已知圆心为C的圆,满足下列条件:圆心C位于x轴正半轴上,与直线3x-4y+7=0相切,且被y轴截得的弦长为2
,圆C的面积小于13.
(Ⅰ)求圆C的标准方程;
(Ⅱ)设过点M(0,3)的直线l与圆C交于不同的两点A,B,以OA,OB为邻边作平行四边形OADB.是否存在这样的直线l,使得直线OD与MC恰好平行?如果存在,求出l的方程;如果不存在,请说明理由.
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(Ⅰ)求圆C的标准方程;
(Ⅱ)设过点M(0,3)的直线l与圆C交于不同的两点A,B,以OA,OB为邻边作平行四边形OADB.是否存在这样的直线l,使得直线OD与MC恰好平行?如果存在,求出l的方程;如果不存在,请说明理由.
分析:(Ⅰ)利用点到直线的距离公式,结合勾股定理,建立方程,根据圆C的面积小于13,即可求圆C的标准方程;
(Ⅱ)分类讨论,设出直线方程与圆的方程联立,利用韦达定理,再假设
∥
,则-3(x1+x2)=y1+y2,即可得出结论.
(Ⅱ)分类讨论,设出直线方程与圆的方程联立,利用韦达定理,再假设
| OD |
| MC |
解答:解:(I)设圆C:(x-a)2+y2=R2(a>0),
由题意知
,解得a=1或a=
,…(3分)
又∵S=πR2<13,
∴a=1,
∴圆C的标准方程为:(x-1)2+y2=4. …(6分)
(Ⅱ)当斜率不存在时,直线l为:x=0不满足题意.
当斜率存在时,设直线l:y=kx+3,A(x1,y1),B(x2,y2),
又∵l与圆C相交于不同的两点,
联立
,消去y得:(1+k2)x2+(6k-2)x+6=0,…(9分)
∴△=(6k-2)2-24(1+k2)=36k2-6k-5>0,
解得k<1-
或k>1+
.
x1+x2=-
,y1+y2=k(x1+x2)+6=
,
=
(
+
)=
(x1+x2,y1+y2),
=(1,-3),
假设
∥
,则-3(x1+x2)=y1+y2,
∴3×
=
,
解得k=
∉(-∞, 1-
)∪(1+
, +∞),假设不成立.
∴不存在这样的直线l. …(13分)
由题意知
|
| 13 |
| 8 |
又∵S=πR2<13,
∴a=1,
∴圆C的标准方程为:(x-1)2+y2=4. …(6分)
(Ⅱ)当斜率不存在时,直线l为:x=0不满足题意.
当斜率存在时,设直线l:y=kx+3,A(x1,y1),B(x2,y2),
又∵l与圆C相交于不同的两点,
联立
|
∴△=(6k-2)2-24(1+k2)=36k2-6k-5>0,
解得k<1-
2
| ||
| 3 |
2
| ||
| 3 |
x1+x2=-
| 6k-2 |
| 1+k2 |
| 2k+6 |
| 1+k2 |
| OD |
| 1 |
| 2 |
| OA |
| OB |
| 1 |
| 2 |
| MC |
假设
| OD |
| MC |
∴3×
| 6k-2 |
| 1+k2 |
| 2k+6 |
| 1+k2 |
解得k=
| 3 |
| 4 |
2
| ||
| 3 |
2
| ||
| 3 |
∴不存在这样的直线l. …(13分)
点评:本题考查圆的方程,考查直线与圆的位置关系,考查韦达定理的运用,考查学生分析解决问题的能力,综合性强.