已知圆O:x2+y2=4和圆C:x2+(y-4)2=1.

已知圆O:x2+y2=4和圆C:x2+(y-4)2=1.
(Ⅰ)判断圆O和圆C的位置关系;
(Ⅱ)过圆C的圆心C作圆O的切线l,求切线l的方程;
(Ⅲ)过圆C的圆心C作动直线m交圆O于A,B两点.试问:在以AB为直径的所有圆中,是否存在这样的圆P,使得圆P经过点M(2,0)?若存在,求出圆P的方程;若不存在,请说明理由.
baiye11 1年前 已收到1个回答 举报

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解题思路:(Ⅰ)求出两圆的半径和圆心距,由此能判断两圆的位置关系.
(Ⅱ)设切线l的方程为:y=kx+4,由圆心O到直线l的距离等于半径,能求出切线l的方程.
(Ⅲ)当直线m的斜率不存在时,直线m经过圆O的圆心O,由此得到圆O是满足题意的圆;当直线m的斜率存在时,设直线m:y=kx+4,由
x2+y2=4
y=kx+4
,消去y整理,得(1+k2)x2+8kx+12=0,由此求出存在以AB为直径的圆P满足题意.从而能求出在以AB为直径的所有圆中,存在圆P:5x2+5y2-16x-8y+12=0或x2+y2=4,使得圆P经过点M(2,0).

(Ⅰ)因为圆O的圆心O(0,0),半径r1=2,圆C的圆心C(0,4),半径r2=1,
所以圆O和圆C的圆心距|OC|=|4-0|>r1+r2=3,
所以圆O与圆C相离.…(3分)
(Ⅱ)设切线l的方程为:y=kx+4,即kx-y+4=0,
所以O到l的距离d=
|0+0+4|

k2+1=2,解得k=±
3.
所以切线l的方程为
3x−y+4=0或
3x+y−4=0…(7分)
(Ⅲ)ⅰ)当直线m的斜率不存在时,直线m经过圆O的圆心O,
此时直线m与圆O的交点为A(0,2),B(0,-2),
AB即为圆O的直径,而点M(2,0)在圆O上,
即圆O也是满足题意的圆…(8分)
ⅱ)当直线m的斜率存在时,设直线m:y=kx+4,


x2+y2=4
y=kx+4,消去y整理,得(1+k2)x2+8kx+12=0,
由△=64k2-48(1+k2)>0,得k>
3或k<−

点评:
本题考点: 圆与圆的位置关系及其判定;直线与圆锥曲线的综合问题.

考点点评: 本题考查两圆位置关系的判断,考查圆的切线方程的求法,考查满足条件的圆是否存在的判断与求法,解题时要认真审题,注意两点间距离公式的合理运用.

1年前

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