问题 解答题
已知圆心在直线y=2x上的圆C经过点M(-1,1),且该圆被x轴截得的弦长为2.
(1)求圆C的方程;
(2)是否存在过圆心C的两条互相垂直的直线,使得点M到这两条直线的距离之积为
3
2
,若存在,请求出满足条件的直线方程;若不存在,请说明理由.
答案

(1)∵圆心在直线y=2x上,

∴设圆C的方程为(x-a)2+(y-2a)2=r2,…①

又∵圆C经过点(-1,1),

∴(-1-a)2+(1-2a)2=r2,…②

又∵圆C被x轴截得的弦长为2,

∴1+(2a)2=r2,…③

由①②③解得a=1,r2=5,

则圆C的方程为(x-1)2+(y-2)2=5;                 

(2)由(1)知圆C的方程为(x-1)2+(y-2)2=5,圆心C(1,2),

假设存在互相垂直的两条直线满足条件,

当一条直线的斜率不存在,另一条直线斜率为0时,

点(-1,1)到两条垂直直线的距离之积为2≠

3
2
,不符合题意;

当它们的斜率均存在时,

分别设为y-2=k(x-1),y-2=-

1
k
(x-1),即kx-y+2-k=0,x+ky-2k-1=0,

|-2k+1|
1+k2
|-k-2|
1+k2
=
3
2
,即
|2k2+3k-2|
1+k2
=
3
2

2k2+3k-2
1+k2
=
3
2
时,即k2+6k-7=0,解得:k=1或k=-7;

2k2+3k-2
1+k2
=-
3
2
时,即7k2+6k-1=0,解得:k=-1或k=
1
7

则存在互相垂直的两条直线方程分别为x-y+1=0,x+y-3=0或x-7y+13=0,7x+y-9=0.

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