332?A.?, ?22?333?C.?, ?22?
B.?
323?
?2,2?333?
?2,2?
D.?
→→
解析:选D.设P(a,b)为圆上一点,由题意知,AP·BP=0,即(a+t)(a-t)+b2=0,a2-t2+b2=0,所以t2=a2+b2=|OP|2,|OP|max=2+1=3,即t的最大值为3,此时kOP=
3
,OP3
3333333?
所在直线的倾斜角为30°,所以点P的纵坐标为,横坐标为3×=,即P?.
222?2,2?6.过原点且与直线6x-3y+1=0平行的直线l被圆x2+(y-3)2=7所截得的弦长为________.
解析:由题意可得l的方程为2x-y=0,因为圆心(0,3)到l的距离d=弦长=2r2-d2=2
7-1=26.
3
=1,所以所求3
答案:26
7.在平面直角坐标系中,A,B分别是x轴和y轴上的动点,若以AB为直径的圆C与直线2x+y-4=0相切,则圆C面积的最小值为________.
解析:因为∠AOB=90°,所以点O在圆C上.设直线2x+y-4=0与圆C相切于点D,则点C与点O间的距离等于它到直线2x+y-4=0的距离,所以点C在以O为焦点,以直线2x+y-4=0为准线的抛物线上,所以当且仅当O,C,D共线时,圆的直径最小为|OD|.又|OD||2×0+0-4|42?242?==,所以圆C的最小半径为,所以圆C面积的最小值为π=π.
?5?55554
答案:π
5
8.如图,已知圆C与x轴相切于点T(1,0),与y轴正半轴交于两点A,B(B在A的上方),且|AB|=2.则圆C在点B处的切线在x轴上的截距为________.
解析:如图,先求出点B的坐标,进而求出圆C在点B处的切线方程,再求切线在x轴上的截距.
令(x-1)2+(y-2)2=2中的x=0,解得y=2±1,故B(0,2+1).直线BC的斜率为
2+1-20-1
=-1,故切线的斜率为1,切线方程为y=x
+2+1.令y=0,解得x=-2-1,故所求截距为-2-1. 答案:-2-1
9.已知圆C:(x-1)2+(y+2)2=10,求满足下列条件的圆的切线方程. (1)过切点A(4,-1);
(2)与直线l2:x-2y+4=0垂直.
-2+11
解:(1)因为kAC==,所以过切点A(4,-1)的切线斜率为-3,所以过切点A(4,-
31-41)的切线方程为y+1=-3(x-4),即3x+y-11=0.
|2-2+m|
(2)设切线方程为2x+y+m=0,则=10,所以m=±52,所以切线方程为2x+
5y±52=0.
10.圆O1的方程为x2+(y+1)2=4,圆O2的圆心坐标为(2,1). (1)若圆O1与圆O2外切,求圆O2的方程;
(2)若圆O1与圆O2相交于A,B两点,且|AB|=22,求圆O2的方程. 解:(1)因为圆O1的方程为x2+(y+1)2=4, 所以圆心O1(0,-1),半径r1=2.
设圆O2的半径为r2,由两圆外切知|O1O2|=r1+r2. 又|O1O2|=
(2-0)2+(1+1)2=22,
所以r2=|O1O2|-r1=22-2.
所以圆O2的方程为(x-2)2+(y-1)2=12-82. (2)设圆O2的方程为(x-2)2+(y-1)2=r22, 又圆O1的方程为x2+(y+1)2=4,
相减得AB所在的直线方程为4x+4y+r22-8=0. 设线段AB的中点为H, 因为r1=2,所以|O1H|=
2
r21-|AH|=2.
2
|4×0+4×(-1)+r22-8||r2-12|
又|O1H|==,
22424+4
|r22-12|2
所以=2,解得r22=4或r2=20.
42
所以圆O2的方程为(x-2)2+(y-1)2=4或(x-2)2+(y-1)2=20.
1.(2018·安徽芜湖六校联考)在平面直角坐标系xOy中,点A(0,3),直线l:y=2x-4,设圆C的半径为1,圆心在l上.若圆C上存在点M,使MA=2MO,则圆心C的横坐标a的取值范围是( ) 120,? A.?5??121,? C.?5??
解析:选A.因为圆心在直线y=2x-4上, 所以圆C的方程为(x-a)2+[y-2(a-2)]2=1. 设点M(x,y),因为MA=2MO,所以=0,即x2+(y+1)2=4,
所以点M在以D(0,-1)为圆心,2为半径的圆上.
由题意,点M(x,y)在圆C上,所以圆C与圆D有公共点,则|2-1|≤CD≤2+1,即1≤由由
a2+(2a-3)2≤3.
a2+(2a-3)2≥1得5a2-12a+8≥0,解得a∈R; 12a2+(2a-3)2≤3得5a2-12a≤0,解得0≤a≤.
5
x2+(y-3)2=2x2+y2,化简得x2+y2+2y-3B.[0,1] 120,? D.?5??
12
0,?.故选A. 所以点C的横坐标a的取值范围为?5??
2.(2018·广东省五校协作体第一次诊断考试)两圆x2+y2+2ax+a2-4=0和x2+y2-4by-111
+4b2=0恰有三条公切线,若a∈R,b∈R且ab≠0,则2+2的最小值为________.
ab解析:两圆x2+y2+2ax+a2-4=0和x2+y2-4by-1+4b2=0配方得,(x+a)2+y2=4,x2+(y-2b)2=1,依题意得两圆相外切,故
11
a2+4b2=1+2=3,即a2+4b2=9,2+2=
aba24b2a24b2222×2=1,当且仅当2=2,即a=2b9b9a9b9a
?a+4b??12+12?=1+a2+4b2+4≥5+2
?99??ab?99b9a99
11
时等号成立,故2+2的最小值为1.
ab
2222
答案:1
3.(2017·高考全国卷Ⅲ)已知抛物线C:y2=2x,过点(2,0)的直线l交C于A,B两点,圆M是以线段AB为直径的圆. (1)证明:坐标原点O在圆M上;
(2)设圆M过点P(4,-2),求直线l与圆M的方程. 解:(1)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),l:x=my+2.
??x=my+2,由?可得y2-2my-4=0,则y1y2=-4. ?y2=2x?
(y1y2)2y2y212又x1=,x2=,故x1x2==4.
224
y1y2-4
因此OA的斜率与OB的斜率之积为·==-1,所以OA⊥OB.故坐标原点O在圆M
x1x24上.
(2)由(1)可得y1+y2=2m,x1+x2=m(y1+y2)+4=2m2+4. 故圆心M的坐标为(m2+2,m),圆M的半径 r=
(m2+2)2+m2.
→→
由于圆M过点P(4,-2),因此AP·BP=0, 故(x1-4)(x2-4)+(y1+2)(y2+2)=0, 即x1x2-4(x1+x2)+y1y2+2(y1+y2)+20=0. 由(1)可得y1y2=-4,x1x2=4.
1
所以2m2-m-1=0,解得m=1或m=-.
2
当m=1时,直线l的方程为x-y-2=0,圆心M的坐标为(3,1),圆M的半径为10,圆M的方程为(x-3)2+(y-1)2=10.
91185,-?,当m=-时,直线l的方程为2x+y-4=0,圆心M的坐标为?圆M的半径为,2??4249185
x-?+?y+?=. 圆M的方程为??4??2?16
4.(2018·湖南东部六校联考)已知直线l:4x+3y+10=0,半径为2的圆C与l相切,圆心C在x轴上且在直线l的右上方.
2
2
(1)求圆C的方程;
(2)过点M(1,0)的直线与圆C交于A,B两点(A在x轴上方),问在x轴正半轴上是否存在定点N,使得x轴平分∠ANB?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由. |4a+10|5
解:(1)设圆心C(a,0)(a>-),则=2?a=0或a=-5(舍).所以圆C:x2+y2=4.
25(2)当直线AB⊥x轴时,x轴平分∠ANB,此时N点的横坐标恒大于0即可.
当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=k(x-1),N(t,0),A(x1,y1),B(x2,y2),
22
??x+y=4由?得,(k2+1)x2-2k2x+k2-4=0, ?y=k(x-1)?
所以x1+x2=k(x1-1)x1-t
2k2k+1
2
,x1x2=
k2-4k+1
2
.若x轴平分∠ANB,则kAN=-kBN?
2(k2-4)k2+1
y1x1-t
+
y2x2-t
=
0?+
k(x2-1)x2-t
=0?2x1x2-(t+1)(x1+x2)+2t=0?-
2k2(t+1)k2+1
+
2t=0?t=4,
所以当点N为(4,0)时,能使得∠ANM=∠BNM总成立.