问题
解答题
设圆C1的方程为(x+2)2+(y-3m-2)2=4m2,直线l的方程为y=x+m+2.
(1)若m=1,求圆C1上的点到直线l距离的最小值;
(2)求C1关于l对称的圆C2的方程;
(3)当m变化且m≠0时,求证:C2的圆心在一条定直线上,并求C2所表示的一系列圆的公切线方程.
答案
(1)∵m=1,∴圆C1的方程为(x+2)2+(y-5)2=4,直线l的方程为x-y+3=0,
所以圆心(-2,5)到直线l距离为:d=
=2|-2-5+3| 2
>2,2
所以圆C1上的点到直线l距离的最小值为2
-2;(4分)2
(2)圆C1的圆心为C1(-2,3m+2),设C1关于直线l对称点为C2(a,b),
则
解得:
=-1b-3m-2 a+2
=3m+2+b 2
+m+2a-2 2
,a=2m b=m
∴圆C2的方程为(x-2m)2+(y-m)2=4m2;
(3)由
消去m得a-2b=0,a=2m b=m
即圆C2的圆心在定直线x-2y=0上.(9分)
①当公切线的斜率不存在时,易求公切线的方程为x=0;
②当公切线的斜率存在时,设直线y=kx+b与圆系中的所有圆都相切,
则
=2|m|,即(-4k-3)m2+2(2k-1)•b•m+b2=0,|k•2m-m+b| 1+k2
∵直线y=kx+b与圆系中的所有圆都相切,所以上述方程对所有的m值都成立,
所以有:
解之得:-4k-3=0 2(2k-1)b=0 b2=0
,k=- 3 4 b=0
所以C2所表示的一系列圆的公切线方程为:y=-
x,3 4
故所求圆的公切线为x=0或y=-
x.(14分)3 4