(2007广州市水平测试)已知圆C经过坐标原点,且与直线x-y+2=0相切,切点为A(2,4). (1)求圆C的方程; (2)若斜率为-1的直线l与圆C相交于不同的两点M、N,求
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(本小题满分14分)
(1)解法一:设圆C的圆心为C,依题意得直线AC的斜率kAC=-1,
∴直线AC的方程为y-4=-(x-2),即x+y-6=0.
∵直线OA的斜率kOA=
=2,4 2
∴直线OA的垂直平分线为y-2=-
(x-1),即x+2y-5=0.1 2
解方程组
得圆心C的坐标为(7,-1).x+y-6=0 x+2y-5=0
圆的半径为r=|AC|=
=5(7-2)2+(-1-4)2
,2
圆的方程为(x-7)2+(y+1)2=50.
解法二:设圆C的方程为(x-a)2+(y-b)2=r2,
依题意得
,(2-a)2+(4-b)2=r2
=r|a-b+2| 2 a2+b2=r2
解得
圆的方程为(x-7)2+(y+1)2=50.a=7 b=-1 r=5 2
解法三:设圆心C的坐标为(a,b).
依题意得
,
×1=-1b-4 a-2
=a2+b2 (a-2)2+(b-4)2
解得
,a=7 b=-1
∴圆心C的坐标为(7,-1).
∴圆C的半径为r=|OC|=
=572+(-1)2
.圆的方程为(x-7)2+(y+1)2=50.2
(2)设直线l的方程为y=-x+m,M(x1,y1),N(x2,y2).
由
,y=-x+m (x-7)2+(y+1)2=50
消去y得2x2-(2m+16)x+m2+2m=0.
∴x1+x2=m+8, x1x2=
.m2+2m 2
∴
•AM
=(x1-2)(x2-2)+(y1-4)(y2-4)=(x1-2)(x2-2)+(-x1+m-4)(-x2+m-4)=2x1x2-(m-2)(x1+x2)+(m-4)2+4=m2+2m-(m-2)(m+8)+(m-4)2+4=m2-12m+36=(m-6)2.AN
∵直线l与圆C相交于不同两点,
∴
<5|7-1-m| 2
.2
∴-4<m<16.
∴
•AM
的取值范围是[0,100).…(14分)AN