问题
解答题
已知圆C:x2+(y-1)2=5,直线l:mx-y+1-m=0. (1)判断直线l与圆C的位置关系; (2)设l与圆C交与不同两点A、B,求弦AB的中点M的轨迹方程; (3)若定点P(1,1)分弦AB为
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答案
(1)圆C:x2+(y-1)2=5的圆心为C(0,1),半径为
.5
∴圆心C到直线l:mx-y+1-m=0的距离d=
≤|-m| m2+1
=|m| |2m|
<1 2 5
∴直线l与圆C相交;
(2)由直线方程mx-y+1-m=0,得m(x-1)-y+1=0,可知直线l过定点P.
当M与P不重合时,连结CM、CP,则CM⊥MP,
∴|CM|2+|MP|2=|CP|2
设M(x,y)(x≠1),则x2+(y-1)2+(x-1)2+(y-1)2=1,
化简得:x2+y2-x-2y+1=0(x≠1);
当M与P重合时,x=1,y=1也满足上式.
故弦AB中点的轨迹方程是x2+y2-x-2y+1=0.
(3)设A(x1,y1),B(x2,y2),由
=AP PB
,得1 2
=AP 1 2
,PB
∴1-x1=
(x2-1),化简的x2=3-2x1…①1 2
又由
,消去y得:(1+m2)x2-2m2x+m2-5=0…(*)mx-y+1-m=0 x2+(y-1)2=5
∴x1+x2=
…②2m2 1+m2
由①②解得x1=
,代入(*)式解得m=±1,3+m2 1+m2
∴直线l的方程为x-y=0或x+y-2=0.