∴点(-1,2)关于直线x-y-3=0对称的点的
坐标为(2+3,-1-3)即(5,-4),
故圆C关于直线x-y-3=0的对称的圆方程是(x-5)2+(y+4)2=2;
(3)设P的坐标为(x,y)
由于|PC|2=|PM|2+|CM|2=|PM|2+r2,
∴|PM|2=|PC|2-r2.
又∵|PM|=|PO|,∴|PC|2-r2=|PO|2,
∴(x1+1)2+(y1-2)2-2=x12+y12.
∴2x1-4y1+3=0即为动点P的轨迹方程.
∵原点在直线2x-4y+3=0上的射影点为(-,
),
∴使|PM|最小的P点的坐标为(-,
).
已知圆O:x2+y2=4和点M(1,a),
(1)若过点M有且只有一条直线与圆O相切,求实数a的值,并求出切线方程;
(2)若a=,过点M的圆的两条弦AC.BD互相垂直,求AC+BD的最大值.
正确答案
(1)由条件知点M在圆O上,
∴1+a2=4
∴a=±
当a=时,点M为(1,
),kOM=
,k切线=-
此时切线方程为:y-=-
(x-1)
即:x+y-4=0
当a=-时,点M为(1,-
),kOM=-
,k切线=
此时切线方程为:y+=
(x-1)
即:x-y-4=0
∴所求的切线方程为:x+y-4=0或即:x-
y-4=0
(2)当AC的斜率为0或不存在时,可求得AC+BD=2(+
)
当AC的斜率存在且不为0时,
设直线AC的方程为y-=k(x-1),
直线BD的方程为y-=-
(x-1),
由弦长公式l=2
可得:AC=2
BD=2
∵AC2+BD2=4(+
)=20
∴(AC+BD)2=AC2+BD2+2AC×BD≤2(AC2+BD2)=40
故AC+BD≤2
即AC+BD的最大值为2
已知圆 O:x2+y2=2交x轴正半轴于点A,点F满足=
,以F为右焦点的椭圆 C的离心率为
.
(Ⅰ)求椭圆 C的标准方程;
(Ⅱ)设过圆 0上一点P的切线交直线 x=2于点Q,求证:PF⊥OQ.
正确答案
(Ⅰ)A(,0),F(1,0).
椭圆c=1,e=,∴a=
,b2=a2-c2=1,
∴椭圆D的方程为+y2=1.(5分)
(Ⅱ)证明:设点P(x1,y1),
过点P的圆的切线方程为y-y1=-(x-x1)
即y=-(x-x1)+y1.
由x12+y12=2得y=-x+
,
令x=2得y=-,故点Q(2,-
)
∴KOQ=,又KPF=
∴KPF•KOQ=-1
∴PF⊥OQ.(12分)
求抛物线y2=9x和圆x2+y2=36在第一象限的交点处的切线方程.
正确答案
解方程组
(1)代入(2)得x2+9x-36=0,
x=3,x=-12(不合题意)
将x=3代入(1),
得y=3(仅取正值),
∴在第一象限的交点为(3,3)
从抛物线y2=9x得p=.
∴过点(3,3)的抛物线的切线方程是
3y=
(x+3),即3x-2
y+9=0.
过点(3,3)的圆的切线方程是
3x+3y=36,
即x+y-12=0.
扫码查看完整答案与解析