问题 解答题
已知圆O:x2+y2=4内一点P(0,1),过点P的直线l交圆O于A,B两点,且满足
AP
PB
(λ为参数).
(1)若|AB|=
14
,求直线l的方程;
(2)若λ=2,求直线l的方程;
(3)求实数λ的取值范围.
答案

(I)当直线l的斜率不存在时,|AB|=4,不满足条件.故可设所求直线l的方程为y=kx+1代入圆的方程,

整理得(1+k2)x2+2kx-3=0,

利用弦长公式可求得直线方程为y=x+1或y=-x+1.

(II)当直线l的斜率不存在时,

AP
=3
PB
AP
=
1
3
PB
,不满足条件,故可设所求直线l的方程为y=kx+1

代入圆的方程,整理得(1+k2)x2+2kx-3=0,(*)

设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2为方程(*)的两根,

AP
=2
PB
可得x1=-2x2 ,则有
x1+x2=-x2=
-2k
1+k2
,(1)
x1x2=-2
x22
=-
3
1+k2
,(2)

(1)2÷(2)得

1
2
=
4k2
3(1+k2)
,解得k=±
15
5

所以直线l的方程为y=±

15
5
x+1.

(III)当直线l的斜率不存在时,

AP
=3
PB
AP
=
1
3
PB
,λ=3或或λ=
1
3

当直线l的斜率存在时可设所求直线l的方程为y=kx+1,代入圆的方程,整理得(1+k2)x2+2kx-3=0,(*)

设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2为方程(*)的两根,

AP
PB
可得x1=-λx2

则有

x1+x2=(1-λ)x2=
-2k
1+k2
,(3)
x1x2=-λ
x22
=-
3
1+k2
,(4)
,(3)2÷(4)得
(1-λ)2
λ
=
4k2
3(1+k2)

4k2
3(1+k2)
=
4
3
-
4
3(1+k2)
∈[0,
4
3
),由0≤
(1-λ)2
λ
4
3
,可解得
1
3
<λ<3

所以实数λ的取值范围为

1
3
≤λ≤3.

问答题
单项选择题