- 圆与方程
- 共4684题
(1)求与椭圆+
=1共焦点的抛物线的标准方程.
(2)已知两圆C1:(x+4)2+y2=2,C2:(x-4)2+y2=2,动圆M与两圆一个内切,一个外切,求动圆圆心M的轨迹方程.
正确答案
(1)椭圆+
=1中a=5,b=4,∴c=
=3
∴椭圆的焦点坐标为(±3,0)
∵抛物线与椭圆+
=1共焦点
∴抛物线方程为y2=12x或y2=-12x;
(2)设动圆圆心M(x,y),半径为r,
当圆M与圆C1:(x+4)2+y2=2外切,与圆C2:(x-4)2+y2=2内切时,|MC1|=r+,|MC2|=r-
,
当圆M与圆C1:(x+4)2+y2=2内切,与圆C2:(x-4)2+y2=2外切时,|MC1|=r-,|MC2|=r+
,
∴||MC1|-|MC2||=2<8,
∴点M的轨迹是以点C1,C2为焦点的双曲线,且a=,c=4
∴b2=c2-a2=14,
∴动圆圆心M的轨迹方程为-
=1.
圆x2+y2=4和圆x2+y2-4x+6y=0交于A、B两点,则线段AB的垂直平分线的一般式方程是______.
正确答案
∵圆x2+y2=4和圆x2+y2-4x+6y=0交于A、B两点,
∴线段AB的垂直平分线经过两圆的圆心,即(0,0),(2,-3)
∴线段AB的垂直平分线的一般式方程是3x+2y=0
故答案为:3x+2y=0
(1)已知点A(,0)、B(3,0),动点M到A与B的距离比为常数
,求点M的轨迹方程.
(2)求与圆(x-1)2+y2=1外切,且与直线x+y=0相切于点Q(3,-
)的圆的方程.
正确答案
(1)设M(x,y),
则=
两边平方整理得:(x-1)2+y2=1
(2)设所求圆方程为(x-a)2+(x-b)2=r2
依题意有
∴b=(a-4)代入前两个等式得:
=1+2|a-3|
(1)当a>3时,有(a-1)2+3(a-4)2=(2a-5)2
解得a=4,∴b=0,r=2;
(2)当a≤3时,有(a-1)2+3(a-4)2=(7-2a)2
解得a=0,∴b=-4,r=6.
综上所述:(x-4)2+y2=4;x2+(y+4)2=36
已知经过点A(1,-3),B(0,4)的圆C与圆x2+y2-2x-4y+4=0相交,它们的公共弦平行于直线2x+y+1=0.
(Ⅰ)求圆C的方程;
(Ⅱ)若动圆M经过一定点P(3,0),且与圆C外切,求动圆圆心M的轨迹方程.
正确答案
(Ⅰ)设圆C的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
∵圆C与圆x2+y2-2x-4y+4=0相交
∴两圆的公共弦方程为(D+2)x+(E+4)y+F-4=0,
∵圆C经过点A(1,-3),B(0,4),公共弦平行于直线2x+y+1=0
∴,∴
∴圆C的方程为x2+y2+6x-16=0,即(x+3)2+y2=25.(4分)
(Ⅱ)圆C的圆心为C(-3,0),半径r=5.
∵动圆M经过一定点P(3,0),且与圆C外切
∴|MC|-|MP|=5<|PC|=6.
∴动圆M圆心的轨迹是以C,P为焦点,实轴长为5的双曲线的右支.(7分)
设双曲线的方程为-
=1(a>0,b>0),
∵c=3,a=
∴b2=c2-a2=,
故动圆圆心M的轨迹方程是-
=1(x>0).(8分)
已知方程x2+y2-4x+2my+2m2-2m+1=0表示圆C.
(Ⅰ)求实数m的取值范围;
(Ⅱ)在已知方程表示的所有圆中,能否找到圆C1,使得圆C1经过点P(2,1),Q(4,-1)两点,且与圆x2+y2-4x-5=0相切?说出理由.
正确答案
(I)将方程x2+y2-4x+2my+2m2-2m+1=0化成标准形式,得
(x-2)2+(y+m)2=-m2+2m+3
∵方程x2+y2-4x+2my+2m2-2m+1=0表示圆C.
∴-m2+2m+3>0,解之得-1<m<3
(II)若点P、Q在圆C上,则
,解之得m=1
∴圆C的标准方程为(x-2)2+(y+1)2=4
圆心为C1(2,-1),半径R1=2
又∵圆C2:x2+y2-4x-5=0的圆心为C2(2,0),半径R2=3,圆心距|CC2|=1
∴圆心距|C1C2|=1=R2-R1,故圆C1与圆C2相内切
因此存在点C1(2,-1),使圆C1与圆x2+y2-4x-5=0相切.
已知圆C与圆x2+y2-2x=0相外切,并且与直线x+y=0相切于点Q(3,-
),求圆C的方程.
正确答案
∵圆C与圆x2+y2-2x=0相外切,
故两个圆心之间的距离等于半径的和,
又∵圆C与直线x+y=0相切于点Q(3,-
),
可得圆心与点Q(3,-)的连线与直线x+
y=0垂直,其斜率为
设圆C的圆心为(a,b ),
则,
解得a=4,b=0,r=2或a=0,b=-4,r=6,
∴圆C的方程为(x-4)2+y2=4或x2+(y+4)2=36.
两圆相交于两点(1,5)和 (a,3),两圆的圆心在直线x-y+b=0上,则a+b=______.
正确答案
设A(1,5),B (a,3),由题意可知:直线x-y+b=0是线段AB的垂直平分线,又直线x-y+b=0 的斜率为1,
则=-1①,且
-
+b=0②,
由①解得a=3,把a=3代入②解得b=2,则a+b=5.
故答案为:5.
已知圆C1:x2+y2-2x-4y+m=0,直线x+2y-4=0与圆C1相交于M,N两点,以MN为直径作圆C2
(Ⅰ)求圆C2的圆心C2坐标;
(Ⅱ)过原点O的直线l与圆C1、圆C2都相切,求直线l的方程.
正确答案
(Ⅰ)设圆心C2坐标为(x,y).,
过圓心C1(1,2)且与直线x+2y-4=0垂直的直线方程为y=2x,
∴,解得
又因为圆C2的半径为r==
∴圆C2的方程为(x-)2+(y-
)2=
.
(Ⅱ)设直线l的方程为y=kx,圆C1的半径为r1,圆C2的半径为r2.C1到直线y=kx的距离为d1,C2到y=kx的距离为d2.
则d1=r1,d2=r2.
由图形知,r12=r22+C1C22,
∴d12=d22+
∴()2=(
)2+
,
解得:k=.
∴直线l的方程为y=x.
在平面直角坐标系xOy中,圆C的方程为x2+y2-8x+15=0,若直线y=kx-2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C有公共点,则k的最大值是______.
正确答案
∵圆C的方程为x2+y2-8x+15=0,整理得:(x-4)2+y2=1,即圆C是以(4,0)为圆心,1为半径的圆;
又直线y=kx-2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C有公共点,
∴只需圆C′:(x-4)2+y2=4与直线y=kx-2有公共点即可.
设圆心C(4,0)到直线y=kx-2的距离为d,
则d=≤2,即3k2≤4k,
∴0≤k≤.
∴k的最大值是.
故答案为:.
已知圆C1的方程为动圆C与圆C1、C2相外切。
(I)求动圆C圆心轨迹E的方程;
(II)若直线且与轨迹E交于P、Q两点。
①设点无论怎样转动,都有
成立?若存在,求出实数m的值;若不存在,请说明理由;
②过P、Q作直线的垂线PA、QB,垂足分别为A、B,记
的取值范围。
正确答案
,
解:(I),圆心C的轨迹E是以C1、C2为焦点的双曲线右支,由c = 2,2a=2,
……4分
(II)当直线与双曲线方程联立消y得
①假设存在实数m,使得
,故得
②是双曲线的右准线,
已知⊙C过点P(1,1),且与⊙M:(x+2)2+(y+2)2=r2(r>0)关于直线x+y+2=0对称.
(Ⅰ)求⊙C的方程;
(Ⅱ)设Q为⊙C上的一个动点,求•
的最小值;
(Ⅲ)过点P作两条相异直线分别与⊙C相交于A,B,且直线PA和直线PB的倾斜角互补,O为坐标原点,试判断直线OP和AB是否平行?请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)设圆心C(a,b),则,解得
(3分)
则圆C的方程为x2+y2=r2,将点P的坐标代入得r2=2,
故圆C的方程为x2+y2=2(5分)
(Ⅱ)设Q(x,y),则x2+y2=2,•
=(x-1,y-1)•(x+2,y+2)(7分)
=x2+y2+x+y-4=x+y-2,令x=cosθ,y=
sinθ,
∴•
=
cosθ+
sinθ-2=2sin(θ+
)-2,∴(θ+
)=2kπ-
时,2sin(θ+
)=-2,
所以•
的最小值为-2-2=-4. (10分)
(Ⅲ)由题意知,直线PA和直线PB的斜率存在,且互为相反数,
故可设PA:y-1=k(x-1),PB:y-1=-k(x-1),由,
得(1+k2)x2+2k(1-k)x+(1-k)2-2=0(11分)
因为点P的横坐标x=1一定是该方程的解,故可得xA=(13分)
同理,xB=,所以kAB=
=
=
=1=kOP ,
所以,直线AB和OP一定平行(15分)
若A={(x,y)|x2+y2≤16},B={(x,y)|x2+(y-2)2≤a-1}且A∩B=B,则a的取值范围是( )
正确答案
集合A、B分别表示两个圆面(a=1时集B表示一个点),
A∩B=B⇔B⊂A,即两圆内含;
有两圆圆心分别为原点和(0,2),
半径分别为4和,
于是有:2≤4-,
解得:1≤a≤5,
当a<1时,B=∅
满足题意,所以a≤5
故选D.
与圆(x+3)2+y2=1及圆(x-3)2+y2=9都外切的圆的圆心轨迹方程为______.
正确答案
设所求圆的圆心坐标P(x,y),半径为r,两圆的圆心分别是C1,C2,
∵所求圆与两个圆都外切,
∴|PC1|=r+1,|PC2|=r+3,
即|PC2|-|PC1|=2,
根据双曲线定义可知P点的轨迹为以C1,C2为焦点的双曲线,2c=6,c=3;2a=2,a=1,b=2
∴P点的轨迹方程为x2-=1(x<0)
故答案为:为x2-=1(x<0)
已知圆与圆
,在下列说法中:
①对于任意的,圆
与圆
始终相切;
②对于任意的,圆
与圆
始终有四条公切线;
③当时,圆
被直线
截得的弦长为
;
④分别为圆
与圆
上的动点,则
的最大值为4.
其中正确命题的序号为______.
正确答案
①③④
对于①,我们知道两个圆相切等价于两个圆的圆心距刚好等于两个圆的半径之和,有题意,有:圆的半径为:1,圆心为:
;圆
的半径为:1,圆心为:
,所以两个圆的圆心距为:
,又因为,两圆的半径之和为:1+1=2=圆心距,所以对于任意
,圆
和圆
始终相切。
对于②,从①有,两圆相切,所以两圆只有三条公切线,所以②错误。
对于③,我们有圆的方程为:
,故有圆
的圆心为:
,设其被
所截弦为
,过圆心
做
垂直于
,则由圆的性质,有
是弦
的中点,所以圆心到直线
的距离为:
,又因为圆
的半径为1,所以有其所截弦
的长为:
所以③正确。
对于④,由①有,两圆相切,所以两圆上的点的最大距离就是两圆的直径之和,因为的直径为2,
的直径也为2,也就是说
的最大值为:2+2=4.
已知圆C过点(11,0),且与圆x2+y2=25外切于点(3,4).
(1)求两个圆的内公切线的方程(如果两个圆位于公切线的异侧,则这条公切线叫做两个圆的内公切线);
(2)求圆C的方程.
正确答案
(1)∵切点M(3,4),则由题意可得,两个圆的内公切线经过点M,且和OM垂直.
∵KOM==
∴两个圆的内公切线的斜率为-
,故两个圆的内公切线方程为 y-4=-
(x-3),
化简可得 3x+4y-25=0.
(2)设A(11,0),切点M(3,4),∵圆x2+y2=25的圆心为原点O,圆C和它相外切,
再根据两个圆的圆心连线经过切点,∴可用点斜式求得直线MC(即直线MO)的方程是 4x+3y=0.
由于线段AM的中点为(7,2),AM的斜率为-,故AM的中垂线的斜率为2,用点斜式求得线段AM的中垂线方程是 y=2x-12.
解方程组,求得C点坐标(18,24),半径的平方为r2=|AC|2=625,
故圆C方程是(x-18)2+(y-24)2=625.
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