4、定點;當(dāng)直線l被圓所截得的弦長最短時,求直線l的方程及最短的弦長.
10.已知方程x2+y2-2x-4y+m=0.
(1)若此方程表示圓,求m的取值范圍;
(2)若(1)中的圓與直線x+2y-4=0相交于M,N兩點,且OM⊥ON(O為坐標(biāo)原點),求m的值;
(3)在(2)的條件下,求以MN為直徑的圓的方程.
11.(2015年廣東)已知過原點的動直線l與圓C1:x2+y2-6x+5=0相交于不同的兩點A,B.
(1)求圓C1的圓心坐標(biāo);
(2)求線段AB的中點M的軌跡C的方程;
(3)是否存在實數(shù)k,使
5、得直線L:y=k(x-4)與曲線C只有一個交點?若存在,求出k的取值范圍;若不存在,說明理由.
第4講 直線與圓的位置關(guān)系
1.D 解析:∵直線3x+4y=b與圓心為(1,1),半徑為1的圓相切,∴=1?b=2或12.故選D.
2.D 解析:易知圓C1的圓心為C1(-a,0),半徑為r1=2;圓C2的圓心為C2(0,b),半徑為r2=1.∵兩圓恰有三條切線,∴兩圓外切.∴|C1C2|=r1+r2,即a2+b2=9.∵2≤,∴a+b≤3 (當(dāng)且僅當(dāng)a=b=時取“=”),∴a+b的最大值為3 .
3.A 解析:方法一,設(shè)過點(3,1)的切線為y-1=k(x-3),變形可得kx-y+1-3k
6、=0.由圓心(1,0)到切線的距離d==1,得k=或k=0.聯(lián)立切線與圓的方程可得切點A,B的坐標(biāo),可得直線AB的方程.
方法二,以點(3,1)與圓心(1,0)的連線為直徑求得圓的方程為(x-2)2+2=,
由題意,得
兩式相減,得2x+y-3=0.故選A.
4.C 解析:圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-2)2+(y-1)2=4,圓心為C(2,1),半徑為r=2,因此2+a×1-1=0,a=-1,即A(-4,-1),|AB|===6.故選C.
5.D 解析:由光的反射原理知,反射光線的反向延長線必過點(2,-3),設(shè)反射光線所在直線的斜率為k,則反射光線所在直線的方程為:y+3=k(x-2),
7、即kx-y-2k-3=0.又因為反射光線與圓(x+3)2+(y-2)2=1相切,所以=1.整理,得12k2+25k+12=0.解得k1=-,或k2=-.故選D.
6.C 解析:如圖D129,切線長|PM|=,顯然當(dāng)|PC|為圓心C到直線y=x+1的距離,即=2 ,所以|PM|最小值為.故選C.
圖D129
7.B 解析:曲線y=表示一個半圓,如圖D130.當(dāng)直線與半圓相切時,滿足條件,即=,解得a=;
圖D130
當(dāng)直線的橫截距小于圓的半徑時,滿足條件,即1<,a>1.
綜上所述,a的取值范圍是a=或a>1.故選B.
8.4 解析:由x-y+6=0,得x=y(tǒng)-6.代入圓的
8、方程,并整理,得y2-3 y+6=0.
解得y1=2 ,y2=.所以x1=0,x2=-3.
所以|AB|==2 .
又直線l的傾斜角為30°,由平面幾何知識知在梯形ABDC中,|CD|==4.
9.解:(1)設(shè)圓心C(a,b),a>0,b>0,半徑為r,
則b=3a,r=3a.
則圓心C(a,3a)到直線x-y=0的距離d==a,
則有(a)2+()2=(3a)2.即a2=1.
∵a>0,∴a=1.
∴圓心C(1,3),半徑為3.
∴圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-1)2+(y-3)2=9.
(2)∵直線l:kx-y-2k+5=0,即(x-2)k-(y-5)=0.
∴直線l過定點
9、M(2,5).
∴|CM|=,kCM=2.當(dāng)弦長最短時,直線l與直線CM垂直,即kl=-.
∴直線l的方程為x+2y-12=0.
最短弦長為2=4.
10.解:(1)方程x2+y2-2x-4y+m=0變形為(x-1)2+(y-2)2=5-m.
若此方程表示圓,則5-m>0,即m<5.
(2)由消去x,
得(4-2y)2+y2-2(4-2y)-4y+m=0,
即5y2-16y+m+8=0.
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),則
由OM⊥ON知·=-1.
即x1x2+y1y2=0.又代入上式,
得(4-2y1)(4-2y2)+y1y2=0,
即16-8(y1+y2)+
10、5y1y2=0.
將①②代入上式,得16-8×+5×=0.
解得m=.
(3)將m=代入5y2-16y+m+8=0,
得25y2-80y+48=0.解得y1=,y2=.
∴x1=4-2y1=-,x2=4-2y2=.
∴M,N.
∴MN的中點C的坐標(biāo)為,
|MN|==.
∴所求圓的半徑為.
∴所求圓的方程為2+2=.
11.解:(1)圓C1:x2+y2-6x+5=0化為(x-3)2+y2=4,所以圓C1的圓心坐標(biāo)為(3,0).
(2)設(shè)線段AB的中點為M(x0,y0),
由圓的性質(zhì)可得C1Μ垂直于直線l.
設(shè)直線l的方程為y=mx(易知直線l的斜率存在),
所以kC
11、1Μ·m=-1,y0=mx0.
所以·=-1.
所以x-3x0+y=0,即2+y=.
因為動直線l與圓C1相交,所以<2.
所以m2<.
所以y=m2x或x0<0.
又因為0