题目内容
【题目】已知圆C的方程为:x2+y2﹣2x﹣4y+m=0.
(1)求m的取值范围;
(2)若圆C与直线3x+4y﹣6=0交于M、N两点,且|MN|=2 ,求m的值;
(3)设直线x﹣y﹣1=0与圆C交于A、B两点,是否存在实数m,使得以AB为直径的圆过原点,若存在,求出实数m的值;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)解:∵x2+y2﹣2x﹣4y+m=0,
由D2+E2﹣4F=4+16﹣4m=20﹣4m>0,得m<5,
∴当m<5时,曲线C表示圆
(2)解:∵x2+y2﹣2x﹣4y+m=0,
∴(x﹣1)2+(y﹣2)2=5﹣m,
∴圆心C(1,2),半径r= ,
∵圆心C(1,2)到直线3x+4y﹣6=0的距离d= =1,
又|MN|=2 ,由r2=d2+3,即5﹣m=1+3,
解得m=1
(3)解:假设存在实数m使得以AB为直径的圆过原点,则OA⊥OB,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2+y1y2=0,
由 ,
得2x2﹣8x+5+m=0,
∴△=64﹣8(m+5)=24﹣8m>0,即m<3,又由(1)知m<5,
故m<3,x1+x2=4,x1x2= ,
∴y1y2=(x1﹣1)(x2﹣1)=x1x2﹣(x1+x2)+1= ﹣4+1= ,
∴x1x2+y1y2= + =m+2=0,
∴m=﹣2<3,
故存在实数m使得以AB为直径的圆过原点,m=﹣2
【解析】(1)由D2+E2﹣4F=4+16﹣4m=20﹣4m>0,由求出当m<5时,曲线C表示圆;(2)由已知条件推导出圆心C(1,2),半径r= ,由此利用点到直线的距离公式及弦长公式,结合已知条件能求出m=1;(3)假设存在实数m使得以AB为直径的圆过原点,则OA⊥OB,设A(x1 , y1),B(x2 , y2),则x1x2+y1y2=0,由 ,得2x2﹣8x+5+m=0,由此能求出存在实数m使得以AB为直径的圆过原点.