问题
解答题
(理科做)已知圆O:x2+y2=4,点M(1,a)且a>0. (I )若过点M有且只有一条直线l与圆O相切,求a的值及直线l的斜率, (II )若a=
①证明d12+d22为定值; ②求|AC|+|BD|的最大值. |
答案
(Ⅰ)由条件知点M(1,a)在圆O上,
∴1+a2=4,
∴a=±
.3
∵a>0,
∴a=
时,点M为(1,3
),kOM=3
,k切线=-3
,3 3
(Ⅱ)①设圆心O在AC上的射影为R,则d1=|OR|,圆心O在BD上的射影为Q,d2=|OQ|,又过点M的两条弦AC、BD互相垂直,
∴四边形OQMR为矩形,
∴d12+d22=OM2=(
)2+12=3(定值).2
②当AC的斜率为0或不存在时,可求得|AC|+|BD|=2(
+2
),3
当AC的斜率存在且不为0时,
设直线AC的方程为y-
=k(x-1),2
直线BD的方程为y-
=-2
(x-1),1 k
由弦长公式l=2
,r2-d2
可得:|AC|=2
,3k2+2
k+22 k2+1
|BD|=2
,2k2-2
k+32 k2+1
∵|AC|2+|BD|2=4(
+3k2+2
k+22 k2+1
)=20,2k2-2
k+32 k2+1
∴(|AC|+|BD|)2=|AC|2+|BD|2+2|AC|×|BD|≤2(|AC|2+|BD|2)=40,
故|AC|+|BD|≤2
.10
即|AC|+|BD|的最大值为2
.10