问题 解答题

在平面直角坐标系xoy中,设二次函数f(x)=x2+2x+b(x∈R)的图象与两坐标轴有三个不同的交点.经过这三个交点的圆记为C.

(I)求实数b的取值范围;

(II)求圆C的一般方程;

(III)圆C是否经过某个定点(其坐标与b无关)?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.

答案

(I)令x=0得抛物线与y轴交点是(0,b);令f(x)=x2+2x+b,由题意b≠0,

且△=4-4b>0,解得b<1,且b≠0.

即实数b的取值范围 {b|b<1,且b≠0 }.

(II)设所求圆的一般方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,则此圆和坐标轴有3个交点,

即f(x)=x2+2x+b(x∈R)的图象与两坐标轴的三个交点.

令y=0得,x2+Dx+F=0,由题意可得,这与x2+2x+b=0是同一个方程,故D=2,F=b.

令x=0得,y2+Ey+F=0,由题意可得,此方程有一个根为b,代入此方程得出E=-b-1,

所以圆C的一般方程为x2+y2+2x-(b+1)y+b=0.

(III)圆C过定点(0,1)和(-2,1). 证明如下:

法1,直接将点的坐标代入验证,可得点(0,1)和(-2,1)的坐标是

圆的方程x2+y2+2x-(b+1)y+b=0 的解,

故圆C过定点(0,1)和(-2,1).

法2,圆C的方程改写为x2+y2+2x-y-b(y-1)=0,令

x2+y2+2x-y=0
y=1

解得

x=0
y=1
x=-2
y=1
,故圆C 过定点(0,1)和(-2,1).

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