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已知过点A(0,1)斜率为k的直线l与圆(x-2) 2 +(y-3) 2 =1相交于M,N两点.①求实数k的取值范围;②

答案:2  悬赏:10  手机版
解决时间 2021-03-03 03:43
担订曹寡丨干查吮肠经 已知过点A(0,1)斜率为k的直线l与圆(x-2) 2 +(y-3) 2 =1相交于M,N两点.①求实数k的取值范围;②求线段MN的中点轨迹方程;③求证: AM ? AN 为定值;④若O为坐标原点,且 OM ? ON =12 ,求k的值.
最佳答案
①过点A(0,1)斜率为k的直线l的方程为:y=kx+1,
当直线l与圆相切时,圆心(2,3)到直线l的距离d= |2k-2| 1+ k 2 =r=1,化简得3k 2 -8k+3=0,解得:k= 4± 7 3 ,
因为直线l与圆相交于M,N两点,所以实数k的取值范围为: 4- 7 3 <k< 4+ 7 3 ;
②把直线方程与圆方程联立得 y=kx+1 (x-2) 2 + (y-3) 2 =1 ,消去y得到(1+k 2 )x 2 -4(1+k)x+7=0
设M(x 1 ,y 1 ),N(x 2 ,y 2 ),则x 1 和x 2 为(1+k 2 )x 2 -4(1+k)x+7=0的两个根,
则MN中点横坐标x= x 1 + x 2 2 = 2(1+k) 1+ k 2 ,同理消去x得到关于y的一元二次方程(1+k 2 )y 2 -(2+4k+6k 2 )y+12k 2 +4k+1=0,
得到纵坐标y= y 1 + y 2 2 = 1+2k+3 k 2 1+ k 2 ,
则线段MN的中点轨迹方程为: x= 2(1+k) 1+ k 2 y= 1+2k+3 k 2 1+ k 2 ;
③ AM =(x 1 ,y 1 -1), AN =(x 2 ,y 2 -1),所以 AM ? AN =x 1 x 2 +(y 1 -1)(y 2 -1)=(1+k 2 )x 1 x 2 =7为常数.
④ OM ? ON =x 1 x 2 +y 1 y 2 = 7 1+ k 2 + 12 k 2 +4k+1 1+ k 2 =12,即12k 2 +4k+8=12(1+k 2 ),解得k=1.
全部回答

(1)由题意得:l:  y=kx+1,代入圆的方程并整理得一元二次方程  (k+1)x2-4(k+1)x+7=0,此方程有两个不相等的实数根,所以[-4(k+1)]^2-4*7(k+1)>0,解得k<-1或k>3/4,

(2)因m,n共线,向量am,an的夹角=0,am*an=|am|*|an|*cos0=|am|*|an|,过a作圆的切线at,t为切点,

   则 |am|*|an|=|at|^2,又a为定点,圆为定圆,所以at的长是定值,所以向量am与an的内积是定值。

(3)

因o(2,3),又|at|^2=12,半径r=1,|oa|^2=|at|^2+r^2,所以得:|oa|^2=12+1

好困呀,咱们明天再见。

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