问题 解答题

已知圆C:x2+y2-6x-4y+4=0,直线l1被圆所截得的弦的中点为P(5,3).

①求直线l1的方程.

②若直线l2:x+y+b=0与圆C相交,求b的取值范围.

③是否存在常数b,使得直线l2被圆C所截得的弦的中点落在直线l1上?若存在,求出b的值;若不存在,说明理由.

答案

①∵圆C的方程化标准方程为:(x-3)2+(y-2)2=9,

∴圆心C(3,2),半径r=3.设直线l1的斜率为则k,则

k=-

1
kPC
=-
1
1
2
=-2.

∴直线l1的方程为:y-3=-2(x-5)即2x+y-13=0.

②∵圆的半径r=3,

∴要使直线l2与圆C相交则须有:

|3+2+b|
2
<3,

∴|5|<3

2
于是b的取值范围是:-3
2
-5<b<3
2
-5.

③设直线l2被圆C解得的弦的中点为M(x°,y°),则直线l2与CM垂直,于是有:

y°-2
x°-3
=1,

整理可得:x°-y°-1=0.

又∵点M(x°,y°)在直线l2上,

∴x°+y°+b=0

∴由

x°-y°-1=0
x°+y°+b=0
解得:
x°=
1-b
2
y°=-
1+b
2
代入直线l1的方程得:1-b-
1+b
2
-13=0,

∴b=-

25
3
∈(-3
2
-5,3
2
-5),

故存在满足条件的常数b.

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