题目内容

【题目】已知O为坐标原点,设动点M(2,t)(t>0).
(1)若过点P(0,4 )的直线l与圆C:x2+y2﹣8x=0相切,求直线l的方程;
(2)求以OM为直径且被直线3x﹣4y﹣5=0截得的弦长为2的圆的方程;
(3)设A(1,0),过点A作OM的垂线与以OM为直径的圆交于点N,求证:线段ON的长为定值,并求出这个定值.

【答案】
(1)解:圆C:x2+y2﹣8x=0化为(x﹣4)2+y2=16,得到圆心C(4,0),半径r=4.

斜率不存在时,x=0满足题意;

斜率存在时,设切线方程为y=kx+4 ,即kx﹣y+4 =0,

根据圆心到切线的距离等于半径可得4= ,解得k=﹣

故切线方程为y=﹣ x+4

综上所述,直线l的方程为y=﹣ x+4 或x=0


(2)解:以OM为直径的圆的方程为(x﹣1)2+(y﹣ )= +1,

其圆心为(1, ),半径r=

因为以OM为直径的圆被直线3x﹣4y﹣5=0截得的弦长为2

所以圆心到直线3x﹣4y﹣5=0的距离d= = ,解得t=4

所求圆的方程为(x﹣1)2+(y﹣2)2=5


(3)证明:设N(x0,y0),则 =(x0﹣1,y0), =(2,t), =(x0﹣2,y0﹣t), =(x0,y0),

,∴2(x0﹣1)+ty0=0,∴2x0+ty0=2,

又∵ ,∴x0(x0﹣2)+y0(y0﹣t)=0,

∴x02+y02=2x0+ty0=2,

所以| |= = 为定值


【解析】(1)圆C:x2+y2﹣8x=0化为(x﹣4)2+y2=16,得到圆心C(4,0),半径r=4,分类讨论即可求直线l的方程;(2)设出以OM为直径的圆的方程,变为标准方程后找出圆心坐标和圆的半径,由以OM为直径的圆被直线3x﹣4y﹣5=0截得的弦长,过圆心作弦的垂线,根据垂径定理得到垂足为中点,由弦的一半,半径以及圆心到直线的距离即弦心距构成直角三角形,利用点到直线的距离公式表示出圆心到3x﹣4y﹣5=0的距离d,根据勾股定理列出关于t的方程,求出方程的解即可得到t的值,即可确定出所求圆的方程;(3)设出点N的坐标,由 得到两向量的数量积为0,利用平面向量的数量积的运算法则表示出一个关系式,又 ,同理根据平面向量的数量积的运算法则得到另一个关系式,把前面得到的关系式代入即可求出线段ON的长,从而得到线段ON的长为定值.

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