题目内容
已知圆C:x2+(y-2)2=5,直线l:mx-y+1=0.
(1)求证:对m∈R,直线l与圆C总有两个不同交点;
(2)若圆C与直线l相交于A,B两点,求弦AB的中点M的轨迹方程.
(1)求证:对m∈R,直线l与圆C总有两个不同交点;
(2)若圆C与直线l相交于A,B两点,求弦AB的中点M的轨迹方程.
(1)见解析 (2)x2+(y-)2=
(1)解法一:直线mx-y+1=0恒过定点(0,1),且点(0,1)在圆C:x2+(y-2)2=5的内部,
所以直线l与圆C总有两个不同交点.
解法二:联立方程,消去y并整理,得
(m2+1)x2-2mx-4=0.
因为Δ=4m2+16(m2+1)>0,所以直线l与圆C总有两个不同交点.
解法三:圆心C(0,2)到直线mx-y+1=0的距离d==≤1<,
所以直线l与圆C总有两个不同交点.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x,y),联立直线与圆的方程得(m2+1)x2-2mx-4=0,
由根与系数的关系,得x==,
由点M(x,y)在直线mx-y+1=0上,当x≠0时,得m=,代入x=,得x[()2+1]=,
化简得(y-1)2+x2=y-1,即x2+(y-)2=.
当x=0,y=1时,满足上式,故M的轨迹方程为x2+(y-)2=.
所以直线l与圆C总有两个不同交点.
解法二:联立方程,消去y并整理,得
(m2+1)x2-2mx-4=0.
因为Δ=4m2+16(m2+1)>0,所以直线l与圆C总有两个不同交点.
解法三:圆心C(0,2)到直线mx-y+1=0的距离d==≤1<,
所以直线l与圆C总有两个不同交点.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x,y),联立直线与圆的方程得(m2+1)x2-2mx-4=0,
由根与系数的关系,得x==,
由点M(x,y)在直线mx-y+1=0上,当x≠0时,得m=,代入x=,得x[()2+1]=,
化简得(y-1)2+x2=y-1,即x2+(y-)2=.
当x=0,y=1时,满足上式,故M的轨迹方程为x2+(y-)2=.
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