题目内容

在平面直角坐标系xOy中,已知圆C1:(x-3)2+(y-4)2=1,圆C2:(x+1)2+y2=1;
(1)求过点A(4,6)的圆C1的切线l的方程;
(2)已知圆C3:(x+1)2+y2=9,动圆M半径为1,圆心M在圆心C3上移动,过圆M上任作圆C2的两条切线PE,PF,切点为E,F,求
C1E
C1F
的取值范围.
考点:圆的切线方程,平面向量数量积的运算
专题:直线与圆
分析:(1)根据直线和圆相切的等价条件,即可得到结论.
(2)由圆的几何性质得,|DC1|-r≤|PC1|≤|DC1|+r,即2≤|PC1|≤4,利用向量的数量积公式,即可求
C1E
C1F
的取值范围;
解答: 解:(1)∵点A(4,6)不在圆C1上,
∴若过A的切线斜率不存在,则此时切线方程为x=4,圆心(3,4)到直线x=4的距离d=1,满足直线和圆相切,
若直线斜率存在,设斜率为k,
则切线方程为y-6=k(x-4),即kx-y+6-4k=0,
圆心(3,4)到直线的距离d=
|3k-4+6-4k|
1+k2
=
|2-k|
1+k2
=1

平方解得k=
3
4
,此时对于的切线方程为3x-4y+12=0,
则满足条件的切线方程为x=4或3x-4y+12=0.
(2)设∠EC1F=2α,则在Rt△PC1F中,cosα=
|C1E|
|PC1|
=
1
|PC1|

则cos2α=2cos2α-1=
2
|PC1|2
-1

C1E
C1F
=|
C1E
|•|
C1F
|cos2α=cos2α=
2
|PC1|2
-1

由圆的几何性质得|DC1|-r≤|PC1|≤|DC1|+r,
即2≤|PC1|≤4,4≤|PC1|2≤16,
C1E
C1F
的最大值为-
1
2
,最小值为-
7
8

C1E
C1F
的取值范围是[-
7
8
-
1
2
].
点评:本题考查直线与圆的方程,考查向量知识的运用,考查直线与圆的位置关系,考查学生分析解决问题的能力,综合性较强,有一定的难度.
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