问题
解答题
已知直线l:y=kx,圆C:x2+y2-2x-2y+1=0,直线l交圆于P、Q两点,点M(0,b)满足MP⊥MQ.
(I)当b=1时,求k的值;
(II)若k>3时,求b的取值范围.
答案
(1)∵C:x2+y2-2x-2y+1=0∴b=1时,点M(0,1)在圆上.又MP⊥MQ,圆心(1,1)在直线直线l:y=kx上,故k=1
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2).
联立方程组,
⇒(1+k2)x2-2(1+k)x+1=0,⇒x1+x2=y=kx x2+y2-2x-2y+1=0.
,x1x2=2(1+k) 1+k2
.1 1+k2
∵MP⊥MQ∴
•MP
=0,即x1x2+(y1-b)(y2-b)=0.MQ
又y1=kx1,y2=kx2,∴(1+k2)x1x2-kb(x1+x2)+b2=0,
∴(1+k2)
-kb1 1+k2
+b2=0.2(1+k) 1+k2
当b=0时,此式不成立,
从而b+
=1 b
=2+2k2+2k 1+k2
..2(k-1) (k-1)2+2(k-1)+2
又∵k>3,令t=k-1>2,∴b+
=2+1 b
.2 t+
+22 t
令函数g(t)=t+
+2,当t>2时,g′(t)=1-2 t
>0,g(t)>5,从而2<b+2 t2
<1 b
.12 5
解此不等式,可得
<b<1或1<b<6- 11 5
.6+ 11 5