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求过直线2x+y+4=0和圆x2+y2+2x-4y+1=0的交点且面积最小的圆的方程.

思路解析:圆的面积最小,实际是圆的半径最小.

解法一:设所求圆的方程为x2+y2+2x-4y+1+λ(2x+y+4)=0,

即x2+y2+2(λ+1)x+(λ-4)y+4λ+1=0.

∴圆的半径r==.

当λ=时,r最小即此时圆的面积最小.

当λ=时,所求圆的方程为x2+y2+x-y+=0.

解法二:当直线与圆的交点为直径的两端点时即圆心在直线2x+y+4=0上时圆的面积最小.

设所求圆的方程为x2+y2+2x-4y+1+λ(2x+y+4)=0,

即x2+y2+2(λ+1)x+(λ-4)y+4λ+1=0.

其圆心坐标为(-λ-1,-).

当圆心在直线2x+y+4=0上时有2(-λ-1)+(-)+4=0.

∴λ=,代入方程,得x2+y2+x-y+=0即为所求.

深化升华

    解法二抓住过直线这一特点,结合平面几何的有关知识,明确了直线过圆心时,所求圆的半径最小.在解决与圆有关问题时,一定要注意结合平面几何知识,以简化运算思维过程.


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科目:高中数学 来源: 题型:

求过直线2x+y+4=0和圆x2+y2+2x-4y+1=0的交点,且满足下列条件之一的圆的方程:
(1)过原点;        
(2)有最小面积.

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