如图,已知位于y轴左侧的圆C与y轴相切于点(0,1),且被x轴分成的两段弧长之比为2:1,过点H(0,t)的直线l与圆C

如图,已知位于y轴左侧的圆C与y轴相切于点(0,1),且被x轴分成的两段弧长之比为2:1,过点H(0,t)的直线l与圆C相交于M,N两点,且以MN为直径的圆恰好经过坐标原点O.

(1)求圆C的方程;
(2)当t=1时,求出直线l的方程;
(3)求直线OM的斜率k的取值范围.
asinse 1年前 已收到2个回答 举报

heyulijing 幼苗

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解题思路:(1)由题意可知圆心在直线y=1上,设出圆与x轴的交点分别为A和B,由被x轴分成的两段圆弧长之比为1:2得到∠ACB的度数,根据直角三角形中30°角所对的直角边等于斜边的一半,得到半径AC和CB的长,进而得到圆心C的坐标,根据圆心坐标和圆的半径写出圆C的方程即可;
(2)由t的值得到H的坐标,又直线l的斜率存在,设出直线l的方程,与圆的方程联立即可求出两交点坐标分别设为M和N,由以MN为直径的圆恰好经过坐标原点O,根据直径所对的圆周角为直角,得到
OM
ON
=0,利用两向量垂直时数量积为0,列出关于m的方程,求出方程的解即可得到m的值,写出直线l的方程即可;
(3)设出直线OM的方程,根据直线OM与圆的位置关系是相交,利用点到直线的距离公式表示出圆心到直线OM的距离d,让d小于圆C的半径列出关于k的不等式,求出不等式的解集即可得到k的取值范围.

(1)因为位于y轴左侧的圆C与y轴相切于点(0,1),所以圆心C在直线y=1上,
设圆C与x轴的交点分别为A、B,
由圆C被x轴分成的两段弧长之比为2:1,得∠ACB=[2π/3],
所以CA=CB=2,圆心C的坐标为(-2,1),
所以圆C的方程为:(x+2)2+(y-1)2=4.
(2)当t=1时,由题意知直线l的斜率存在,设直线l方程为y=mx+1,
代入圆的方程,可得M([-4
m2+1,
m2-4m+1
m2+1),N(0,1)
因为以MN为直径的圆恰好经过O(0,0),
所以
/OM]•

ON=m•
m2-4m+1
m2+1=0,
解得m=2±
3,所以所求直线l方程为y=(2±
3)x+1;
(3)设直线MO的方程为y=kx,
由题意知,
|-2k-1|

1+k2≤2,解之得k≤[3/4],
同理得,-[1/k]≤[3/4],解之得k≤-[4/3]或k>0.由(2)知,k=0也满足题意.
所以k的取值范围是(-∞,-[4/3]]∪[0,[3/4]].

点评:
本题考点: 直线和圆的方程的应用.

考点点评: 此题考查学生掌握直线与圆的位置关系,掌握两向量垂直时数量积的值为0,灵活运用点到直线的距离公式化简求值,是一道中档题.

1年前

7

度赛发 幼苗

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OOG037

1年前

2
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