- 圆与方程
- 共4684题
已知圆的方程为x2+y2+ax+2y+a2=0,一定点为A(1,2),要使过定点A(1,2)作圆的切线有两条,求a的取值范围.
正确答案
将圆的方程配方得(x+)2+(y+1)2=
,圆心C的坐标为(-
,-1),半径r=
,
条件是4-3a2>0,过点A(1,2)所作圆的切线有两条,则点A必在圆外,即>
.
化简得a2+a+9>0.
由4-3a2>0,a2+a+9>0,
解之得-<a<
,
a∈R.
∴-<a<
.
故a的取值范围是(-,
).
已知圆的方程是x2+y2=r2,求经过圆上一点M(x0,y0)的切线方程.
正确答案
当切线方程的斜率不存在时,切线方程为:x=x0;
当切线方程的斜率存在时,
由x2+y2=r2,可知圆心为原点(0,0),M(x0,y0),
所以直线OM的斜率k=,
根据所求切线与直线OM垂直得到切线的斜率k′=-,
则切线方程为y-y0=-(x-x0);
即x0x+y0y-x02-y02=0,
综上,所求切线方程为x=x0或x0x+y0y-x02-y02=0.
从圆(x-1)2+(y-1)2=1外一点P(2,3)向这个圆引切线,则切线长为 ______.
正确答案
记圆心为点C,圆心C为(1,1),则|PC|2=(2-1)2+(3-1)2=5,
利用两点间的距离公式得|PC|2=(2-1)2+(3-1)2=5,
∴根据勾股定理得切线长==
=2.
故答案为:2
在直角坐标系xOy中,直线l与x轴正半轴和y轴正半轴分别相交于A,B两点,△AOB的内切圆为⊙M.
(1)如果⊙M半径为1,l与⊙M切于点C(,1+
),求直线l的方程;
(2)如果⊙M半径为1,证明当△AOB的面积、周长最小时,此时△AOB为同一三角形;
(3)如果l的方程为x+y-2-=0,P为⊙M上任一点,求PA2+PB2+PO2的最值.
正确答案
(1)kMC=,(1分),kl=-
.l:y=-
x+
+1.
(2)设A(a,0),B(0,b),(a>2,b>2),
l:bx+ay-ab=0.d==1,
(a-2)(b-2)=2,ab-2(a+b)+2=0,ab+2=2(a+b)≥4,
≥2+
,(6分)
ab≥6+4.当且仅当a=b=2+
时,ab=6+4
.
面积S=ab≥3+2
,
此时△AOB为直角边长为2+的等腰直角三角形.
周长L=a+b+≥2
+
=(2+
)
≥(2+
)2=6+4
.
此时△AOB为直角边长为2+的等腰直角三角形.
∴此时的△AOB为同一三角形.
(3)l的方程为x+y-2-=0,得A(2+
,0),B(0,2+
),
⊙M:(x-1)2+(y-1)2=1,设P(m,n)为圆上任一点,
则:(m-1)2+(n-1)2=1,m2+n2=2(m+n)-1,(m-1)2+(n-1)2=1≥,2-
≤m+n≤2+
.PA2+PB2+PC2=3m2+3n2-(4+2
)(m+n)+2(2+
)2=(9+8
)-(2
-2)(m+n).
当m+n=2-时,(PA2+PB2+PO2)max=(9+8
)-(2
-2)(2-
)=17+2
.
此时,m=n=1-.
当m+n=2+时,(PA2+PB2+PO2)min=(9+8
)-(2
-2)(2+
)=9+6
.
此时,m=n=1+.
若经过点P(-1,0)的直线与圆x2+y2+4x-2y+3=0相切,则此直线在y轴上的截距是 ______.
正确答案
把P代入到圆方程中,左右两边相等,所以P在圆上,由圆心坐标为C(-2,1),得到kPC==-1,
所以此直线的斜率为1,方程为y=x+1,令x=0得到y轴上的截距是1.
故答案为:1
过点P(1,3)且与圆(x-2)2+y2=1相切的直线方程是 ______.
正确答案
当切线的斜率不存在时,切线的方程为 x=1,当切线的斜率存在时,设切线的斜率为 k,
则切线的方程为 y-3=k(x-1),即 kx-y+3-k=0,由圆心(2,0)到切线的距离等于半径得
=1,
∴k=-,此切线的方程 4 x+3 y-13=0,
综上,圆的切线方程为 x=1或4 x+3 y-13=0,
故答案为 x=1或4 x+3y-13=0.
设椭圆+
=1(a>b>0)的左焦点为F,上顶点为A,过点A且与AF垂直的光线经椭圆的右准线反射,反射光线与直线AF平行.
(1)求椭圆的离心率;
(2)设入射光线与右准线的交点为B,过A,B,F三点的圆恰好与直线3x一y+3=0相切,求椭圆的方程.
正确答案
(1)因为入射光线与反射光线垂直,
所以入射光线与准线所成的角为45°,…(2分)
即∠FAO=45°,
所以b=c,
所以椭圆的离心率为. …(6分)
(2)由(1)知b=c,a=c,
可得A(0,c),B(2c,-c),又AF⊥AB,
所以过A,B,F三点的圆的圆心坐标为(,-
),
半径r=FB=
c,…(8分)
因为过A,B,F三点的圆恰好与直线3x-y+3=0相切,…(10分)
所以圆心到直线3x-y+3=0的距离等于半径r
,即=
c,
得c=1,…(14分)
所以b=1,a=,
所以椭圆的方程为+y2=1. …(16分)
求与圆x2+y2-2x+4y+1=0同心,且与直线2x-y+1=0相切的圆的方程.
正确答案
所求圆的圆心坐标为 (1,-2),因为直线与圆相切,所以圆的半径为:=
所以所求圆的方程为:(x-1)2+(y+2)2=5.
过点P(2,3)的圆x2+y2=4的切线方程是______.
正确答案
圆x2+y2=4的圆心为原点,半径为2
(1)当过点(2,3)的直线垂直于x轴时,
此时直线斜率不存在,方程是x=2,
因为圆心O(0,0)到直线的距离为d=2=r,所以直线x=2符合题意;
(2)当过点(2,3)的直线不垂直于x轴时,设直线方程为y-3=k(x-2)
即kx-y-2k+3=0
∵直线是圆x2+y2=4的切线
∴点O(0,0)到直线的距离为d==2,解之得k=
此时直线方程,整理得5x-12y+26=0
综上所述,得切线方程为切线方程为5x-12y+26=0或x=2.
故答案为:5x-12y+26=0或x=2.
过点P(-4,3)作圆x2+y2-2x-24=0的切线,则切线方程是______.
正确答案
将x2+y2-2x-24=0化为标准方程:(x-1)2+y2=25;
∴圆心C(1,0),半径r=5,
①当切线的斜率不存在时,过点P(-4,3)切线方程:x=-4,
此时圆心C(1,0)到直线x=-4的距离为5,符合题意;
②当切线的斜率存在时,设过点P(-4,3)切线方程:y-3=k(x+4),
即 kx-y+4k+3=0,
∵与圆x2+y2-2x-24=0的相切,
∴5=,解得 k=
,代入kx-y+4k+3=0,
化简得,8x-15y+77=0.
故答案为:x=-4或8x-15y+77=0.
过点(1,2)引圆x2+y2=1的切线方程为______.
正确答案
圆x2+y2=1的圆心为原点,半径为1
(1)当过点(1,2)的直线垂直于x轴时,此时直线斜率不存在,方程是x=1,
因为圆心O(0,0)到直线的距离为d=1=r,所以直线x=符合题意;
(2)当过点(1,2)的直线不垂直于x轴时,设直线方程为y-2=k(x-1),即kx-y-k+2=0
∵直线是圆x2+y2=1的切线
∴点O到直线的距离为d==1,解之得k=
,
此时直线方程为:x-y+
=0,整理得3x-4y+5=0
综上所述,得切线方程为切线方程为3x-4y+5=0或x=1
故答案为3x-4y+5=0或x=1
过圆(x-1)2+(y+2)2=2上一点P(2,-3)的切线方程是______.
正确答案
设切线的方程为y+3=k(x-2)即kx-y-3-2k=0
由直线与圆相切的性质可得,=
∴k=1.
故切线方程为y+3=x-2即x-y-5=0
故答案为:x-y-5=0.
已知圆C:x2+y2+2x-4y+3=0
(1)若圆的切线在x,y轴上的截距的绝对值相等,求此切线方程;
(2)从圆外一点P(x1,y1)向圆引一条切线,切点M,O为坐标原点,且有|PM|=|PO|,求使|PM|最小值.
正确答案
(1)圆C:x2+y2+2x-4y+3=0化为(x+1)2+(y-2)2=2,圆心为C(-1,2),半径r=.
由题意可知:切线的斜率存在.
①当切线经过原点时,设切线方程为y=kx,则=
,解得k=2±
.此时切线方程为y=(2±
)x.
②当切线不经过原点时,设切线方程为±
=1,即x±y=a,
则=
,解得a=-1或3或-5,
此时切线方程为.x±y+1=0,x-y+5=0,x+y-3=0.
(2)∵|PM|=|PO|,∴=
,化为2x1-4y1+3=0,即为点P的轨迹方程,
∵|PM|=|PO|,∴|PO|的最小值为原点O到此直线的距离d==
.
已知圆C:x2+y2-2x+4y-4=0,
(Ⅰ)求过点P(3,-2)且与圆C相切的直线;
(Ⅱ)是否存在斜率为1的直线m,使得以m被圆C截得的弦AB为直径的圆过原点?若存在,求出直线m的方程;若不存在,说明理由.
正确答案
(Ⅰ)因为32+(-2)2-2×3+4(
-2)-4=0,所以,点P在圆上. …(2分)
又因为圆心C(1,-2)所以 kCP=,…(3分)
所以切线斜率k=-=
,…(4分)
所以方程为y-(-2)=-
(x-3),即2x+
y-11+2
=0.…(6分)
(Ⅱ)设这样的直线存在,其方程为y=x+b,它与圆C的交点设为A(x1,y1)、B(x2,y2),
则由 可得2x2+2(b+1)x+b2+4b-4=0(*),…(7分)
∴.…(9分)
∴y1y2=(x1+b)(x2+b)=x1x2+b(x1+x2)+b2.…(10分)
由OA⊥OB得x1x2+y1y2=0,∴2x1x2+b(x1+x2)+b2=0,
即b2+4b-4-b(b+1)+b2=0,b2+3b-4=0,∴b=1,或b=-4.…(12分)
容易验证b=1或b=-4时方程(*)有实根.
故存在这样的直线,有两条,其方程是y=x+1,或y=x-4.…(14分)
过圆x2+y2=4外一点P(2,1)引圆的切线,则切线的方程为______.
正确答案
由圆x2+y2=4,得到圆心坐标为(0,0),半径r=2,
当过P的切线方程斜率不存在时,显然x=2为圆的切线;
当过P的切线方程斜率存在时,
设斜率为k,P(2,1),
∴切线方程为y-1=k(x-2),即kx-y-2k+1=0,
∵圆心到切线的距离d==r=2,
解得:k=-,
此时切线方程为3x+4y-10=0,
综上,切线方程为x=2或3x+4y-10=0.
故答案为:x=2或3x+4y-10=0
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