题目内容
已知圆C1的方程为x2+y2-4x+2my+2m2-2m+1=0.
(1)求实数m的取值范围;
(2)求当圆的面积最大时圆C1的标准方程;
(3)求(2)中求得的圆C1关于直线l:x-y+1=0对称的圆C2的方程.
(1)求实数m的取值范围;
(2)求当圆的面积最大时圆C1的标准方程;
(3)求(2)中求得的圆C1关于直线l:x-y+1=0对称的圆C2的方程.
(1)由题意,得:D2+E2-4F=16+4m2-4(2m2-2m+1)>0,
即m2-2m-3<0,∴(m-3)(m+1)<0,∴-1<m<3,
故所求实数m的范围是-1<m<3.
(2)圆的面积最大,即圆的半径最大.
圆的半径r=
=
=
,
∴r=
,因此当m=1时圆的半径最大,且为2,
所以圆C1的方程为x2+y2-4x+2y+1=0,标准方程为(x-2)2+(y+1)2=4.
(3)由(2)可得圆C1的圆心坐标为(2,-1)、半径等于2,设圆C2的坐标为(a,b),
则C1C2的中点为(
,
),且C1C2的斜率为 k=
.
由题意可得,直线l垂直平分线段C1C2,∴
,解得
.
故所求的圆C2的方程为 (x+2)2+(y-3)2=4.
即m2-2m-3<0,∴(m-3)(m+1)<0,∴-1<m<3,
故所求实数m的范围是-1<m<3.
(2)圆的面积最大,即圆的半径最大.
圆的半径r=
| 1 |
| 2 |
| D2+E2-4F |
| 1 |
| 2 |
| -4m2+8m+12 |
| -m2+2m+3 |
∴r=
| -(m-1)2+4 |
所以圆C1的方程为x2+y2-4x+2y+1=0,标准方程为(x-2)2+(y+1)2=4.
(3)由(2)可得圆C1的圆心坐标为(2,-1)、半径等于2,设圆C2的坐标为(a,b),
则C1C2的中点为(
| a+2 |
| 2 |
| b-1 |
| 2 |
| b+1 |
| a-2 |
由题意可得,直线l垂直平分线段C1C2,∴
|
|
故所求的圆C2的方程为 (x+2)2+(y-3)2=4.
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