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已知数列{an}与圆C1:x2+y2-2anx+2an+1y-1=0和圆C2:x2+y2+2x+2y-2=0,若圆C1与

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:2024/11/17 16:05:30
已知数列{an}与圆C1:x2+y2-2anx+2an+1y-1=0和圆C2:x2+y2+2x+2y-2=0,若圆C1与圆C2交于A,B两点且这两点平分圆C2的周长.(1)求证:数列{an}是等差数列;(2)若a1=-3,则当圆C1的半径最小时,求出圆C1的方程.(3)若圆C3为(2)中求出的圆C1的同心圆,且半径为2.设P为平面上的点,满足:存在过点P的无穷多对互相垂直的直线l1和l2,它们分别与圆C2和C3相交,且直线l1被圆C2截得的弦长与直线l2被圆C3截得的弦长相等,试求所有满足条件的点P的坐标(前两题做铺垫,关键是第三题,)
已知数列{an}与圆C1:x2+y2-2anx+2an+1y-1=0和圆C2:x2+y2+2x+2y-2=0,若圆C1与
(1)C1:x2+y2-2anx+2a(n+1)y-1=0,C2:x2+y2+2x+2y-2=0.
两式相减,得2(an+1)x+2(1-a(n+1))y-1=0.为AB所在直线方程.
又∵A、B所在直线平分C2的周长∴AB为直径,则C2(-1,-1)在直线AB上.
带入C2(-1,-1),得-2an-2-2+2a(n+1)-1=0,整理得a(n+1)=an+5/2.
综上,an是公差为5/2的等差数列.
(2)a1=-3,则an=a1+(n-1)d=5/2n-11/2.
C1:(x-an)^2+(y+a(n+1))^2=an^2+(a(n+1))^2+1.
r=根号下(an^2+(a(n+1))^2+1)≥根号下(2ana(n+1)+1).
an^2=(a(n+1))^2时等号成立,(5/2n-11/2)^2=(5/2n-3)^2.
则n=2时,半径最小为根号下(21/4),圆心(-1/2,-2).
综上,圆C1的方程为(x+1/2)^2+(y+2)^2=21/4.
(3)设P(m,n),l1:y-n=k(x-m),l2:y-n=-1/k(x-m).
据题意,得C3:(x+1/2)^2+(y+2)^2=4,C2:(x+1)^2+(y+1)^2=4.
∵弦长相等,r3=r2∴由垂径定理得d2=d3.
l1:y-kx+km-n=0,l2:ky+x+m-kn=0
则d2=|km-n-1/2k-2|/根号下(k^2+1),d3=|m-kn-k-1|/根号下(k^2+1).
则km-n-1/2k-2=m-kn-k-1或km-n-1/2k-2=-(m-kn-k-1).
得(m-1/2+n+1)k=n+m+1,或(m-1/2-n-1)k=n-m+3.
因为关于k有无数多解,
则m-1/2+n+1=0,n+m+1=0.或m-1/2-n-1=0,n-m+3=0.
解之得P(0,0).(第二个不存在).
因为没草稿纸都是口算的,所以很可能算错了,你自己再验算一下吧,反正方法就是这样.
对了,你这个题原型是江苏高考2009第18题,