- 圆与方程
- 共4684题
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
C1和C2是平面上两个不重合的固定圆,C是平面上的一个动圆,C与C1,C2都相切,则C的圆心的轨迹是何种曲线?说明理由。
正确答案
解:不妨设C1,C2和C的半径分别为r1,r2,r(r1>r2)
(1)当C1和C2相离时,即|C1C2|>r1+r2,
(i)若C与C1,C2都外切,
则|CC1|=r1+r,|CC2|=r2+r,
∴|CC1|-|CC2|=r1-r2若C与C1,C2都内切,
则|CC1|=r-r1,|CC2|=r-r2,
∴|CC2|-|CC1|=r1-r2;
∴||CC2|-|CC1||=r1-r2<|C1C2|,由双曲线的定义,C的圆心的轨迹是以C1,C2为焦点、实轴长为r1-r2的双曲线;
(ii)若C与Cl内切,C2外切,
则|CC1|=r-r1,|CC2|=r2+r,
∴|CC2|-|CC1|=r1+r2;
若C与C1外切,C2内切,
则|CC1|=r+r1,|CC2|=r-r2,
∴|CC1|-|CC2|=r1+r2∴||CC2|-|CC1||=r1+r2<|C1C2|,由双曲线的定义,C的圆心的轨迹是以C1,C2为焦点、实轴长为r1+r2的双曲线;
(2)当C1和C2外切时,即|C1C2|=r1+r2,
(i)若C与C1,C2都外切,
则|CC1|=r1+r,|CC2|=r2+r,
∴|CC1|-|CC2|=r1-r2;
若C与C1,C2都内切,
则|CC1|=r-r1,|CC2|=r-r2,
∴|CC2|-|CC1|=r1-r2;
∴||CC2|-|CC1||=r1-r2<|C1C2|,由双曲线的定义,C的圆心的轨迹是以C1,C2为焦点、实轴长为r-r2的双曲线;
(ii)若C与C1内切,C2外切,
则|CC1|=r-r1,|CC2|=r2+r(或|CC1|=r1-r,|CC2|=r2+r)(如图1,2),
∴|CC2|-|CC1|=r1+r2(或|CC2|+|CC1|=r1+r2)
若C与C1外切,C2内切,
则|CC1|=r+r1,|CC2|=r-r2(或|CC1| =r+r1,|CC2|=r2-r),
∴|CC1|-|CC2|=r1+r2=|C1C2|(或|CC2|+|CC1|=r1+r2= |C1C2|),
∴C的圆心的轨迹是过C1,C2的直线(除直线与圆C1、C2的交点外);
(3)当C1和C2相交时,
即r1-r2<|C1C2|
(i)若C与C1,C2都外切,
则|CC1|=r1+r,|CC2|=r2+r,
∴|CC1|-|CC2|=r1-r2若C与C1,C2都内切,
则|CC1|=r-r1,|CC2|=r-r2(或|CC1| =r1-r,|CC2|=r2-r), ∴||CC2|-|CC1|| =r1-r2∴||CC2|-|CC1|| =r1-r2<|C1C2|,
由双曲线的定义,C的圆心轨迹是以C1,C2为焦点、实轴长为r1-r2的双曲线(圆C1,C2的交点除外);
(ii)若C与C1内切,C2外切(如图3),
则|CC1|=r1-r,|CC2|=r2+r,
∴|CC2|+|CC1|=r1+r2若C与C1外切,C2内切,
则|CC1|=r+r1,|CC2|=r2-r,
∴|CC2|+|CC1|=r1+r2∴|CC2|+|CC1|=r1+r2>|C1C2|,由椭圆的定义,C的圆心的轨迹方程是以C1,C2为焦点、实轴长为r1+r2的椭圆(圆 C1、C2的交点除外);
(4)当C1和C2内切时,
即|C1C2| =r1-r2,
(i)若C与C1,C2都外切,
则|CC1|=r1+r,|CC2|=r2+r,
∴|CC1|-|CC2|=r1-r2;
若C与C1,C2都内切,
则|CC1|=r-r1,|CC2|=r-r2(或|CC1| =r1-r,|CC2|=r-r2或|CC1|=r1-r,|CC2|=r2-r)(如图4, 5,6),
∴|CC2|-|CC1|=r1-r2(或|CC2|+|CC1|=r1-r2或|CC2|- |CC1|=r2-r1)
∴||CC2|-|CC1||=r1-r2=|C1C2|或|CC2|+|CC1|=r1-r2,
∴C的圆心的轨迹是过C1,C2的直线(除直线与圆C1 、C2的交点外);
(ii)若C与C1内切,C2外切,
则|CC1|=r1-r,|CC2|=r2+r,
∴|CC2|+|CC1|=r1+r2>|C1C2|,
∴C的圆心的轨迹是以C1,C2为焦点、实轴长为r1+r2的椭圆(两圆C1、C2的交点除外);
(5)当C1和C2内含时,
即|C1C2|<r1-r2,
(i)若C与C1,C2都内切(如图7),
则|CC1|=r1-r,|CC2|=r-r2,
∴|CC2|+|CC1|=r1-r2>|C1C2|,
∴C的圆心的轨迹是以C1,C2为焦点、实轴长为r1-r2的椭圆;
(ii)若C与C1内切,C2外切,
则|CC1|=r1- r,|CC2|=r2+r,
∴|CC2|+|CC1|=r1+r2>|C1C2|,
∴C的圆心的轨迹是以C1,C2为焦点、实轴长为r1+r2的椭圆。
已知圆C1:x2+y2+2x+2y-8=0与圆C2:x2+y2-2x+10y-24=0相交于A、B两点,
(1)求公共弦AB所在的直线方程;
(2)求圆心在直线y=-x上,且经过A、B两点的圆的方程.
正确答案
解:(1)x-2y+4=0.
(2)由(1)得x=2y-4,代入x2+y2+2x+2y-8=0中得,y2-2y=0,
∴或
,即A(-4,0),B(0,2),
又圆心在直线y=-x上,
设圆心为M(x,-x),则|MA|=|MB|,解得M(-3,3),
∴⊙M:(x+3)2+(y-3)2=10.
已知圆C1:(x-a)2+(y-a-1)2=1和圆C2:(x-1)2+y2=2a2有两个不同的公共点,则实数a的取值范围是______.
正确答案
∵圆C1方程为(x-a)2+(y-a-1)2=1
∴圆心坐标C1(a,a+1),半径r1=1
同理可得圆C2的圆心坐标为C2(1,0),半径为r2=|a|
∵两圆有两个不同的公共点,
∴两圆的位置关系是相交,可得|C1C2|∈(|r1-r2|,r1+r2)
即,解之得|a|>
,即a<-
或a>
故答案为:a<-或a>
设两圆C1、C2都和两坐标轴相切,且都过点(4,1),则两圆心的距离|C1C2|=______.
正确答案
∵两圆C1、C2都和两坐标轴相切,且都过点(4,1),故两圆圆心在第一象限的角平分线上,
设圆心的坐标为(a,a),则有|a|=,
∴a=5+2,或 a=5-2
,故圆心为(5+2
,5+2
) 和 (5-2
,5-2
),
故两圆心的距离|C1C2|=[(5+2
)-(5-2
)]=8,
故答案为:8
给出下列四个命题:
①若△ABC三边为a,b,c,面积为S,内切圆的半径,则由类比推理知四面体ABCD的内切球半径
(其中,V为四面体的体积,
为四个面的面积);
②若回归直线的斜率估计值是1.23,样本点的中心为(4,5),则回归直线方程是;
③若偶函数f(x)(x∈R)满足f(x+2)=f(x),且x∈[0,1]时,f(x)=x,则方程f(x)=log3|x|有3个根;
④若圆C1:x2+y2+2x=0,圆C2:x2+y2+2y-1=0,则这两个圆恰有2条公切线;
其中,正确命题的序号是( )(把你认为正确命题的序号都填上)。
正确答案
①②④
(附加题)
(1)自圆O外一点P引切线与圆切于点A,M为PA中点,过M引割线交圆于B,C两点.
求证:∠MCP=∠MPB.
(2)在平面直角坐标系xOy中,已知四边形ABCD的四个顶点A(0,1),B(2,1),C(2,3),D(0,2),经矩阵表示的变换作用后,四边形ABCD变为四边形A1B1C1D1,问:四边形ABCD与四边形A1B1C1D1的面积是否相等?试证明你的结论.
(3)已知A是曲线ρ=12sinθ上的动点,B是曲线上的动点,试求AB的最大值.
(4)设p是△ABC内的一点,x,y,z是p到三边a,b,c的距离,R是△ABC外接圆的半径,证明.
正确答案
(1)证明:∵AM切圆于点A,
∴AM2=MBMC
又∵M为PA中点,AM=MP,
∴MP2=MBMC,
∴
∵∠BMP=∠PMC,
∴△BMP∽△PMC,
∴∠MCP=∠MPB.
(2)四个顶点A(0,1),B(2,1),C(2,3),D(0,2),
经矩阵表示的变换作用后,
四边形ABCD变为四边形A1B1C1D1顶点坐标为
A1(0,1),B1(2,2k+1),C1(2,2k+3),D1(0,2),
四边形A1B1C1D1仍为梯形,且上、下底及高都不变,故面积相等;
(3)曲线ρ=12sinθ化为直角坐标方程为 x2+(y﹣6)2=36,
表示以(0,6)为圆心,以6为半径的圆.
曲线化为直角坐标方程为
x2+y2=6x+6y,即 (x﹣3
)2+(y﹣3)2=36,
表示以(3,3 )为圆心,以6为半径的圆.
两圆的圆心距的平方为 (0﹣3 )2+(6﹣3)2 =36,
故两圆相交,线段AB长的最大值为6+r+r'=18.
(4)连接P与三角形的三个顶点,分成的三个小三角形面积的和等于大三角形,
即(ax+by+cz)=S,
∴ax+by+cz=2S=
∴=
×
+
×
+
×
≤×[
+
+
]
=×(
)=
×
=×
已知圆C1:x2+y2-4x-2y=0与圆C2:x2+y2-6x-4y+9=0
(1)求证:两圆相交;
(2)求两圆公共弦所在的直线方程.
正确答案
(1)证明:∵圆C1:x2+y2-4x-2y=0与圆C2:x2+y2-6x-4y+9=0,
∴圆C1:(x-2)2+(y-1)2=5,圆心C1(2,1),半径r1=,
圆C2:(x-3)2+(y-2)2=4,圆心C2(3,2),半径r2=2,
因为|C1C2|==
,且
-2<
<
+2
所以两圆相交.
(2)∵两圆相交,
∴由,
作差相减,得两圆公共弦所在的直线方程为2x+2y-9=0.
故两圆公共弦所在的直线方程为2x+2y-9=0.
已知两圆x2+y2-10x-10y=0,x2+y2+6x-2y-40=0,求
(1)它们的公共弦所在直线的方程;
(2)公共弦长。
正确答案
解:(1)两圆公共弦所在直线的方程为:,
解得2x+y-5=0。
(2)圆的圆心为(5,5),半径为
,
圆心到公共弦的长为:,
根据勾股定理可得公共弦的长为:。
如果圆(x-a)2+(y-a)2=4(a>0)上总存在两个点到原点的距离为1,则正实数a的取值范围是( )。
正确答案
经过两圆x2+y2+3x-y=0和x2+y2+2x+y=0的交点的直线方程( )。
正确答案
x-2y=0
设直线3x+4y-5=0与圆C1:x2+y2=4交于A,B两点,若圆C2的圆心在线段AB上,且圆C2与圆C1相切,切点在圆C1的劣弧AB上,则圆C2的半径的最大值是( )。
正确答案
1
曲线(α为参数)与曲线ρ2-2ρcosθ=0的直角坐标方程分别为( ),( ),两条曲线的交点个数为( )个。
正确答案
;
;2
⊙O1和⊙O2的极坐标方程分别为ρ=4cosθ,ρ=-4sinθ,则经过⊙O1,⊙O2交点的直线的直角坐标方程为( )。
正确答案
y=-x
若圆x2+y2=4与圆x2+y2+2ay-6=0(a>0)的公共弦的长为2,则a=( )。
正确答案
1
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