题目内容
【题目】已知圆C:(x+2)2+y2=5,直线l:mx﹣y+1+2m=0,m∈R.
(1)求证:对m∈R,直线l与圆C总有两个不同的交点A、B;
(2)求弦AB的中点M的轨迹方程,并说明其轨迹是什么曲线;
(3)是否存在实数m,使得圆C上有四点到直线l的距离为 ?若存在,求出m的范围;若不存在,说明理由.
【答案】
(1)解:圆C:(x+2)2+y2=5,的圆心为C(﹣2,0),半径为 ,所以圆心C到直线l:mx﹣y+1+2m=0的距离 .
所以直线l与圆C相交,即直线l与圆C总有两个不同的交点;
(2)解:设中点为M(x,y),因为直线l:mx﹣y+1+2m=0恒过定点(﹣2,1),
当直线l的斜率存在时, ,又 ,kABkMC=﹣1,
所以 ,化简得 .
当直线l的斜率不存在时,中点M(﹣2,0)也满足上述方程.
所以M的轨迹方程是 ,它是一个以 为圆心,以 为半径的圆.
(3)解:假设存在直线l,使得圆上有四点到直线l的距离为 ,由于圆心C(﹣2,0),半径为 ,则圆心C(﹣2,0)到直线l的距离为
化简得m2>4,解得m>2或m<﹣2.
【解析】(1)根据点到直线的公式,不难判断出圆心到动直线的距离小于半径R,故结论得证,(2)设动点M的坐标为(x,y),由于直线l恒过定点,分类讨论当直线斜率存在和斜率不存在,圆心与M点所在直线与直线AB互相垂直,故可以列出关系式,从而得到轨迹方程,(3)假设存在直线l使得条件成立,表示出圆心到直线l的距离小于半径减去,解出m的范围即可.
【考点精析】利用直线与圆的三种位置关系对题目进行判断即可得到答案,需要熟知直线与圆有三种位置关系:无公共点为相离;有两个公共点为相交,这条直线叫做圆的割线;圆与直线有唯一公共点为相切,这条直线叫做圆的切线,这个唯一的公共点叫做切点.