
T T。跪求这道数学题解法已知圆C:(x-3)^2+(y-4)^2=4,直线l1过定点A(1,0 10
(2)若l1的倾斜角为p/4,l1与圆C相交于P,Q两点,求线段PQ的中点M的坐标;
(3)若l1与圆C相交于P,Q两点,求三角形CPQ的面积的最大值,并求此时l1的直线方程
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解:(2)因为直线l1的倾斜角α=π/4,所以其斜率k=tanα=1
又直线l1过定点A(1,0),因此由点斜式可得直线l1的方程为y=x-1
联立直线l1的方程与圆的方程(具体来说,将y=x-1代入(x-3)^2+(y-4)^2=4中整理)
消元,整理得:x^2-8x+15=0
解得:x1=3,x2=5,于是y1=2,y2=4
因此P(3,2),Q(5,4)
由中点坐标公式不难求得M(4,3)
(3)由圆C的方程(x-3)^2+(y-4)^2=4,不难知道C(3,4)
若直线l1垂直于x轴,不难知道此时l1与圆C相切,不合题意,舍去!
于是可设直线l1的斜率为k,其方程为y=k(x-1),即kx-y-k=0
联立直线l1的方程与圆的方程(具体来说,将y=k(x-1)代入(x-3)^2+(y-4)^2=4中整理)
消元,整理得:(1+k^2)x^2-2(k^2+4k+3)x+k^2+8k+21=0 (*)
依题意,Δ=4(k^2+4k+3)^2-4(1+k^2)(k^2+8k+21)>0,即k>3/4
(PS.这一结果也可数形结合,利用点到直线的距离公式,以及直线与圆相切的几何意义得到。)
此时,方程(*)有两根,设为x1,x2,则P(x1,y1),Q(x2,y2)
由韦达定理可得:
x1+x2=2(k^2+4k+3)/(k^2+1) ①
x1x2=(k^2+8k+21)/(k^2+1) ②
△CPQ中,CP=CQ=2(C是圆心),显然当CP⊥CQ时,△CPQ的面积S最大,最大值为1/2×2×2=2。
此时|PQ|=2√2。
另一方面,由弦长公式,可求得:
|PQ|=(√1+k^2)[(x1+x2)^2-4x1x2]=4(√4k-3)/(√1+k^2)
因此,4(√4k-3)/(√1+k^2)=2√2,解得k=1,或k=7
PS.另一种解法如下:
向量CP=(x1-3,y1-4),向量CQ=(x2-3,y2-4)
由CP⊥CQ,可得向量CP与向量CQ的数量积为0,
所以(x1-3)(x2-3)+(y1-4)(y2-4)=0,即(x1-3)(x2-3)+[k(x1-1)-4]k(x2-1)-4]=0
整理得:(k^2+1)x1x2-(k^2+4k+3)(x1+x2)+k^2+8k+25=0
将①、②代入上式整理,得到关于k的方程,解之。以下略。
k=1时,直线l1的方程为y=x-1,即x-y-1=0;
k=7时,直线l1的方程为y=7(x-1),即7x-y-7=0。
故:三角形CPQ的面积的最大值为2,此时直线l1的直线方程为x-y-1=0或7x-y-7=0。
②若直线l1斜率存在,设直线l1为y=k(x-1),即kx-y-k=0.
由题意知,圆心(3,4)到已知直线l1的距离等于半径2,即:|3k-4-k|k2+1=2,
解之得 k=
34.所求直线方程是:x=1,或3x-4y-3=0.
(2)直线l1方程为y=x-1.∵PQ⊥CM,∴CM方程为y-4=-(x-3),即x+y-7=0.
∵y=x-1x+y-7=0∴x=4y=3.∴M点坐标(4,3).
(3)设弦所对角为a 则S=(1/2)×2×2×sina》2
S取得最小值2.∴
∴直线方程为y=x-1,或y=7x-7.
2013-03-29
求面积最大的话按S=1/2abSinC公式来看ab=半径*半径=4是定植
所以只有尽量让SinC取最大 得出角C是90度 SinC=1
是一个等腰直角三角形 面积为2即最大值
两腰即半径长2 推出长为2√2的底边即PQ上的高长√2
既圆心到所求直线的距离为√2,又直线过(1,0)
设y=k(x-1)
用点到直线距离公式|3k-4-k|/√(k^2+1)=√2
解的得k=7或k=1
所以此时直线方程为7x-y-7=0 or x-y-1=0