高一 数学 直线与圆2 请详细解答,谢谢! (9 18:23:13)

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/04 16:28:08
圆C:(x-1)2+(y-2)2=25,直线L:(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0.
1.求证:直线L恒过定点
2.判断直线L被圆C截得的弦何时最长,最短?并求截得的弦长最短时m的值以及最短长度。

(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0
(2x+y-7)m=4-x-y
若2x+y-7=4-x-y=0
则无论m取何值都成立
所以x=3,y=1
所以L恒过A(3,1)

圆心(1,2),半径r=5
圆心距=|(2m+1)+2(m+1)-7m-4|/√[(2m+1)^+(m+1)^2]
=|3m+1|/√(5m^2+6m+2)
则(弦长的一半)^2=r^2-圆心距^2
所以就是求圆心距^2的最大值
圆心距^2=a=(3m+1)^2/(5m^2+6m+2)
=(9m^2+6m+1)/(5m^2+6m+2)
5am^2+6am+2a=9m^2+6m+1
(5a-9)m^2+(6a-6)m+(2a-1)=0
这个方程有解必须
(6a-6)^2-4(5a-9)(2a-1)≥0
a^2-5a≤0
0≤a≤5
所以圆心距最大=√5
所以此时弦长的一半=2√5
所以弦长的最小值=4√5
把a=5代入(5a-9)m^2+(6a-6)m+(2a-1)=0
(4m+3)^2=0
m=-3/4

1、直线L的方程可变为(2m+1)(x-3)+(m+1)(y-1)=0,由此可得直线恒过定点(3,1)。
2、因为点(3,1)在圆C内部,由平面几何知识可知,当弦为圆的直径时最长。此时有:(2m+1)+2(m+1)-7m-4=0,解得m=-1/3;此时直线L的斜率为-1/2,当弦的斜率为2时最短,此时,m=-3/4,最短弦为2√(25-4-1)=4√5。
综合可知,m=-1/3时弦最长为10;m=-3/4时弦最短为4√5。

这是不是试卷的题啊~~很普通的一道题啊 ~~~