题目内容
已知圆C的方程为x2+(y-4)2=4,点O是坐标原点.直线l:y=kx与圆C交于M,N两点.
(1)求k的取值范围;
(2)设Q(m,n)是线段MN上的点,且
请将n表示为m的函数.
解析:(1)将y=kx代入x2+(y-4)2=4得,
(1+k2)x2-8kx+12=0,(*)
Δ=(-8k)2-4(1+k)2×12>0得k2>3 .
所以k的取值范围是(-∞,-
)∪(![]()
,+∞).
(2)因为M、N在直线l上,可设点M、N的坐标分别为(x1,kx1),(x2,kx2),则
|OM|2=(1+k2)x
,|ON|2=(1+k2)x
,又|OQ|2=m2+n2=(1+k2)m2,
由![]()
所以![]()
由(*)知x1+x2=
,x1x2=
,
所以m2=
,
因为点Q在直线l上,所以k=
,代入m2=
并化简可得5n2-3m2=36,
由m2=
及k2>3得0<m2<3
,即m∈(-
,0)∪(0,
).
依题意,点Q在圆C内,
则n>0,所以n=![]()
所以,n与m的函数关系为n=
(m∈(-
,0)∪(0,
)).
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