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(示范高中)已知直线l过点M(-3,3),圆N:x2+y2+4y-21=0. (...

(示范高中)已知直线l过点M(-3,3),圆N:x2+y2+4y-21=0.
(1)求截得圆N弦长最长时l的直线方程;
(2)若直线l被圆N所截得的弦长为8,求直线l的方程.
(1)把圆N的方程化为标准方程,找出圆心N的坐标,根据题意可知直线l过圆心时截得的弦最长,故由N及M的坐标确定出直线l的方程即可; (2)设直线l与圆N交于A和B两点的坐标,过圆心N作ND垂直于AB,根据垂径定理得到D为AB的中点,从而得到|DB|=4,接下来分两种情况考虑:第一,直线l的斜率不存在时,可得直线l的方程为x=-3,把x=-3代入圆N的方程中,得到关于y的一元二次方程,求出方程的解得到y的值,经过检验得到y=-6时,弦AB的长为8,符合题意;第二,当直线k的斜率存在时,设出直线l的斜率为k,由M的坐标和设出的斜率k写出直线l的方程,在直角三角形BDN中,由|DB|的长及半径|NB|的长,利用勾股定理求出|ND|的长,然后利用点到直线的距离公式表示出圆心N到直线l的距离d,令d等于求出的|ND|的长列出关于k的方程,求出方程的解得到k的值,确定出直线l的方程,综上,得到所有满足题意的直线l的方程. 【解析】 (1)显然,当直线l通过圆心N时,被截得的弦长最长.(2分) 由x2+y2+4y-21=0化为标准方程为x2+(y+2)2=25, 可得:圆心N(0,-2),又M(-3,3), 故所求直线l的方程为:,即5x+3y+6=0;(4分) (2)设直线l与圆N交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点(如图) 作ND⊥AB交直线l于点D,显然D为AB的中点.且有,(6分) (i)若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为x=-3, 将x=-3代入x2+y2+4y-21=0,得y2+4y-12=0, 解得:y=-6或2, 因此|AB|=|2-(-6)|=8符合题意;(8分) (ii)若直线l的斜率存在,不妨设直线l的方程为y-3=k(x+3)即:kx-y+3k+3=0 由x2+y2+4y-21=0,得N(0,-2),r=5, 因此,(10分) 又因为点N到直线l的距离, 所以,解得:, 此时直线l的方程为:8x+15y-21=0, 综上可知,直线l的方程为8x+15y-21=0或x=-3.(12分)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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