- 圆与方程
- 共4684题
以点C(3,-4)为圆心,且与圆x2+y2=1相切的圆的方程是______.
正确答案
设所求圆的半径为r,由题意可知:=r+1,或
=r-1,
解得r=4或6,所求圆的方程为:(x-3)2+(y+4)2=16或(x-3)2+(y+4)2=36.
故答案为:(x-3)2+(y+4)2=16或(x-3)2+(y+4)2=36.
已知半径为5的动圆C的圆心在直线l:x-y+10=0上.(1)若动圆C过点(-5,0),求圆C的方程;(2)是否存在正实数r,使得动圆C中满足与圆O:x2+y2=r2相外切的圆有且只有一个?若存在,请求出来;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)依题意,可设动圆C的方程为(x-a)2+(y-b)2=25,其中圆心(a,b)满足a-b+10=0.
又∵动圆过点(-5,0),故(-5-a)2+(0-b)2=25.
解方程组可得
或
故所求的圆C方程为(x+10)2+y2=25或(x+5)2+(y-5)2=25.
(2)圆O的圆心(0,0)到直线l的距离d==5
.
当r满足r+5<d时,动圆C中不存在与圆O:x2+y2=r2相切的圆;
当r满足r+5=d,即r=5-5时,动圆C中有且仅有1个圆与圆O:x2+y2=r2相外切;
当r满足r+5>d,与圆O:x2+y2=r2相外切的圆有两个.
综上:r=5-5时,动圆C中满足与圆O:x2+y2=r2相外切的圆有一个.
已知圆C1:x2+y2-2x-4y-13=0与圆C2:x2+y2-2ax-6y+a2+1=0(其中a>0)相外切,且直线l:(m+1)x+y-7m-7=0与圆C2相切,求m的值.
正确答案
由已知,C1(1,2),圆C1的半径r1=3;C2(a,3),圆C2的半径r2=2
.
因为 圆C1与圆C2相外切,所以 =5
.
整理,得(a-1)2=49.又因为 a>0,所以 a=8.
因为直线l与圆C2相切,所以=2
,
即=2
.两边平方后,整理得7m2+8m=0,
所以m=0,或-.
过点C(2,5)且与x轴,y轴都相切的两个圆的半径分别为r1,r2,则r1+r2=______.
正确答案
由题意得:满足与x轴,y轴都相切的圆的圆心在第一象限,
设圆心坐标为(a,a),则半径r=a,
∴圆的方程为(x-a)2+(y-a)2=a2,
又C(2,5)在此圆上,∴将C的坐标代入得:(2-a)2+(5-a)2=a2,
整理得:a2-14a+29=0,
∴r1,r2分别为a2-14a+29=0的两个解,
∴r1+r2=14.
故答案为:14
已知两圆x2+y2-2x-6y-1=0.x2+y2-10x-12y+m=0.
(1)m取何值时两圆外切?
(2)m取何值时两圆内切?
(3)当m=45时,求两圆的公共弦所在直线的方程和公共弦的长.
正确答案
(1)由已知可得两个圆的方程分别为(x-1)2+(y-3)2=11、(x-5)2+(y-6)2=61-m,
两圆的圆心距d==5,两圆的半径之和为
+
,
由两圆的半径之和为+
=5,可得 m=25+10
.
(2)由两圆的圆心距d==5 等于两圆的半径之差为|
-
|,
即|-
|=5,可得
-
=5 (舍去),或
-
=-5,解得m=25-10
.
(3)当m=45时,两圆的方程分别为 (x-1)2+(y-3)2=11、(x-5)2+(y-6)2=16,
把两个圆的方程相减,可得公共弦所在的直线方程为 4x+3y-23=0.
第一个圆的圆心(1,3)到公共弦所在的直线的距离为 d==2,可得弦长为 2
=2
.
已知点P(2,0)及圆C:x2+y2-6x+4y+4=0.
(1)若圆C与圆x2+y2+2x-2y+m=0外切,求m的值;
(2)设过点P的直线l1与圆C交于M、N两点,当|MN|=4时,求以线段MN为直径的圆Q的方程.
正确答案
(1)圆C:x2+y2-6x+4y+4=0,化为(x-3)2+(y+2)2=9,圆心C(3,-2),半径R=3.
圆Ex2+y2+2x-2y+m=0化为(x+1)2+(y-1)2=2-m,圆心E(-1,1),半径r=.
∵此两圆相外切,∴|CE|=R+r,
∴=3+
,化为
=2,解得m=-2.
∴m的值为-2.
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2).
①当直线l1的斜率存在时,设直线l1的方程为y=k(x-2).
由圆C:x2+y2-6x+4y+4=0,圆心C(3,-2),半径R=3.
∴圆心C到直线l1的距离d=.
∵|MN|=4,∴d2+()2=R2,
∴()2+22=32,解得k=
.
联立,化为5x2-20x+4=0,
∴x1+x2=4,∴=2.
∴=
(2-2)=0,∴以线段MN为直径的圆的方程为(x-2)2+y2=4.
②当直线l1的斜率不存在时,弦长=2=4
不符合题意,应舍去.
故以线段MN为直径的圆的方程为(x-2)2+y2=4.
(文)已知一个动圆与圆M1:(x+1)2+y2=1外切,同时又与圆M2:(x-1)2+y2=25内切.
(Ⅰ)求动圆圆心M的轨迹C的方程;
(II)设经过圆M1的圆心且不与坐标轴垂直的直线交(Ⅰ)中的轨迹C于两点A、B,线段AB的垂直平分线与x轴交于点G,求G点横坐标的取值范围.
正确答案
(I)不妨记圆M1,M2的圆心分别为M1,M2
由题意可知,动圆M与定圆与定圆M1相外切与定圆M2相内切
∴MM1=r+1,MM2=5-r(2分)
∴MM1+MM2=6>M1M2=2(3分)
∴动圆圆心M的轨迹是以M1,M2为焦点的椭圆
由椭圆的定义可知,c=1,a=3,b2=a2-c2=8(4分)
∴所求的轨迹C的方程为+
=1(5分)
(II)由题意可知,直线AB过圆M1的圆心且不与坐标轴垂直,故可设直线AB的方程为y=k(x+1),k≠0
联立可得(9k2+8)x2+18k2x+9k2-72=0(6分)
∴(7分)
设线段AB的中点为P(x0,y0),则x0=,y0=
(9分)
过点P(x0,y0)且垂直于AB的直线l2的方程为
y-=-
(x+
)(11分)
令y=0可得点G的横坐标x=-=-
+
,k≠ 0
∴-<x<0
∴所求的x的范围是(-,0)(13分)..
在平面直角坐标系xOy中,已知圆C1:(x+3)2+(y-1)2=4和圆C2:(x-4)2+(y-5)2=9.
(1)判断两圆的位置关系;
(2)求直线m的方程,使直线m被圆C1截得的弦长为4,与圆C2截得的弦长是6.
正确答案
(1)由于圆C1的圆心C1(-3,1),半径r1=2;圆C2的圆心C2(4,5),半径r2=2.可得两圆的圆心距C1C2==
>r1+r2,
∴两圆相离.
(2)由题意得,所求的直线过两圆的圆心,即为连心线所在直线,
用两点式求得得连心线所在直线方程为:=
,即 4x-7y+19=0.
求与圆(x-3)2+y2=1及(x+3)2+y2=9都外切的动圆圆心的轨迹方程.
正确答案
设动圆的圆心为P,半径为r,
而圆(x+3)2+y2=9的圆心为M1(-3,0),半径为3;
圆(x-3)2+y2=1的圆心为M2(3,0),半径为1.
依题意得|PM1|=3+r,|PM2|=1+r,
则|PM1|-|PM2|=(3+r)-(1+r)=2<|M1M2|,
所以点P的轨迹是双曲线的右支.
且:a=1,c=3,b2=8
其方程是:
x2-=1(x>0).
已知圆C1的参数方程为(φ为参数),以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,圆C2的极坐标方程为ρ=2cos(θ+
).
(I)将圆C1的参数方程化为普通方程,将圆C2的极坐标方程化为直角坐标方程;
(II)圆C1、C2是否相交,若相交,请求出公共弦的长;若不相交,请说明理由.
正确答案
(I)由得x2+y2=1即为圆C1的普通方程.
又∵ρ=2cos(θ+)=cosθ-
sinθ,
∴ρ2=ρcosθ-ρsinθ.
∴x2+y2-x+y=0,即(x-
)2+(y+
)2=1.
(II)圆心距d==1<2,得两圆相交.
由两圆的方程联立得,解得
或
即A(1,0),B(-,-
),
∴|AB|==
.
已知圆C1:x2+y2-4x-2y-5=0,圆C2:x2+y2+2x-2y-14=0.
(1)试判断两圆的位置关系;
(2)直线ι过点(6,3)与圆C1相交于A,B两点,且|AB|=2,求直线ι的方程.
正确答案
(1)由于 圆C1:x2+y2-4x-2y-5=0,即 (x-2)2+(y-1)2=10,表示以C1(2,1)为圆心,
半径等于的圆.
C2:x2+y2+2x-2y-14=0,即 (x+1)2+(y-1)2=16,表示以C2(-1,1)为圆心,半径等于4的圆.
由于两圆的圆心距等于=3,大于半径之差而小于半径之和,故两个圆相交.
(2)直线ι过点(6,3)与圆C1相交于A,B两点,且|AB|=2,当AB的斜率不存在时,直线ι的方程为x=6,
此时直线t与圆C1相离,不满足条件.
当AB的斜率不存在时,设直线ι的方程为y-3=k(x-6),即 kx-y+3-6k=0,
由弦长公式可得圆心到直线t的距离d==2,
再由点到直线的距离公式可得d=2=,解得k=0,或 k=
.
故直线t的方程为 y=3或x-y-5=0.
已知两圆x2+y2=9和(x-3)2+y2=27,求大圆被小圆截得劣弧的长度.
正确答案
由题意,设A(3+3cosα,3
sinα),0≤α≤π,
且点A在小圆上
∴(3+3cosα)2+(3
sinα)2=9
解得cosα=-∴α=
.
∴∠ACB=×2=
∴大圆被小圆截得弧长为×3
=
π
.
(本小题满分13分)
已知圆的圆心为
,圆
:
的圆心为
,一动圆与圆
内切,与圆
外切.
(Ⅰ)求动圆圆心的轨迹方程;
(Ⅱ)在(Ⅰ)所求轨迹上是否存在一点,使得
为钝角?若存在,求出点
横坐标的取值范围;若不存在,说明理由.
正确答案
解: (Ⅰ)设动圆P的半径为r,则
两式相加得|PM|+|PN|=4>|MN|
由椭圆定义知,点P的轨迹是以M、N为焦点,焦距为,实轴长为4的椭圆
其方程为 …………………………………………………………6分
(Ⅱ)假设存在,设(x,y).则因为
为钝角,所以
,
,
又因为点在椭圆上,所以
联立两式得:化简得:
,
解得:,所以存在。………………………………………………… 13分
略
已知抛物线y2=4x的焦点为F,过F作两条互相垂直的弦AB、CD,设AB、CD的中点分别为M、N.
(1)求证:直线MN必过定点,并写出此定点坐标;
(2)分别以AB和CD为直径作圆,求两圆相交弦中点H的轨迹方程.
正确答案
(1)设AB斜率为k,将AB方程与抛物线方程联立,求得M(,
),将k换为-
得N(2k2+1,-2k),由两点式得MN方程为(1-k2)y=k(x-3),则直线MN恒过定点T(3,0);…(7分)
(2)由抛物线性质,以AB、CD为直径的⊙M、⊙N的半径分别为xM+1,xN+1,于是可得两圆方程分别为(x-xM)2+(y-yM)2=(xM+1)2和(x-xN)2+(y-yN)2=(xN+1)2,
两式相减可得其相交弦所在直线方程为
(xM-xN)x+(yM-yN)y=(yM2-yN2)-(xM-xN)=
(
-4k2)-(
-2k2)=0,
则公共弦过原点O.所以∠OHT=90°.
于是,点H的轨迹是以OT为直径的圆(除去直径的两个端点),
其轨迹方程为(x-)2+y2=
(y≠0)…(14分)
已知圆C1:x2+y2-4x+2y=0与圆C2:x2+y2-2y-4=0.
(1)求证两圆相交;
(2)求两圆公共弦所在直线的方程;
(3)求过两圆的交点且圆心在直线2x+4y=1上的圆的方程.
正确答案
(1)证明:圆C1:x2+y2-4x+2y=0与圆C2:x2+y2-2y-4=0化为标准方程分别为圆C1:(x-1)2+(y+1)2=5与圆C2:x2+(y-1)2=5
∴C1(1,-1)与圆C2(0,1),半径都为
∴圆心距为=
∴两圆相交;
(2)将两圆的方程作差即可得出两圆的公共弦所在的直线方程,即
(x2+y2-4x+2y)-(x2+y2-2y-4)=0
即x-y-1=0
(3)由(2)得y=x-1代入圆C1:x2+y2-4x+2y=0,化简可得2x2-4x-1=0
∴x=
当x=时,y=
;当x=
时,y=-
设所求圆的圆心坐标为(a,b),则
∴
∴r2=(
3
2
-
2+
6
2
)2+(-
1
2
-
6
2
)2=
∴过两圆的交点且圆心在直线2x+4y=1上的圆的方程为(x-
3
2
)2+(y+
1
2
)2=
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