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(本小题8分)已知圆C过点M(0,-2)、N(3,1),且圆心C在直线x+2y+1=0上.

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/11 15:55:24
(本小题8分)已知圆C过点M(0,-2)、N(3,1),且圆心C在直线x+2y+1=0上.
(1)求圆C的方程;
(2)设直线ax-y+1=0与圆C交于A,B两点,是否存在实数a,使得过点P(2,0)的直线l垂直平分弦AB?若存在,求出实数a的值;若不存在,请说明理由.
(本小题8分)已知圆C过点M(0,-2)、N(3,1),且圆心C在直线x+2y+1=0上.
(1)圆C的方程为:x 2 +y 2 -6x+4y+4=0;
(2)不存在实数 ,使得过点 的直线l垂直平分弦

此题考查了利用待定系数法求圆的一般式方程,垂直平分线的性质及方程与函数的综合.此题第二问利用的方法是反证法,此方法的步骤为:先否定结论,然后利用正确的推理得出与已知,定理及公理矛盾,得到假设错误,故原结论成立
(1)设出圆的一般式方程,表示出圆心坐标,把圆心坐标代入到直线x+2y+1=0中得到一个关于D,E及F的方程,然后把M与N的坐标代入所设的圆的方程,得到两个关于E,F及D的方程,三个方程联立即可求出D,E及F的值,确定出圆C的方程;
(2)利用反证法,先假设满足题意得点存在,根据线段垂直平分线的性质得到圆心C必然在直线l上,由点C与点P的坐标求出直线PC的斜率,根据两直线垂直时斜率的乘积为-1,求出直线AB的斜率,进而求出实数a的值,然后由已知直线ax-y+1=0,变形得到y=ax+1,代入(1)中求出的圆C的方程,消去y得到关于x的一元二次方程,根据直线与圆有两个交点,得到根的判别式大于0,即可求出a的取值范围,发现求出的a的值不在此范围中,故假设错误,则不存在实数a,使得过点P(2,0)的直线l垂直平分弦AB.
(1)设圆C的方程为:x 2 +y 2 +Dx+Ey+F=0
则有       …………………2分
解得        
∴圆C的方程为:x 2 +y 2 -6x+4y+4=0 …………4分
(2)设符合条件的实数 存在,
由于l垂直平分弦 ,故圆心 必在l上.
所以l的斜率
, 所以 .       …………5分
把直线ax-y+1="0" 即y="ax" +1.代入圆 的方程,
消去 ,整理得
由于直线 交圆 两点,

,解得
则实数 的取值范围是 .…………………7分
由于
故不存在实数 ,使得过点 的直线l垂直平分弦 .………8分