已知A(-2,0),B(2,0),C(M,N)若m=1,根号3,求三角形的外接圆的方程,若以线段AB为直径的圆O过点C,直线X=2交直线AC于点R线段BR中点为D,判断直线CD与圆O的位置关系,并证明你的结论

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/05 13:02:42
已知A(-2,0),B(2,0),C(M,N)若m=1,根号3,求三角形的外接圆的方程,若以线段AB为直径的圆O过点C,直线X=2交直线AC于点R线段BR中点为D,判断直线CD与圆O的位置关系,并证明你的结论

已知A(-2,0),B(2,0),C(M,N)若m=1,根号3,求三角形的外接圆的方程,若以线段AB为直径的圆O过点C,直线X=2交直线AC于点R线段BR中点为D,判断直线CD与圆O的位置关系,并证明你的结论
已知A(-2,0),B(2,0),C(M,N)若m=1,根号3,求三角形的外接圆的方程,若以线段AB为直径的圆O过点C,直线X=2交直线AC于点R线段BR中点为D,判断直线CD与圆O的位置关系,并证明你的结论

已知A(-2,0),B(2,0),C(M,N)若m=1,根号3,求三角形的外接圆的方程,若以线段AB为直径的圆O过点C,直线X=2交直线AC于点R线段BR中点为D,判断直线CD与圆O的位置关系,并证明你的结论
圆的一般方程;直线与圆的位置关系.
专题:计算题;综合题;直线与圆.
分析:(1)法1:设所求圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,依题意,求得D,E,F即可;
法2:可求得线段AC的中点为(-
1
2
,
3
2
),直线AC的斜率为k1=
3
3
及线段AC的中垂线的方程,从而可求△ABC的外接圆圆心及半径为r;
法3:可求得|OC|=2,而|OA|=|OB|=2,从而知△ABC的外接圆是以O为圆心,2为半径的圆;
法4:直线AC的斜率为k1=
3
3
,直线BC的斜率为k2=-
3
,由k1•k2=-1⇒AC⊥BC,⇒△ABC的外接圆是以线段AB为直径的圆;
(2)设点R的坐标为(2,t),由A,C,R三点共线,而
AC
=(m+2,n),
AR
=(4,t),则4n=t(m+2)可求得t=
4n
m+2
,继而可求得直线CD的方程,于是可求得圆心O到直线CD的距离d=r,从而可判断直线CD与圆O相切.
(1)法1:设所求圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
由题意可得
4−2D+F=0
4+2D+F=0
1+3+D+
3
E+F=0
,解得D=E=0,F=-4,
∴△ABC的外接圆方程为x2+y2-4=0,即x2+y2=4.-----------------(6分)
法2:线段AC的中点为(-
1
2
,
3
2
),直线AC的斜率为k1=
3
3
,
∴线段AC的中垂线的方程为y-
3
2
=-
3
(x+
1
2
),
线段AB的中垂线方程为x=0,
∴△ABC的外接圆圆心为(0,0),半径为r=2,
∴△ABC的外接圆方程为x2+y2=4.-----------------(6分)
法3:∵|OC|=
(1−0)2+(
3
−0)2
=2,而|OA|=|OB|=2,
∴△ABC的外接圆是以O为圆心,2为半径的圆,
∴△ABC的外接圆方程为x2+y2=4.-----------------(6分)
法4:直线AC的斜率为k1=
3
3
,直线BC的斜率为k2=-
3
,
∴k1•k2=-1,即AC⊥BC,
∴△ABC的外接圆是以线段AB为直径的圆,
∴△ABC的外接圆方程为x2+y2=4.-----------------(6分)
(2)由题意可知以线段AB为直径的圆的方程为x2+y2=4,设点R的坐标为(2,t),
∵A,C,R三点共线,

AC

AR
,----------------(8分)

AC
=(m+2,n),
AR
=(4,t),则4n=t(m+2),
∴t=
4n
m+2
,
∴点R的坐标为(2,
4n
m+2
),点D的坐标为(2,
2n
m+2
),-----------------(10分)
∴直线CD的斜率为k=
n−
2n
m+2
m−2
=
(m+2)n−2n
m2−4
=
mn
m2−4
,
而m2+n2=4,∴m2-4=-n2,
∴k=
mn
−n2
=-
m
n
,-----------------(12分)
∴直线CD的方程为y-n=-
m
n
(x-m),化简得mx+ny-4=0,
∴圆心O到直线CD的距离d=
4
m2+n2
=
4
4
=2=r,
所以直线CD与圆O相切.-----------------(14分)