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
AP
PB
=
1
2
,求此时直线l的方程.
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
=
1
2
,得
AP
=
1
2
PB

1-x1=

1
2
(x2-1),化简的x2=3-2x1…①

又由

mx-y+1-m=0
x2+(y-1)2=5
,消去y得:(1+m2)x2-2m2x+m2-5=0…(*)

x1+x2=

2m2
1+m2
…②

由①②解得x1=

3+m2
1+m2
,代入(*)式解得m=±1,

∴直线l的方程为x-y=0或x+y-2=0.

单项选择题
填空题