13.已知曲线C:x2+y2-4ax+2ay-20+20a=0.
(1)证明:不论a取何实数,曲线C必过定点;
(2)当a≠2时,证明曲线C是一个圆,且圆心在一条直线上;
(3)若曲线C与x轴相切,求a的值.
(1)证明:曲线C的方程可变形为
(x2+y2-20)+(-4x+2y+20)a=0,
由,解得,
点(4,-2)满足C的方程,故曲线C过定点(4,-2).
(2)证明:原方程配方得(x-2a)2+(y+a)2=5(a-2)2,
∵a≠2时,5(a-2)2>0,∴C的方程表示圆心是(2a,-a),半径是|a-2|的圆.
设圆心坐标为(x,y),则有,
消去a得y=-x,故圆心必在直线y=-x上.
(3)解:由题意得|a-2|=|a|,解得a=.
12.已知圆C:x2+y2+2x-4y+3=0.若圆C的切线在x轴和y轴上的截距的绝对值相等,求此切线的方程.
解:∵切线在两坐标轴上截距的绝对值相等,
∴切线的斜率是±1或过原点.
切线不过原点时,设切线方程为y=-x+b或y=x+c,分别代入圆C的方程得2x2-2(b-3)x+(b2-4b+3)=0或2x2+2(c-1)x+(c2-4c+3)=0,
由于相切,则方程有等根,∴Δ1=0,
即[2(b-3)]2-4×2×(b2-4b+3)=-b2+2b+3=0,
∴b=3或-1,
Δ2=0,
即[2(c-1)]2-4×2×(c2-4c+3)=-c2+6c-5=0.
∴c=5或1,
当切线过原点时,设切线为y=kx,即kx-y=0.
由=,得k=2±.
∴y=(2±)x,故所求切线方程为:
x+y-3=0,x+y+1=0,x-y+5=0,x-y+1=0,y=(2±)x.
11.(2008·湖南文)将圆x2+y2=1沿x轴正向平移1个单位后得到圆C,则圆C的方程是____________;若过点(3,0)的直线l和圆C相切,则直线l的斜率是________.
答案:(x-1)2+y2=1 或-
解析:因为圆平移后半径不变,圆心变化,所以圆心(0,0)向右平移1个单位后得到点(1,0),即平移后的圆心C.所以圆C的方程为(x-1)2+y2=1.
设l的方程为y=k(x-3),即kx-y-3k=0.
则=1,∴k=±.
10.(2008·福建)若直线3x+4y+m=0与圆(θ为参数)没有公共点,则实数m的取值范围是________.
答案:(-∞,0)∪(10,+∞)
解析:把圆的参数方程化成普通方程为
(x-1)2+(y+2)2=1,
由已知直线与圆相离,
∴>1,
解得m<0或m>10,故填(-∞,0)∪(10,+∞).
9.(2009·朝阳4月)已知动直线l平分圆C:(x-2)2+(y-1)2=1,则直线l与圆O:(θ为参数)的位置关系是________.
答案:相交
解析:动直线l平分圆C:(x-2)2+(y-1)2=1,即圆心(2,1)在直线上,又圆O:即x2+y2=9,且22+12<9,(2,1)在圆O内,则直线l与圆O:(θ为参数)的位置关系是相交,故填相交.
8.(2009·湖北荆州质检二·8)已知直线x+y+m=0与圆x2+y2=2交于不同的两点A、B,O是坐标原点,|+|≥||,那么实数m的取值范围是( )
A.(-2,-]∪[,2) B.(-2,2)
C.[-,] D.(-2,]
答案:A
解析:由|+|≥=|-|得|+|2≥|-|2,·≥0,0<∠AOB≤,三角形AOB为等腰直角三角形或顶角为锐角的等腰三角形,圆心到直线的距离1≤d<,1≤<,那么实数m的取值范围是(-2,-]∪[,2).故选A.
7.(2009·河南实验中学3月)若直线l:ax+by=1与圆C:x2+y2=1有两个不同交点,则点P(a,b)与圆C的位置关系是( )
A.点在圆上 B.点在圆内
C.点在圆外 D.不能确定
答案:C
解析:直线l:ax+by=1与圆C:x2+y2=1有两个不同交点,则<1,a2+b2>1,点P(a,b)在圆C外部,故选C.
6.(2009·安阳)已知直线x+y=a与圆x2+y2=4交于A、B两点,且|+|=|-|,其中O为原点,则实数a的值为( )
A.2 B.-2
C.2或-2 D.或-
答案:C
解析:由|+|=|-|得|+|2=|-|2,·=0,⊥,三角形AOB为等腰直角三角形,圆心到直线的距离为,=,a=±2,故选C.
5.(2009·西城4月)与直线x-y-4=0和圆x2+y2+2x-2y=0都相切的半径最小的圆的方程是( )
A.(x+1)2+(y+1)2=2 B.(x+1)2+(y+1)2=4
C.(x-1)2+(y+1)2=2 D.(x-1)2+(y+1)=4
答案:C
解析:圆x2+y2+2x-2y=0的圆心为(-1,1),半径为,过圆心(-1,1)与直线x-y-4=0垂直的直线方程为x+y=0,所求圆的圆心在此直线上,排除A、B,圆心(-1,1)到直线x-y-4=0的距离为=3,则所求圆的半径为,故选C.
4.(2009·石家庄一模)过圆x2+y2=1上一点P作切线与x轴,y轴的正半轴交于A、B两点,则|AB|的最小值为( )
A.2 B.3 C. D.
答案:A
解析:设切线方程为+=1(a>0,b>0),则圆心到切线的距离=1,+=1,|AB|===≥2,故选A.
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