题目内容

【题目】已知过点A(0,1)且斜率为k的直线l与圆C:(x﹣2)2+(y﹣3)2=1交于点M,N两点.
(1)求k的取值范围;
(2)请问是否存在实数k使得 (其中O为坐标原点),如果存在请求出k的值,并求|MN|;如果不存在,请说明理由.

【答案】
(1)解:由题设,可知直线l的方程为y=kx+1,因为直线l与圆C交于两点,

由已知可得圆C的圆心C的坐标(2,3),半径R=1.

故由 <1,解得: <k<

所以k的取值范围为得(


(2)解:设M(x1,y1),N(x2,y2).

将y=kx+1代入方程:(x﹣2)2+(y﹣3)2=1,

整理得(1+k2)x2﹣4(1+k)x+7=0.

所以x1+x2= ,x1x2=

=x1x2+y1y2=(1+k2)(x1x2)+k(x1+x2)+1= =12,

解得k=1,所以直线l的方程为y=x+1.

故圆心C在直线l上,所以|MN|=2.


【解析】(1)设出直线方程,利用直线与圆的位置关系,列出不等式求解即可.(2)设出M,N的坐标,利用直线与圆的方程联立,通过韦达定理,结合向量的数量积,求出直线的斜率,然后判断直线与圆的位置关系求解|MN|即可.
【考点精析】本题主要考查了直线与圆的三种位置关系的相关知识点,需要掌握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才能正确解答此题.

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