题目内容

在平面直角坐标系中,直线L:y=mx+3-4m,m∈R恒过一定点,且与以原点为圆心的圆C恒有公共点.
(1)求出直线L恒过的定点坐标;
(2)当圆C的面积最小时,求圆C的方程;
(3)已知定点Q(-4,3),直线L与(2)中的圆C交于M、N两点,试问
QM
QN
•tan∠MQN
是否存在最大值,若存在则求出该最大值,并求出此时直线L的方程,若不存在请说明理由.
分析:(1)直线L:y=mx+3-4m可化简为y=m(x-4)+3,由此知直线恒过定点T(4,3).
(2)由题意,要使圆C的面积最小,定点T(4,3)在圆上,由此能求出圆C的方程.
(3)
QM
QN
•tan∠MQN
=|
QM
||
QN
|•cos∠MQN•tan∠MQN
=|
QM
|•|
QN
|•sin∠MQN
=2S△MQN.由此能够导出
QM
QN
×tan∠MQN
的最大值和此时直线L的方程.
解答:解:(1)直线L:y=mx+3-4m可化简为y=m(x-4)+3(2分)
所以直线恒过定点T(4,3)(4分)
(2)由题意,要使圆C的面积最小,定点T(4,3)在圆上,
所以圆C的方程为x2+y2=25.(8分)
(3)
QM
QN
•tan∠MQN

=|
QM
||
QN
|•cos∠MQN•tan∠MQN

=|
QM
|•|
QN
|•sin∠MQN
=2S△MQN(10分)
由题意得直线L与圆C的一个交点为M(4,3),又知定点Q(-4,3),
直线LMQ:y=3,|MQ|=8,则当N(0,-5)时SMQN有最大值32.
QM
QN
×tan∠MQN
有最大值为64,(13分)
此时直线L的方程为2x-y-5=0.(14分)
点评:本题考查直线和圆的位置关系,解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地选用公式.
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