- 圆与方程
- 共4684题
过点P(-1,6)且与圆(x+3)2+(y-2)2=4相切的直线方程是( )。
正确答案
由直线y=x+1上的一点向圆(x-3)2+y2=1引切线,则切线长的最小值为______.
正确答案
从题意看出,切线长、直线上的点到圆心的距离、半径之间满足勾股定理,
显然圆心到直线的距离最小时,切线长也最小.
圆心到直线的距离为:=2
.
切线长的最小值为:=
,
故答案为:
若直线x-y+a=0与圆x2+y2=2相切,则a的值为______.
正确答案
圆x2+y2=2的圆心坐标为(0,0),半径r=
∵直线x-y+a=0与圆x2+y2=2相切,
∴圆心到直线的距离等于半径
即=
,解得a=±2
故答案为±2
已知曲线C:x2+y2﹣4ax+2ay﹣20+20a=0.
(1)证明:不论a取何实数,曲线C必过一定点;
(2)当a≠2时,证明曲线C是一个圆,且圆心在一条直线上;
(3)若曲线C与x轴相切,求a的值.
正确答案
(1)证明:曲线C的方程可变形为(x2+y2﹣20)+(﹣4x+2y+20)a=0.
由,
解得
∴点(4,﹣2)满足C的方程,
故曲线C过定点(4,﹣2).
(2)证明:原方程配方得(x﹣2a)2+(y+a)2=5(a﹣2)2,
∵a≠2,
∴5(a﹣2)2>0
∴C的方程表示圆心是(2a,﹣a),半径是|a﹣2|的圆
设圆心坐标为(x,y),则有,
消去a可得y=﹣x,
故圆心必在直线y=﹣x上.
(3)解:由题意得5|a﹣2|=|a|,解得a=.
在周长为定值的△ABC中,已知,动点C的运动轨迹为曲线G,且当动点C运动时,cosC有最小值
。
(1)以AB所在直线为x轴,线段AB的中垂线为y轴建立直角坐标系,求曲线G的方程;
(2)过点(m,0)作圆x2+y2=1的切线l交曲线G于M,N两点,将线段MN的长|MN|表示为m的函数,并求|MN|的最大值。
正确答案
解:(1)设(
)为定值,
所以C点的轨迹是以A、B为焦点的椭圆,所以焦距,
因为
又,
所以,由题意得
,
所以C点轨迹G的方程为;
(2)由题意知,|m|≥1;
当m=1时,切线l的方程为x=1,点M,N的坐标分别为,
此时|MN|=;
当m=-1时,同理可知|MN|=,
当|m|>1时,设切线l的方程为y=k(x-m),
由得(1+4k2)x2-8k2mx+4k2m2-4=0,
设M,N两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
则x1+x2=,x1x2=
,
又由l与圆x2+y2=1相切,得=1,即m2k2=k2+1,
所以
=
由于当m=±1时,|MN|=,所以|MN|=
,m∈(-∞,-1 ]∪[1,+∞),
因为|MN|=≤2,且当m=±
时,|MN|=2,
所以|MN|的最大值为2。
已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,长轴长是短轴长的倍且经过点 (2,
)。
(1)求椭圆C的方程;
(2)过圆O:x2+y2=上的任意一点作圆的一条切线l与椭圆C交于A、B两点,求证:
为定值。
正确答案
解:(1)设椭圆C的方程为
∵长轴长是短轴长的倍,
∴椭圆方程为
∵在椭圆C上
∴
∴
∴椭圆C的方程为
。
(2)当切线l的斜率不存在时切线方程为
与椭圆的两个交点为
此时
当切线l斜率存在时,可设l的方程为y=kx+m
解方程组
得
即
则
即
∴
∵l与圆相切
∴
∴
∴
综上所述为定值。
在直角坐标系xOy中,已知中心在原点,离心率为的椭圆E的一个焦点为圆C:x2+y2-4x+2=0的圆心。
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)设P是椭圆E上一点,过P作两条斜率之积为的直线l1,l2,当直线l1,l2都与圆C相切时,求P的坐标。
正确答案
解:(Ⅰ)由,得
故圆C的圆心为点
从而可设椭圆E的方程为其焦距为
,
由题设知
故椭圆E的方程为:
(Ⅱ)设点的坐标为
,
的斜分率分别为
则的方程分别为
且
由与圆
相切,得
,
即
同理可得
从而是方程
的两个实根,
于是 ①
且
由得
解得或
由得
由得
它们满足①式,故点P的坐标为,或
,或
,或
。
过点P(1,3)且与圆相切的直线方程是( )。
正确答案
4x+3y-13=0或x=1
过直线y=x+1上的点向圆(x-3)2+(y+2)2=1引切线,则切线长的最小值为( )。
正确答案
已知A(-4,0),B(2,0)以AB为直径的圆与轴的负半轴交于C,则过C点的圆的切线方程为 ( )
正确答案
已知A是圆x2+y2=4上一点,过点A作x轴的垂线段,H是垂足,动点A1满足。
(1)求点A1的轨迹C的方程;
(2)B是圆x2+y2=4上满足条件的点,其中O是坐标原点,过点B也作x轴的垂线段,交轨迹C于点B1,动点P满足
,求点P的轨迹D的方程;
(3)M是轨迹D上一动点,求点M到直线AB的最大距离并求出对应的点M的坐标。
正确答案
解:(1)设A1(x,y),A(m,n)
则m2+n2=4(*)
由于,且AH⊥x轴,
所以代入(*),得x2+4y2=4,
即为所求点A1的轨迹C的方程。
(2)设P(x,y),A1(x1,y1),B1(x2,y2),则
,
从而A(x1,2y1),B(x2,2y2),
由于,
所以
进而有x1x2+4y1y2=0 ③
根据可得(x-x1,y-y1)+2(x2-x,y2-y)=(0,0),
即
由④2+4×⑤2,并结合①②③,
得
=4×4+4-4×0=20
所以动点P的轨迹D的方程为x2+4y2=20。
(3)由于线段AB是圆x2+y2=4的长度为2的定长弦,
所以直线AB始终与圆x2+y2=2相切,
令切点为T,则根据几何意义可知点M到直线AB的距离总是满足d≤|MO|+|OT|=|MO|+
因此点M到直线AB的最大距离是,并且当直线AB的方程是
时,点M的坐标是
,当直线AB的方程是
时,点M的坐标是
。
如图,在直角坐标系中,中心在原点,焦点在x轴上的椭圆G的离心率为,左顶点A(-4,0),圆O′:(x-2)2+y2=r2是椭圆G的内接△ABC的内切圆。
(1)求椭圆G的方程;
(2)求圆O′的半径;
(3)过M(0,1)作圆O′的两条切线交椭圆于E,F,判断直线EF与圆的位置关系,并证明。
正确答案
解:(1),
得
椭圆方程为;
(2)设B,过圆心O′作
于D,
交长轴于H
由得
即 ①
又B在椭圆上
②
由①、②式得
解得或
(舍去);
(3)直线EF与圆O′的相切
设过点与圆
相切的直线方程为:
③
则
即
解得
将③代入得
则异于零的解为
设,
则
则直线EF的方程为
即
则圆心到直线FE的距离
故结论成立。
如图,已知椭圆(a> b>0)和圆O:x2+y2=b2,过椭圆上一点P引圆O的两条切线,切点分别为A、B。
(1)①若圆O过椭圆的两个焦点,求椭圆的离心率e;
②若椭圆上存在点P,使得∠APB=90°,求椭圆离心率e 的取值范围;
(2)设直线AB与x轴、y轴分别交于点M、N,求证:为定值。
正确答案
解:(1)①∵圆O过椭圆的焦点,圆O:x2+y2=b2,
∴b=c,
∴b2=a2-c2=c2,
∴a2=2c2,
∴;
②由∠APB=90°及圆的性质,知四边形OBPA为正方形,可得
∴|OP|2=2b2≤a2,
∴a2≤2c2∴,
。
(2)设P(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),
则切线PA方程为:x1x+y1y=b2,PB方程为:x2x+y2y=b2∴x1x+y1y=x2x+y2y,
∴
直线AB方程为:
即x0x+y0y=b2令x=0,得
令y=0得
∴
∴为定值,定值是
。
已知椭圆的左焦点为F,左、右顶点分别为A、C,上顶点为B,过F、B、C作⊙P,其中圆心P的坐标为(m,n),
(1)当m+n>0时,求椭圆离心率的范围;
(2)直线AB与⊙P能否相切?证明你的结论.
正确答案
解:(1)设F、B、C的坐标分别为(-c,0),(0,b),(1,0),
则FC、BC的中垂线分别为,
联立方程组,解得,
m+n=>0,即b-bc+b2-c>0,
即(1+b)(b-c)>0,
∴b>c,从而b2>c2,即有a2>2c2,∴e2<,
又e>0,
∴0<e<;
(2)直线AB与⊙P不能相切.
由kAB=b,kPB=,
如果直线AB与⊙P相切,则b·=-1,
解得c=0或2,与0<c<1矛盾,
∴直线AB不能与⊙P相切.
已知焦点在x轴上,中心在坐标原点的椭圆C的离心率为,且过点(
,1).
(I)求椭圆C的方程;
(II)直线l分别切椭圆C与圆M:x2+y2=R2(其中3<R<5)于A、B两点,求|AB|的最大值.
正确答案
解:(I)设椭圆的方程为,则
,
a,
∴,
∵椭圆过点,
∴,解得 a2=25,b2=9,
故椭圆C的方程为
(II)设A(x1,y1),B(x2,y2)分别为直线l与椭圆和圆的切点,
直线AB的方程为y=kx+m,
因为A既在椭圆上,又在直线AB上,从而有,
消去y得:(25k2+9)x2+50kmx+25(m2﹣9)=0,
由于直线与椭圆相切,
故△=(50kmx)2﹣4(25k2+9)x25(m2﹣9)=0,
从而可得:m2=9+25k2,①,x1=,②
由.消去y得:(k2+1)x2+2kmx+m2﹣R2=0,
由于直线与圆相切,得m2=R2(1+k2),③,x2=,④
由②④得:x2﹣x1=,
由①③得:k2=,
∴|AB|2=(x2﹣x1)2+(y2﹣y1)2=(1+k2)(x2﹣x1)2=
=
即|AB|≤2,当且仅当R=时取等号,所以|AB|的最大值为2
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