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平面直角坐标系xoy中,直线x-y+1=0截以原点O为圆心的圆所得的弦长为 (1...

平面直角坐标系xoy中,直线x-y+1=0截以原点O为圆心的圆所得的弦长为manfen5.com 满分网
(1)求圆O的方程;
(2)若直线l与圆O切于第一象限,且与坐标轴交于D,E,当DE长最小时,求直线l的方程;
(3)问是否存在斜率为2的直线m,使m被圆O截得的弦为AB,以AB为直径的圆经过原点.若存在,写出直线m的方程;若不存在,说明理由.
(1)利用点到直线的距离公式求出圆心O到直线x-y+1=0的距离,再由已知的弦长,利用垂径定理及勾股定理求出圆O的半径,写出圆O的方程即可; (2)设出直线l的截距式方程,由直线l与圆相切,得到圆心到直线的距离等于圆的半径,列出关系式,表示出DE的平方,将得出的关系式代入,整理后利用基本不等式求出DE平方的最小值,得到此时a与b的值,即可确定出此时直线l的方程; (2)存在斜率为2的直线m,使m被圆O截得的弦为AB,以AB为直径的圆经过原点,理由为:假设存在,设直线m方程为y=2x+b,A(x1,y1),B(x2,y2),将直线m与圆O方程联立组成方程组,消去y得到关于x的一元二次方程,利用根与系数的关系表示出两根之和与两根之积,且得到根的判别式大于0,由以AB为直径的圆过原点,得到⊥,即数量积为0,利用平面向量的数量积运算法则列出关系式,整理后将表示出两根之和与两根之积代入,得到关于b的方程,求出方程的解得到b的值,经检验满足题意,即可得到直线m的方程. 【解析】 (1)∵圆心O到直线x-y+1=0的距离d=,直线截圆所得的弦长为, ∴圆O的半径r==, 则圆O的方程为x2+y2=2; (2)设直线l的方程为+=1(a>0,b>0),即bx+ay-ab=0, ∵直线l与圆O相切,∴圆心到直线的距离d=r,即=, 整理得:+=, 则DE2=a2+b2=2(a2+b2)•(+)=2(2++)≥8, 当且仅当a=b=2时取等号,此时直线l方程为x+y-2=0; (3)存在斜率为2的直线m,使m被圆O截得的弦为AB,以AB为直径的圆经过原点,理由为: 设存在斜率为2的直线m满足题意, 设直线m为y=2x+b,A(x1,y1),B(x2,y2), 联立圆与直线解析式得:, 消去y得:5x2+4bx+b2-2=0, 依题意得:x1+x2=-,x1x2=,△>0, ∵以AB为直径的圆经过原点, ∴⊥,∴x1x2+y1y2=0, 即x1x2+(2x1+b)(2x2+b)=5x1x2+2b(x1+x2)+b2=5×+2b×(-)+b2=0, 整理得:b2=5, 解得:b=±,经检验△>0,符合题意, 则存在斜率为2的直线m满足题意,直线m为:y=2x±.
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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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