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数学·选择性必修 第一册(配SJ版)
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一、 求圆的方程
1.求圆的方程的方法
求圆的方程主要是联立圆系方程、圆的标准方程和一般方程,利用待定系数法解题.
2.采用待定系数法求圆的方程的一般步骤
(1)选择圆的方程的某一形式.
(2)由题意得a, b, r(或D, E, F)的方程(组).
(3)解出a, b, r(或D, E, F).
(4)代入圆的方程.
一个圆C和已知圆x2+y2-2x=0相外切,并与直线l:x+ eq \r(3) y=0相切于点M(3,- eq \r(3) ),求圆C的方程.
[自主解答] 由x2+y2-2x=0得(x-1)2+y2=1,故其圆心为(1,0),
半径为1.
∵圆C与圆x2+y2-2x=0相外切,
故两个圆心之间的距离等于半径的和,
又∵圆C与直线l:x+ eq \r(3) y=0相切于点M(3,- eq \r(3) ),
可得圆心C与点M(3,- eq \r(3) )的连线与直线x+ eq \r(3) y=0垂直,其斜率为 eq \r(3) .
设圆C的圆心为(a,b),半径为r,
则 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(b+\r(3),a-3)=\r(3),,\r((a-1)2+b2)=1+\f(|a+\r(3)b|,2),,r=\f(|a+\r(3)b|,2),))
解得a=4,b=0,r=2或a=0,b=-4 eq \r(3) ,r=6,
∴圆C的方程为(x-4)2+y2=4或x2+(y+4 eq \r(3) )2=36.
二、直线与圆的位置关系
圆具有许多重要的几何性质,如圆的切线垂直于经过切点的半径;圆心与弦的中点的连线垂直于弦;切线长定理;直径所对的圆周角是直角等.充分利用圆的几何性质可获得解题途径,减少运算量.另外,对于未给出图形的题目,要边读题边画图,这样能更好地体会圆的几何形状,有助于找到解题思路.
已知直线l:2mx-y-8m-3=0和圆C:x2+y2-6x+12y+20=0.
(1)m∈R时,证明l与C总相交;
(2)m取何值时,l被C截得的弦长最短,求此弦长.
[自主解答] (1)证明 直线l的方程可化为y+3=2m(x-4),
由点斜式可知,直线l过点P(4, -3).
由于42+(-3)2-6×4+12×(-3)+20=-15<0,