题目内容

已知动圆C经过坐标原点O,且圆心C在直线l:2x+y=4上.
(1)求半径最小时的圆C的方程;
(2)求证:动圆C恒过一个异于点O的定点.
分析:(1)根据题意可设圆心的坐标为(a,4-2a),又因为动圆C经过坐标原点O,所以动圆的半径r=
5(a-
8
5
)
2
+
16
5
,根据二次函数的性质求得半径,进而得到圆的方程.
(2)设定点坐标(x0,y0),可得x02-2ax0+y02-2(4-2a)y0=0,即a(4y0-2x0)+(x02+y02-8y0)=0,利用过定点的知识可得:4y0-2x0=0且x02+y02-8y0=0,进而得到定点.
解答:解:(1)因为圆心C在直线l:2x+y=4上,
所以设圆心的坐标为(a,4-2a).
又因为动圆C经过坐标原点O,
所以动圆的半径r=
5(a-
8
5
)
2
+
16
5
,所以半径r的最小值为
4
5
5

并且此时圆的方程为:(x-
8
5
2+(y-
4
5
2=
16
5

(2)设定点坐标(x0,y0),因为圆的方程为:(x-a)2+[y-(4-2a)]2=a2+(4-2a)2
所以x02-2ax0+y02-2(4-2a)y0=0,
即a(4y0-2x0)+(x02+y02-8y0)=0,
因为当a为变量时,x0,y0却能使该等式恒成立,
所以只可能4y0-2x0=0且x02+y02-8y0=0
即解方程组可得:y0=
8
5
,x0=
16
5
或者y0=0,x0=0(舍去)
所以圆C恒过一定点(
16
5
8
5
).
点评:解决此类问题的关键是熟练掌握圆的标准方程,以及直线或者圆过定点的有关知识.
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