问题 解答题

已知圆C1的方程为x2+y2-4x+2my+2m2-2m+1=0.

(1)求实数m的取值范围;

(2)求当圆的面积最大时圆C1的标准方程;

(3)求(2)中求得的圆C1关于直线l:x-y+1=0对称的圆C2的方程.

答案

(1)由题意,得:D2+E2-4F=16+4m2-4(2m2-2m+1)>0,

即m2-2m-3<0,∴(m-3)(m+1)<0,∴-1<m<3,

故所求实数m的范围是-1<m<3.

(2)圆的面积最大,即圆的半径最大.

圆的半径r=

1
2
D2+E2-4F
=
1
2
-4m2+8m+12
=
-m2+2m+3

r=

-(m-1)2+4
,因此当m=1时圆的半径最大,且为2,

所以圆C1的方程为x2+y2-4x+2y+1=0,标准方程为(x-2)2+(y+1)2=4.

(3)由(2)可得圆C1的圆心坐标为(2,-1)、半径等于2,设圆C2的坐标为(a,b),

则C1C2的中点为(

a+2
2
b-1
2
),且C1C2的斜率为 k=
b+1
a-2

由题意可得,直线l垂直平分线段C1C2,∴

a+2
2
b-1
2
+1 =0
b+1
a-2
=-1
,解得
a=-2
b=3

故所求的圆C2的方程为 (x+2)2+(y-3)2=4.

解答题
填空题