人教版2021届一轮复习打地基练习 直线与圆的方程的应用
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这是一份人教版2021届一轮复习打地基练习 直线与圆的方程的应用,共37页。试卷主要包含了已知半圆C,过直线l,已知点P,已知圆C,过点等内容,欢迎下载使用。
人教版2021届一轮复习打地基练习 直线与圆的方程的应用
一.选择题(共14小题)
1.已知半圆C:x2+y2=1(y≥0),A、B分别为半圆C与x轴的左、右交点,直线m过点B且与x轴垂直,点P在直线m上,纵坐标为t,若在半圆C上存在点Q使∠BPQ=,则t的取值范围是( )
A.[﹣,0)] B.[﹣,0)∪(0,]
C.[﹣,0)∪(0,] D.[﹣,0)∪(0,]
2.过直线l:y=2x+a上的点作圆C:x2+y2=1的切线,若在直线l上存在一点M,使得过点M的圆C的切线MP,MQ(P,Q为切点)满足∠PMQ=90°,则a的取值范围是( )
A.[﹣10,10] B.[﹣,]
C.(﹣∞,﹣10]∪[10,+∞) D.(﹣∞,﹣]∪[,+∞)
3.已知点P(x,y)是直线kx+y+4=0(k>0)上一动点,PA,PB是圆C:x2+y2﹣2y=0的两条切线,A,B是切点,若四边形PACB的最小面积是2,则k的值为( )
A.3 B. C. D.2
4.由直线x+2y﹣7=0上一点P引圆x2+y2﹣2x+4y+2=0的一条切线,切点为A,则|PA|的最小值为( )
A.2 B. C.2 D.2
5.曲线与直线y=kx﹣4k+5有两个不同的交点时,实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
6.已知圆C:x2+y2﹣2y=0,则的最大值为( )
A.4 B.13 C.+1 D.2+11
7.过点(1,0)且倾斜角为30°的直线被圆(x﹣2)2+y2=1所截得的弦长为( )
A. B.1 C. D.
8.若函数y=﹣的图象与直线x﹣2y+m=0有公共点,则实数m的取值范围为( )
A.[﹣2﹣1,﹣2+1] B.[﹣2﹣1,1]
C.[﹣2+1,﹣1] D.[﹣3,1]
9.设直线x﹣y+a=0与圆x2+y2+2x﹣4y+2=0相交于A,B两点,若|AB|=2,则a=( )
A.﹣1或1 B.1或5 C.﹣1或3 D.3或5
10.在平面直角坐标系xOy中,两动圆O1,O2均过定点(1,0),它们的圆心分别为(a1,0)(a2,0)(a1≠0,a2≠0),且与y轴正半轴分别交于点(0,y1),(0.y2).若y1=,则=( )
A. B.﹣ C.2 D.﹣2
11.点P是直线x+y﹣2=0上的动点,点Q是圆x2+y2=1上的动点,则线段PQ长的最小值为( )
A. B.1 C. D.2
12.已知圆C的方程为x2﹣2x+y2=0,直线l:kx﹣y+2﹣2k=0与圆C交于A,B两点,则当△ABC面积最大时,直线l的斜率k为( )
A.1 B.6 C.1或7 D.2或6
13.已知圆C:x2+y2﹣4x+3=0,则圆C关于直线y=﹣x﹣4的对称圆的方程是( )
A.(x+4)2+(y+6)2=1 B.(x+6)2+(y+4)2=1
C.(x+5)2+(y+7)2=1 D.(x+7)2+(y+5)2=1
14.由直线x=0上的一点向圆(x﹣3)2+y2=1引切线,则切线长的最小值为( )
A.1 B. C. D.3
二.填空题(共15小题)
15.若曲线恰有三个点到直线y=x﹣b的距离为1,则b的取值范围为
16.过原点O作圆x2+y2﹣6x﹣8y+20=0的两条切线,设切点分别为P、Q,则线段PQ的长为 .
17.过点P(,1)的直线L与圆C:(x﹣1)2+y2=4相交于A、B两点,C为圆心,当∠ACB最小时,直线的方程为 .
18.在平面直角坐标系xOy中,已知点A(1,1),B(1,﹣1),点P为圆(x﹣4)2+y2=4上任意一点,记△OAP和△OBP的面积分别为S1和S2,则的最小值是 .
19.若直线y=x+b与曲线y=有公共点,则实数b的取值范围是
20.已知圆C:(x﹣1)2+y2=r2(r>0)与直线l:y=x+3,且直线l上有唯一的一个点P,使得过点P作圆C的两条切线互相垂直.设EF是直线l上的一条线段,若对于圆C上的任意一点Q,,则的最小值是 .
21.若直线l:ax+y﹣4a=0上存在相距为2的两个动点A,B,圆O:x2+y2=1上存在点C,使得△ABC为等腰直角三角形(C为直角顶点),则实数a的取值范围为 .
22.已知动直线l:(m+1)x+(m+2)y﹣m﹣3=0与圆C1:(x﹣2)2+(y+1)2=36交于A,B两点,以弦AB为直径的圆为C2,则圆C2的面积的最小值是 .
23.在平面直角坐标系xOy中,已知圆O:x2+y2=1,直线l:y=x+a,过直线l上点P作圆O的切线PA,PB,切点分别为A、B,若存在点P使得,则实数a的取值范围是 .
24.已知圆C:x2+(y﹣2)2=2,直线l:kx﹣y﹣2=0与y轴交于点A,过l上一点P作圆C的切线,切点为T,若,则实数k的取值范围是 .
25.已知圆O:x2+y2=9,点A(﹣5,0),若在直线OA上(O为坐标原点),存在异于A的定点B,使得对于圆O上的任意一点P,都有为同一常数.则点B的坐标是 .
26.若A(﹣3,y0)是直线l:x+y+a=0(a>0)上的点,直线l与圆C:(x﹣)2+(y+2)2=12相交于M、N两点,若△MCN为等边三角形,则过点A作圆C的切线,切点为P,则|AP|= .
27.已知圆C:(x﹣7)2+y2=16,过点M(5,0)作直线交圆C于A,B两点.若P(2,5),则的最小值为 .
28.圆C:(x﹣1)2+y2=1的圆心到直线l:x﹣y+a=0(a>0)的距离为,则a的值为 .
29.已知a,b为正数,若直线2ax+by﹣2=0被圆x2+y2=4截得的弦长为,则的最大值是 .
三.解答题(共9小题)
30.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知点A(0,3)和直线l:y=2x﹣4,设圆C的半径为1,圆心在直线l上.
(1)若圆心C也在直线y=x﹣1上,过点A作圆C的切线.
①求圆C的方程;
②求切线的方程;
(2)若圆C上存在点M,使MA=2MO,求圆心C的横坐标a的取值范围.
31.在平面直角坐标系xOy中,点A(﹣3,0),直线l:y=x+4,设⊙C的半径为2,圆心在直线l上.
(Ⅰ)若⊙C与直线y=﹣2x﹣8相交于E,F两点,且|AE|=|AF|,求⊙C的方程;
(Ⅱ)若⊙C上存在点M,使|MA|=2|MO|,求圆心C的横坐标a的取值范围.
32.已知方程x2+y2﹣2x﹣4y+m=0.
(1)若此方程表示圆,求m的取值范围;
(2)若(1)中的圆与直线x+2y﹣4=0相交于M、N两点,且OM⊥ON(O为坐标原点),求m;
(3)在(2)的条件下,求以MN为直径的圆的方程.
33.如图,圆M:(x﹣2)2+y2=1,点P(﹣1,t)为直线l:x=﹣1上一动点,过点P引圆M的两条切线,切点分别为A、B.
(1)若t=1,求切线所在直线方程;
(2)求|AB|的最小值;
(3)若两条切线PA,PB与y轴分别交于S、T两点,求|ST|的最小值.
34.已知圆M的方程为x2+(y﹣2)2=1,直线l的方程为x﹣3y=0,点P在直线l上,过点P作圆M的切线PA,PB,切点为A,B.
(1)若∠APB=60°,试求点P的坐标;
(2)求四边形PAMB面积的最小值及此时点P的坐标;
(3)求证:经过A,P,M三点的圆必过定点,并求出所有定点的坐标.
35.在平面直角坐标系xoy中,已知点P为直线l:x=2上一点,过点A(1,0)作OP的垂线与以OP为直径的圆K相交于B,C两点.
(1)若BC=,求圆K的方程;
(2)求证:点B始终在某定圆上.
(3)是否存在一定点Q(异于点A),使得为常数?若存在,求出定点Q的坐标;若不存在,说明理由.
36.已知点A,B分别是射线l1:y=x(x≥0),l2:y=﹣x(x≥0)上的动点,O为坐标原点,且△OAB的面积为定值2.
(I)求线段AB中点M的轨迹C的方程;
(II)过点N(0,2)作直线l,与曲线C交于不同的两点P,Q,与射线l1,l2分别交于点R,S,若点P,Q恰为线段RS的两个三等分点,求此时直线l的方程.
37.已知圆C经过点A(0,0),B(7,7),圆心在直线上.
(1)求圆C的标准方程;
(2)若直线l与圆C相切且与x,y轴截距相等,求直线l的方程.
38.已知⊙C1:x2+y2﹣x﹣a=0与⊙C2:x2+y2﹣2x﹣2=0交于P、Q两点,M(2,t)是直线PQ上的一个动点.
(1)求⊙C1的标准方程;
(2)求以OM为直径且被直线3x﹣4y﹣5=0截得的弦长为2的圆C3的方程;
(3)过点C2作OM的垂线与以OM为直径的圆交于点N,请判断线段ON的长是否为定值?若是定值求出这个定值;若不是请说明理由.
人教版2021届一轮复习打地基练习 直线与圆的方程的应用
参考答案与试题解析
一.选择题(共14小题)
1.已知半圆C:x2+y2=1(y≥0),A、B分别为半圆C与x轴的左、右交点,直线m过点B且与x轴垂直,点P在直线m上,纵坐标为t,若在半圆C上存在点Q使∠BPQ=,则t的取值范围是( )
A.[﹣,0)] B.[﹣,0)∪(0,]
C.[﹣,0)∪(0,] D.[﹣,0)∪(0,]
【分析】根据题意,设PQ与x轴交于点T,分析可得在Rt△PBT中,|BT|=|PB|=|t|,分p在x轴上方、下方和x轴上三种情况讨论,分析|BT|的最值,即可得t的范围,综合可得答案.
【解答】解:根据题意,设PQ与x轴交于点T,则|PB|=|t|,
由于BP与x轴垂直,且∠BPQ=,则在Rt△PBT中,
|BT|=|PB|=|t|,
当P在x轴上方时,PT与半圆有公共点Q,PT与半圆相切时,|BT|有最大值3,此时t有最大值,
当P在x轴下方时,当Q与A重合时,|BT|有最大值2,|t|有最大值,则t取得最小值﹣,
t=0时,P与B重合,不符合题意,
则t的取值范围为[﹣,0)∪(0,];
故选:A.
2.过直线l:y=2x+a上的点作圆C:x2+y2=1的切线,若在直线l上存在一点M,使得过点M的圆C的切线MP,MQ(P,Q为切点)满足∠PMQ=90°,则a的取值范围是( )
A.[﹣10,10] B.[﹣,]
C.(﹣∞,﹣10]∪[10,+∞) D.(﹣∞,﹣]∪[,+∞)
【分析】由切线的对称性和圆的知识将问题转化为C(0,0)到直线l的距离小于或等于,再由点到直线的距离公式得到关于a的不等式求解.
【解答】解:圆C:x2+y2=1,圆心为:(0,0),半径为1,
∵在直线l上存在一点M,使得过M的圆C的切线MP,MQ(P,Q为切点)满足∠PMQ=90°,
∴在直线l上存在一点M,使得M到C(0,0)的距离等于,
∴只需C(0,0)到直线l:y=2x+a的距离小于或等于,
故,解得﹣≤a≤,
故选:B.
3.已知点P(x,y)是直线kx+y+4=0(k>0)上一动点,PA,PB是圆C:x2+y2﹣2y=0的两条切线,A,B是切点,若四边形PACB的最小面积是2,则k的值为( )
A.3 B. C. D.2
【分析】先求圆的半径,四边形PACB的最小面积是2,转化为三角形PBC的面积是1,求出切线长,再求PC的距离也就是圆心到直线的距离,可解k的值.
【解答】解:圆C:x2+y2﹣2y=0的圆心(0,1),半径是r=1,
由圆的性质知:S四边形PACB=2S△PBC,四边形PACB的最小面积是2,
∴S△PBC的最小值=1=rd(d是切线长)∴d最小值=2
圆心到直线的距离就是PC的最小值,
∵k>0,∴k=2
故选:D.
4.由直线x+2y﹣7=0上一点P引圆x2+y2﹣2x+4y+2=0的一条切线,切点为A,则|PA|的最小值为( )
A.2 B. C.2 D.2
【分析】根据题意,将圆的一般方程变形为标准方程,即可得圆心坐标与半径,由直线与圆相切的性质可得|PA|2=|MP|2﹣r2=|MP|2﹣3,分析可得|MP|取得最小值时,|PA|取得最小值,据此分析可得答案.
【解答】解:根据题意,圆x2+y2﹣2x+4y+2=0的标准方程为(x﹣1)2+(y+2)2=3,
则圆的圆心为(1,﹣2),半径r=,
设圆心为M,
则|PA|2=|MP|2﹣r2=|MP|2﹣3,
则|MP|取得最小值时,|PA|取得最小值,
且|MP|的最小值即M到直线x+2y﹣7=0的距离,|MP|最小值==2,
则|PA|最小值==,
故选:B.
5.曲线与直线y=kx﹣4k+5有两个不同的交点时,实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意,将曲线的方程变形可得(x﹣1)2+y2=9,(x≥1),分析可得其为圆(x﹣1)2+y2=9的右半部分,而直线y=kx﹣4k+5,变形可得y﹣5=k(x﹣4),恒过定点(4,5),作出直线与圆的图形,结合直线与圆的位置关系,分析可得答案.
【解答】解:根据题意,曲线,变形可得(x﹣1)2+y2=9,(x≥1),
为圆(x﹣1)2+y2=9的右半部分,设A(1,﹣3),C(4,0),
直线y=kx﹣4k+5,变形可得y﹣5=k(x﹣4),恒过定点(4,5),设P(4,5),
且KPA==,PC与x轴垂直,如图
若曲线与直线y=kx﹣4k+5有两个不同的交点时,必有k≥,
则k的取值范围为[,+∞);
故选:C.
6.已知圆C:x2+y2﹣2y=0,则的最大值为( )
A.4 B.13 C.+1 D.2+11
【分析】表示的是:圆C上的点(x,y)到点(1,﹣2)的距离,要求其最大值,只需算出圆心到点(1,﹣2)的距离,再加上半径即可.
【解答】解:d==,
该式子表示圆C上的点(x,y)到点(1,﹣2)的距离,因为圆C:x2+(y﹣1)2=1,圆心C(0,1),半径r=1.
显然dmax=+r=.
故选:C.
7.过点(1,0)且倾斜角为30°的直线被圆(x﹣2)2+y2=1所截得的弦长为( )
A. B.1 C. D.
【分析】根据题意,设过点(1,0)且倾斜角为30°的直线为l,设直线l与圆交于点AB,由直线的点斜式方程可得直线l的方程,由点到直线的距离可得圆心到直线的距离d,结合直线与圆的位置关系,分析可得答案.
【解答】解:根据题意,设过点(1,0)且倾斜角为30°的直线为l,
其方程为y=tan30°(x﹣1),即y=(x﹣1),变形可得x﹣y﹣1=0;
圆(x﹣2)2+y2=1的圆心为(2,0),半径r=1,
设直线l与圆交于点AB,
圆心到直线的距离d==,
则AB=2×=,
故选:C.
8.若函数y=﹣的图象与直线x﹣2y+m=0有公共点,则实数m的取值范围为( )
A.[﹣2﹣1,﹣2+1] B.[﹣2﹣1,1]
C.[﹣2+1,﹣1] D.[﹣3,1]
【分析】根据题意,将函数的解析式变形可得x﹣1)2+y2=4,(﹣2≤y≤0),其图象为圆(x﹣1)2+y2=4的下半部分,直线x﹣2y+m=0即y=x+,必有直线与半圆有公共点,结合图形分析可得答案.
【解答】解:根据题意,函数y=﹣,变形可得(x﹣1)2+y2=4,(﹣2≤y≤0),
其图象为圆(x﹣1)2+y2=4的下半部分,如图:
直线x﹣2y+m=0即y=x+,必有直线与半圆有公共点,
当m=﹣2﹣1时,直线x﹣2y+m=0在圆心的下方且与圆相切,
当m=1时,直线经过点(﹣1,0),
则m的取值范围为[﹣2﹣1,1];
故选:B.
9.设直线x﹣y+a=0与圆x2+y2+2x﹣4y+2=0相交于A,B两点,若|AB|=2,则a=( )
A.﹣1或1 B.1或5 C.﹣1或3 D.3或5
【分析】根据题意,分析圆的圆心与半径,结合直线与圆的位置关系可得圆心到直线x﹣y+a=0的距离d,又由点到直线的距离公式可得d==,解可得a的值,即可得答案.
【解答】解:根据题意,圆x2+y2+2x﹣4y+2=0,即(x+1)2+(y﹣2)2=3,圆心C(﹣1,2),半径r=,
若|AB|=2,则圆心到直线x﹣y+a=0的距离d==,
又由C(﹣1,2),则有d==,解可得a=5或1;
故选:B.
10.在平面直角坐标系xOy中,两动圆O1,O2均过定点(1,0),它们的圆心分别为(a1,0)(a2,0)(a1≠0,a2≠0),且与y轴正半轴分别交于点(0,y1),(0.y2).若y1=,则=( )
A. B.﹣ C.2 D.﹣2
【分析】根据点的距离公式可得y12=1﹣2a1,y22=1﹣2a2,根据对数的运算性质即可得到y1y2=1,可得=2,
【解答】解:因为r1=|1﹣a1|=,则y12=1﹣2a1,
同理可得y22=1﹣2a2,
又因为y1y2=1,
则(1﹣2a1)(1﹣2a2)=1,
即2a1a2=a1+a2,
则=2,
故选:C.
11.点P是直线x+y﹣2=0上的动点,点Q是圆x2+y2=1上的动点,则线段PQ长的最小值为( )
A. B.1 C. D.2
【分析】根据题意,分析圆的圆心与半径,求出圆心(0,0)到直线x+y﹣2=0的距离,结合直线与圆的位置关系分析可得答案.
【解答】解:根据题意,圆x2+y2=1的圆心为(0,0),半径r=1,
圆心(0,0)到直线x+y﹣2=0的距离d==,
则线段PQ长的最小值为﹣1;
故选:A.
12.已知圆C的方程为x2﹣2x+y2=0,直线l:kx﹣y+2﹣2k=0与圆C交于A,B两点,则当△ABC面积最大时,直线l的斜率k为( )
A.1 B.6 C.1或7 D.2或6
【分析】根据题意,由圆的半径分析圆心与半径,分析可得当CA与CB垂直时,△ABC面积最大,求出圆心到直线的距离,进而可得=,解可得k的值,即可得答案.
【解答】解:根据题意,圆C的方程为x2﹣2x+y2=0,即为(x﹣1)2+y2=1,则圆半径r=1,圆心C(1,0),
直线l:kx﹣y+2﹣2k=0与圆C交于A,B两点,
当CA与CB垂直时,△ABC面积最大,
此时△ABC为等腰直角三角形,圆心C到直线AB的距离d=,
则有=,
解可得k=1或7;
故选:C.
13.已知圆C:x2+y2﹣4x+3=0,则圆C关于直线y=﹣x﹣4的对称圆的方程是( )
A.(x+4)2+(y+6)2=1 B.(x+6)2+(y+4)2=1
C.(x+5)2+(y+7)2=1 D.(x+7)2+(y+5)2=1
【分析】根据题意,设要求圆的圆心为C′,其坐标为(a,b),由C与C′关于直线y=﹣x﹣4对称,则有,解可得a、b的值,即可得圆的圆心,由圆的标准方程分析可得答案.
【解答】解:根据题意,设要求圆的圆心为C′,其坐标为(a,b),
圆C:x2+y2﹣4x+3=0,即(x﹣2)2+y2=1,其圆心为(2,0),半径r=1,
C与C′关于直线y=﹣x﹣4对称,则有,解可得,
则要求圆的圆心为(﹣4,﹣6),半径r′=1,
其方程为(x+4)2+(y+6)2=1;
故选:A.
14.由直线x=0上的一点向圆(x﹣3)2+y2=1引切线,则切线长的最小值为( )
A.1 B. C. D.3
【分析】根据题意,设直线x=0上的一点到圆(x﹣3)2+y2=1的圆心的距离为d,由切线长公式可得过该点引圆(x﹣3)2+y2=1的切线的长度为l==,分析可得当d最小时,切线长的最小,求出d的最小值,分析可得答案.
【解答】解:根据题意,圆(x﹣3)2+y2=1的圆心为(3,0),半径r=1,设直线x=0上的一点到圆(x﹣3)2+y2=1的圆心的距离为d,
则过该点引圆(x﹣3)2+y2=1的切线的长度为l==,
分析可得:当d最小时,切线长的最小,
又由d的最小值为圆心(3,0)到直线x=0的距离,则dmin=3,
则切线长的最小值为=2;
故选:C.
二.填空题(共15小题)
15.若曲线恰有三个点到直线y=x﹣b的距离为1,则b的取值范围为 [2﹣,)
【分析】曲线表示圆x2+y2=4的右半部分,由距离公式可得临界直线,数形结合可得.
【解答】解:曲线示圆x2+y2=4的右半部分,直线y=x﹣b的斜率为1,(如图),
设满足条件的两条临界直线分别为m和l,
根据题意,曲线上恰好有三个点到直线y=x﹣b的距离为1,因此其中两个交点必须在直线m″(过点(0,﹣2))和直线l″之间,
设(0,﹣2)到直线m的距离为1,可得=1,
解得b=2﹣,或b=2+(舍去),
∴直线m的截距为﹣2,
设直线l″为圆的切线,则直线l″的方程为x﹣y﹣2=0,
由l到l″的距离为1可得=1,
解方程可得b=,即直线l的截距为,
(2,0)到直线y=x﹣b的距离为1时,,
解得b∈[2﹣,2+]
根据题意可知,直线在m和l之间,
∴b的取值范围为:[2﹣,).
故答案为:[2﹣,).
16.过原点O作圆x2+y2﹣6x﹣8y+20=0的两条切线,设切点分别为P、Q,则线段PQ的长为 4 .
【分析】如图:先求出圆心坐标和半径,直角三角形中使用边角关系求出cosα,二倍角公式求出cos∠PO1Q,三角形PO1Q中,
用余弦定理求出|PQ|.
【解答】解:圆x2+y2﹣6x﹣8y+20=0 可化为 (x﹣3)2+(y﹣4)2=5,
圆心(3,4)到原点的距离为5.故cosα=,
∴cos∠PO1Q=2cos2α﹣1=﹣,
∴|PQ|2=()2+()2+2×()2×=16.∴|PQ|=4.
故答案为:4.
17.过点P(,1)的直线L与圆C:(x﹣1)2+y2=4相交于A、B两点,C为圆心,当∠ACB最小时,直线的方程为 2x﹣4y+3=0 .
【分析】研究知点在圆内,过它的直线与圆交于两点A,B,当∠ACB最小时,直线l与CP垂直,故先求直线CP的斜率,再根据充要条件求出直线l的斜率,由点斜式写出其方程.
【解答】解:验证知点在圆内,
当∠ACB最小时,直线l与CP垂直,
由圆的方程,圆心C(1,0)
∵kCP==﹣2,
∴kl=
∴l:y﹣1=(x﹣),整理得2x﹣4y+3=0
故应填2x﹣4y+3=0
18.在平面直角坐标系xOy中,已知点A(1,1),B(1,﹣1),点P为圆(x﹣4)2+y2=4上任意一点,记△OAP和△OBP的面积分别为S1和S2,则的最小值是 2﹣ .
【分析】利用三角形面积公式化面积比为正弦比,从而找到相切位置为最优解,求解比较容易.
【解答】解:
=
=
显然,当OP与圆C:(x﹣4)2+y2=4相切时,比值最小.
在Rt△OPC中,OC=4,CP=2,
∴∠COP=30°,
结合A,B两点坐标,
易知∠AOP=15°,∠BOP=75°,
∴=
=tan15°=2﹣,
故答案为:2﹣.
19.若直线y=x+b与曲线y=有公共点,则实数b的取值范围是 [﹣2,2]
【分析】把已知曲线方程变形,画出图形,数形结合求得b的取值范围.
【解答】解:由y=,得x2+y2=4(y≥0).
如图,
当直线y=x+b与圆x2+y2=4切于第二象限时,b=2.
∴若直线y=x+b与曲线y=有公共点,则b的取值范围是[﹣2,2].
故答案为:[﹣2,2].
20.已知圆C:(x﹣1)2+y2=r2(r>0)与直线l:y=x+3,且直线l上有唯一的一个点P,使得过点P作圆C的两条切线互相垂直.设EF是直线l上的一条线段,若对于圆C上的任意一点Q,,则的最小值是 4+4 .
【分析】由圆的对称性知直线l上的唯一点P与圆心C(1,0)所在直线必与直线l垂直,求得PC所在直线方程,与直线l求得交点P,再根据对称性可得r=2,由题意,知|EF|取得最小值时,一定关于直线y=﹣x+1对称,画出图形,通过图形观察,当两圆相内切时,求得最小值.
【解答】解:根据圆的对称性知直线l上的唯一点P与圆心C(1,0)所在直线必与直线l垂直,
则PC所在直线的方程为x+y=1,与直线y=x+3联立求得P(﹣1,2),
再根据对称性知过点P(﹣1,2)的两条切线必与坐标轴垂直,r=2;
由题意,知|EF|取得最小值时,一定关于直线y=﹣x+1对称,如图所示,
因此可设以点P(﹣1,2)为圆心,以R为半径的圆,
即(x+1)2+(y﹣2)2=R2与圆C内切时,
的最小值即为2R,
由相切条件易知2R=2(|CP|+2)=2(2+2)=4+4.
故答案为:4+4.
21.若直线l:ax+y﹣4a=0上存在相距为2的两个动点A,B,圆O:x2+y2=1上存在点C,使得△ABC为等腰直角三角形(C为直角顶点),则实数a的取值范围为 [﹣,] .
【分析】根据题意,由直角三角形的性质分析可得C到AB的距离为=1,结合直线与圆的位置关系可得圆心O到直线l的距离d≤2,即有≤2,解得a的取值范围,即可得答案.
【解答】解:根据题意,若△ABC为等腰直角三角形,其中C为直角顶点且|AB|=2,
则C到AB的距离为=1,
若圆O:x2+y2=1上存在点C,使得△ABC为等腰直角三角形,
则圆心O到直线l的距离d≤2,即有≤2,
解可得:﹣≤a≤,即a的取值范围[﹣,];
故答案为:[﹣,].
22.已知动直线l:(m+1)x+(m+2)y﹣m﹣3=0与圆C1:(x﹣2)2+(y+1)2=36交于A,B两点,以弦AB为直径的圆为C2,则圆C2的面积的最小值是 18π .
【分析】根据题意,由直线l的方程分析可得直线l恒过定点(﹣1,2),设M(﹣1,2),分析圆C1的方程可得圆心C1的坐标以及半径r,分析可得当|AB|最小时,圆C2的面积的最小;结合直线与圆的位置关系可得当MC1与直线l垂直,即M为AB的中点时,|AB|最小,求出此时的值,由圆的面积公式即可得答案.
【解答】解:根据题意,直线l:(m+1)x+(m+2)y﹣m﹣3=0即m(x+y﹣1)+(x+2y﹣3)=0,
,解可得,则直线l恒过定点(﹣1,2),设M(﹣1,2),
圆C1:(x﹣2)2+(y+1)2=36,圆心C1为(2,﹣1),半径r=6,|MC1|==3,
若直线l与圆C1:(x﹣2)2+(y+1)2=36交于A,B两点,以弦AB为直径的圆为C2,
当|AB|最小时,圆C2的面积的最小;
当MC1与直线l垂直,即M为AB的中点时,|AB|最小,
此时==3,
此时圆C2的面积S=(3)2×π=18π,
故答案为:18π.
23.在平面直角坐标系xOy中,已知圆O:x2+y2=1,直线l:y=x+a,过直线l上点P作圆O的切线PA,PB,切点分别为A、B,若存在点P使得,则实数a的取值范围是 [﹣2,2] .
【分析】设PO与AB交于H,运用直角三角形的射影定理以及向量共线定理可得PA2=PO2,设P(m,n),可得P在直线y=x+a上,又在圆x2+y2=4上,由直线和圆有交点的条件:d≤r,解不等式可得所求范围.
【解答】解:设PO与AB交于H,
在直角三角形PAO中,由射影定理可得PA2=PH•PO,
,且+=2,
即=,
则PA2=PO2,
设P(m,n),可得m2+n2﹣1=(m2+n2),
即为m2+n2=4,
可得P在直线y=x+a上,又在圆x2+y2=4上,
可得≤2,即﹣2≤a≤2,
故答案为:[﹣2,2].
24.已知圆C:x2+(y﹣2)2=2,直线l:kx﹣y﹣2=0与y轴交于点A,过l上一点P作圆C的切线,切点为T,若,则实数k的取值范围是 或 .
【分析】根据题意,设P(x,y),求出A的坐标,分析可得若,则|PA|2=2|PT|2,即x2+(y+2)2=2[x2+(y﹣2)2﹣2],变形可得P的轨迹方程,进而原问题可转化为直线l与圆x2+(y﹣6)2=36有公共点,结合直线与圆的位置关系可得d=≤6,解可得k的取值范围,即可得答案.
【解答】解:根据题意,设P(x,y),直线l:kx﹣y﹣2=0即y=kx﹣2与y轴交于点A,则A(0,﹣2)
若,则|PA|2=2|PT|2,即x2+(y+2)2=2[x2+(y﹣2)2﹣2],
变形可得:x2+y2﹣12y=0,变形可得x2+(y﹣6)2=36,
即点P的轨迹是圆x2+(y﹣6)2=36,
则原问题可转化为直线l与圆x2+(y﹣6)2=36有公共点,
则有圆心(0,6)到直线l的距离d=≤6,解可得或;
即k的取值范围为或;
故答案为:或.
25.已知圆O:x2+y2=9,点A(﹣5,0),若在直线OA上(O为坐标原点),存在异于A的定点B,使得对于圆O上的任意一点P,都有为同一常数.则点B的坐标是 (﹣,0) .
【分析】根据题意,假设存在这样的点B(t,0)满足题意,设=λ,结合圆的方程变形可得(x﹣t)2+y2=λ2[(x+5)2+y2],据此分析可得,解可得t的值,即可得答案.
【解答】解:根据题意,点A(﹣5,0)在x轴的负半轴上,直线OA即x轴,
假设存在这样的点B(t,0),使得对于圆O上的任意一点P,都有为同一常数,这个常数为λ,即=λ,变形可得则PB2=λ2PA2,
则有(x﹣t)2+y2=λ2[(x+5)2+y2],
将y2=9﹣x2代入得:x2﹣2xt+t2+9﹣x2=λ2(x2+10x+25+9﹣x2),
即2(5λ2+t)x+34λ2﹣t2﹣9=0对x∈[﹣3,3]恒成立,
则有,解可得t=﹣;
故B的坐标为(﹣,0);
故答案为:(﹣,0).
26.若A(﹣3,y0)是直线l:x+y+a=0(a>0)上的点,直线l与圆C:(x﹣)2+(y+2)2=12相交于M、N两点,若△MCN为等边三角形,则过点A作圆C的切线,切点为P,则|AP|= 6 .
【分析】根据等边三角形的性质求出点C到直线l的距离为3,根据点到直线的距离公式求出a=5,即可求出A点的坐标,根据切线的性质和勾股定理即可求出.
【解答】解:如图所示∵MCN为等边三角形,
过点C做CD⊥MN,
∴CM=2,
∴CD=2×=3,
∴C(,﹣2)到直线x+y+a=0的距离为3,
∴=3,
解得a=5,
∵是直线x+y+5=0的点,
∴y0=4,
∴A(﹣3,4),
∴AC2=(+3)2+(﹣2﹣4)2=84,
∵过点A作圆C的切线,切点为P,
∴CP2=12,
∴AP2=AC2﹣CP2=84﹣12=72,
∴|AP|=6,
故答案为:6
27.已知圆C:(x﹣7)2+y2=16,过点M(5,0)作直线交圆C于A,B两点.若P(2,5),则的最小值为 .
【分析】根据题意,设AB的中点H,连接CH,分析可得H的轨迹为以CM为直径的圆,分析该圆的圆心和半径,由向量的中点表示和圆外一点与圆上的点的距离的最值性质,计算可得所求最小值.
【解答】解:根据题意,如图:设AB的中点H,连接CH,
则有CH⊥AB,故中点H的轨迹为以CM为直径的圆,
设该圆为N,则其圆心N为(6,0),半径r=1,
H为AB的中点,则+=2,则有|+|=2||,
则|PN|==,
点P到圆N上点的距离最小值为﹣r=﹣1,
则的最小值为2(﹣1)=2﹣2,
故答案为:.
28.圆C:(x﹣1)2+y2=1的圆心到直线l:x﹣y+a=0(a>0)的距离为,则a的值为 1 .
【分析】根据题意,求出圆C的圆心,由点到直线的距离公式可得d==,解可得a的值,结合a的范围分析可得答案.
【解答】解:根据题意,圆C:(x﹣1)2+y2=1的圆心为(1,0),
又由圆C的圆心到直线l:x﹣y+a=0(a>0)的距离为,则有d==,
变形可得:|1+a|=2,
解可得a=1或﹣3,
又由a>0,则a=1;
故答案为:1.
29.已知a,b为正数,若直线2ax+by﹣2=0被圆x2+y2=4截得的弦长为,则的最大值是 .
【分析】根据题意,由圆的方程分析圆的圆心与半径,结合直线与圆的位置关系可得圆心到直线2ax+by﹣2=0的距离d=1,由点到直线的距离公式可得=1,即4a2+b2=4,又由=×,结合基本不等式的性质分析可得答案.
【解答】解:根据题意,圆x2+y2=4的圆心为(0,0),半径r=2,
若直线2ax+by﹣2=0被圆x2+y2=4截得的弦长为,则圆心到直线2ax+by﹣2=0的距离d=1,
又由圆心到直线2ax+by﹣2=0的距离d==,则有=1,即4a2+b2=4,
则=×≤×=×=;
则的最大值是;
故答案为:.
三.解答题(共9小题)
30.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知点A(0,3)和直线l:y=2x﹣4,设圆C的半径为1,圆心在直线l上.
(1)若圆心C也在直线y=x﹣1上,过点A作圆C的切线.
①求圆C的方程;
②求切线的方程;
(2)若圆C上存在点M,使MA=2MO,求圆心C的横坐标a的取值范围.
【分析】(1)求出圆心C为(3,2),圆C的半径为1,得到圆的方程,切线的斜率一定存在,设所求圆C的切线方程为y=kx+3,即kx﹣y+3=0,利用圆心到直线的距离等于半径,求解k即可得到切线方程.
(2)设圆心C为(a,2a﹣4),圆C的方程为:(x﹣a)2+[y﹣(2a﹣4)]2=1,设M为(x,y)列出方程得到圆D的方程,通过圆C和圆D有交点,得到1≤CD≤3,转化求解a的取值范围.
【解答】解:(1)由得圆心C为(3,2),
∵圆C的半径为1,
∴圆C的方程为:(x﹣3)2+(y﹣2)2=1,
显然切线的斜率一定存在,设所求圆C的切线方程为y=kx+3,即kx﹣y+3=0,
∴∴,
∴2k(4k+3)=0∴k=0或者,
∴所求圆C的切线方程为:y=3或者.
即y=3或者3x+4y﹣12=0.
(2)∵圆C的圆心在在直线l:y=2x﹣4上,
所以,设圆心C为(a,2a﹣4),
则圆C的方程为:(x﹣a)2+[y﹣(2a﹣4)]2=1,
又∵MA=2MO,
∴设M为(x,y)则整理得:x2+(y+1)2=4设为圆D,
∴点M应该既在圆C上又在圆D上
即:圆C和圆D有交点,∴1≤CD≤3,
∴,
由5a2﹣12a+8≥0得a∈R,
由5a2﹣12a≤0得,
综上所述,a的取值范围为:.
31.在平面直角坐标系xOy中,点A(﹣3,0),直线l:y=x+4,设⊙C的半径为2,圆心在直线l上.
(Ⅰ)若⊙C与直线y=﹣2x﹣8相交于E,F两点,且|AE|=|AF|,求⊙C的方程;
(Ⅱ)若⊙C上存在点M,使|MA|=2|MO|,求圆心C的横坐标a的取值范围.
【分析】(Ⅰ)设EF的中点为G,连结AE,AF,CE,CF,AG,CG,求出直线AC的方程为,圆心C坐标,即可求解圆C的方程.
(Ⅱ)设M(x,y),整理得:(x﹣1)2+y2=4,列出|2﹣2|≤≤|2+2|,然后求解a的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)设EF的中点为G,连结AE,AF,CE,CF,AG,CG,
由已知得AG⊥EF,
又CE=CF,所以CG⊥EF,则可得AC⊥EF,
则直线AC的方程为,
圆心C满足,,解得C(﹣5,﹣1),
则圆C的方程为(x+5)2+(y+1)2=4.
(Ⅱ)∵⊙C的圆心在在直线l:y=x+4上,设圆心C为(a,a+4),则⊙C的方程为(x﹣a)2+[y﹣(a+4)]2=4,
又∵|MA|=2|MO|,设M(x,y),整理得:(x﹣1)2+y2=4,
设此为⊙D,
∴点M应该既在⊙C上又在⊙D上即⊙C和⊙D有交点,
∴,
由2a2+6a+17≥0得a∈R,
由2a2+6a+1≤0得,
终上所述,a的取值范围为:.
32.已知方程x2+y2﹣2x﹣4y+m=0.
(1)若此方程表示圆,求m的取值范围;
(2)若(1)中的圆与直线x+2y﹣4=0相交于M、N两点,且OM⊥ON(O为坐标原点),求m;
(3)在(2)的条件下,求以MN为直径的圆的方程.
【分析】(1)圆的方程化为标准方程,利用半径大于0,可得m的取值范围;
(2)直线方程与圆方程联立,利用韦达定理及OM⊥ON,建立方程,可求m的值;
(3)写出以MN为直径的圆的方程,代入条件可得结论.
【解答】解:(1)(x﹣1)2+(y﹣2)2=5﹣m,∴方程表示圆时,m<5;
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1=4﹣2y1,x2=4﹣2y2,得x1x2=16﹣8(y1+y2)+4y1y2,
∵OM⊥ON,∴x1x2+y1y2=0,∴16﹣8(y1+y2)+5y1y2=0①,
由,得5y2﹣16y+m+8=0,
∴,.
代入①得.
(3)以MN为直径的圆的方程为(x﹣x1)(x﹣x2)+(y﹣y1)(y﹣y2)=0,
即x2+y2﹣(x1+x2)x﹣(y1+y2)y=0,
∴所求圆的方程为.
33.如图,圆M:(x﹣2)2+y2=1,点P(﹣1,t)为直线l:x=﹣1上一动点,过点P引圆M的两条切线,切点分别为A、B.
(1)若t=1,求切线所在直线方程;
(2)求|AB|的最小值;
(3)若两条切线PA,PB与y轴分别交于S、T两点,求|ST|的最小值.
【分析】(1)设切线方程,利用圆心到切线距离等于半径求得斜率即可得解;
(2)连接PM,AB交于N,利用∠MPA=∠MAN,结合正余弦可得最值;
(3)利用(1)的方法,得到k的二次方程,结合根与系数关系,用含t的式子表示去表示|ST|,可得最值.
【解答】解:(1)由题意,切线斜率存在,
可设切线方程为y﹣1=k(x+1),
即kx﹣y+k+1=0,
则圆心M到切线的距离d==1,
解得k=0或﹣,
故所求切线方程为y=1,3x+4y﹣1=0;
(2)
连接PM,AB交于点N,
设∠MPA=∠MAN=θ,
则|AB|=2|AM|cosθ=2cosθ,
在Rt△MAP中,sinθ==,
∵|PM|≥3,
∴(sinθ)max=,
∴(cosθ)min=,
∴|AB|min=;
(3)设切线方程为y﹣t=k(x+1),即kx﹣y+k+t=0,
PA,PB的斜率为k1,k2,
故圆心M到切线的距离d==1,
得8k2+6kt+t2﹣1=0,
∴k1+k2=﹣,k1k2=,
在切线方程中令x=0可得y=k+t,
故|ST|=|(k1+t)﹣(k2+t)|=|k1﹣k2|
=
=,
∴|ST|min=,此时t=0.
故|ST|的最小值为.
34.已知圆M的方程为x2+(y﹣2)2=1,直线l的方程为x﹣3y=0,点P在直线l上,过点P作圆M的切线PA,PB,切点为A,B.
(1)若∠APB=60°,试求点P的坐标;
(2)求四边形PAMB面积的最小值及此时点P的坐标;
(3)求证:经过A,P,M三点的圆必过定点,并求出所有定点的坐标.
【分析】(1)设P(3m,m),连接MP,分析易得MP=2MA=2,即有(3m)2+(m﹣2)2=4,解可得m的值,即可得答案;
(2)根据题意,分析易得S四边形PAMB=2S△APM=MA•AP=AP,又由AP2=MP2﹣MA2=MP2﹣1,当MP最小时,即直线MP与直线l垂直时,四边形PAMB面积最小,设出P的坐标,则有=﹣3,解可得n的值,进而分析MP的最小值,求出四边形PAMB面积,即可得答案;
(3)根据题意,分析可得:过A,P,M三点的圆为以MP为直径的圆,设P的坐标为(3m,m),用m表示过A,P,M三点的圆为x2+y2﹣2y﹣m(3x+y﹣2)=0,结合直线与圆位置关系,分析可得答案.
【解答】解:(1)根据题意,点P在直线l上,
设P(3m,m),连接MP,
因为圆M的方程为x2+(y﹣2)2=1,
所以圆心M(0,2),半径r=1.
因为过点P作圆M的切线PA、PB,切点为A、B;
则有PA⊥MA,PB⊥MB,且MA=MB=r=1,
易得△APM≌△BPM,
又由∠APB=60°,即∠APM=30°,
则MP=2MA=2,
即有(3m)2+(m﹣2)2=4,
解可得:m=0或m=,
即P的坐标为(0,0)或(,);
(2)根据题意,△APM≌△BPM,则S四边形PAMB=2S△APM=MA•AP=AP,
又由AP2=MP2﹣MA2=MP2﹣1,
当MP最小时,即直线MP与直线l垂直时,四边形PAMB面积最小,
设此时P的坐标为(3n,n);有=﹣3,解可得n=,
即P的坐标为(,);
此时MP==,则四边形PAMB面积的最小值为=;
(3)根据题意,PA是圆M的切线,则PA⊥MA,则过A,P,M三点的圆为以MP为直径的圆,
设P的坐标为(3m,m),M(0,2),
则以MP为直径的圆为(x﹣0)(x﹣3m)+(y﹣m)(y﹣2)=0,
变形可得:x2+y2﹣3mx﹣(m+2)y+2m=0,即x2+y2﹣2y﹣m(3x+y﹣2)=0;
则有,解可得:或;
则当x=0、y=2和x=、y=时,x2+y2﹣2y﹣m(3x+y﹣2)=0恒成立,
则经过A,P,M三点的圆必过定点,且定点的坐标为(0,2)和(,).
35.在平面直角坐标系xoy中,已知点P为直线l:x=2上一点,过点A(1,0)作OP的垂线与以OP为直径的圆K相交于B,C两点.
(1)若BC=,求圆K的方程;
(2)求证:点B始终在某定圆上.
(3)是否存在一定点Q(异于点A),使得为常数?若存在,求出定点Q的坐标;若不存在,说明理由.
【分析】(1)设P(2,t)(t≠0),则圆K的方程为,通过圆心到直线BC的距离,可得t=±2,从而得圆K的方程;
(2)设B(x0,y0),利用 消去参数t,即得点B的轨迹方程;
(3)设点Q(a,b), (c为常数),利用x2+y2=2计算(x﹣a)2+(y﹣b)2=c[(x﹣1)2+y2]即可.
【解答】解:(1)设P(2,t)(t≠0),则圆K的方程为,
直线OP的斜率为,又OP⊥BC,所以BC的斜率,
从而BC的方程为,即2x+ty﹣2=0,
则圆心K(1,)到直线BC的距离为,
由()2+()2=,解得t=±2,
所以圆K的方程为(x﹣1)2+(y±1)2=2;
(2)设B(x0,y0),由 得,
消去参数t,得,
所以点B的轨迹方程为圆:x2+y2=2;
(3)设点Q(a,b), (c为常数),
则(x﹣a)2+(y﹣b)2=c[(x﹣1)2+y2],
整理,得(c﹣1)(x2+y2)+2(a﹣c)x+2by+c﹣a2﹣b2=0,
由于x2+y2=2,所以2(a﹣c)x+2by+3c﹣a2﹣b2﹣2=0,
从而,解得 或(舍),
所以存在定点Q(2,0),使得.
36.已知点A,B分别是射线l1:y=x(x≥0),l2:y=﹣x(x≥0)上的动点,O为坐标原点,且△OAB的面积为定值2.
(I)求线段AB中点M的轨迹C的方程;
(II)过点N(0,2)作直线l,与曲线C交于不同的两点P,Q,与射线l1,l2分别交于点R,S,若点P,Q恰为线段RS的两个三等分点,求此时直线l的方程.
【分析】(I)通过设A(x1,x1),B(x2,﹣x2),M(x,y),建立M与AB的关系,继而转化为x与y的关系,整理即可得到所以点M的轨迹方程.
(II)根据题意,因为l斜率存在,故设出直线方程.根据xP,xQ>0以及由于P,Q为RS的三等分点分别得出一个等式,最后通过两个等式分别化简即可得出l的斜率.此时,直线方程即可得到.
【解答】解:(I)由题可设A(x1,x1),B(x2,﹣x2),M(x,y),其中x1>0,x2>0.
则
∵△OAB的面积为定值2,
∴
(1)2﹣(2)2,消去x1,x2,
得:x2﹣y2=2.
由于x1>0,x2>0,
∴x>0,
所以点M的轨迹方程为x2﹣y2=2(x>0).
(II)依题意,直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+2.
由
消去y得:(1﹣k2)x2﹣4kx﹣6=0,
设点P、Q、R、S的横坐标分别是xP、xQ、xR、xs,
∴由xP,xQ>0得
解之得:.
∴.
由消去y得:,
由消去y得:,
∴.
由于P,Q为RS的三等分点,
∴|xR﹣xS|=3|xP﹣xQ|.
解之得.
经检验,此时P,Q恰为RS的三等分点,
故所求直线方程为.
37.已知圆C经过点A(0,0),B(7,7),圆心在直线上.
(1)求圆C的标准方程;
(2)若直线l与圆C相切且与x,y轴截距相等,求直线l的方程.
【分析】(1)根据题意,设圆C的圆心为(a,b),半径为r,结合圆的标准方程的形式可得,解可得a、b、r的值,代入圆的标准方程中即可得答案;
(2)根据题意,①,直线l经过原点,设直线l的方程为y=kx,则有=5,②,直线l不经过原点,设直线l的方程为x+y﹣m=0,则有=5,分别求出直线l的方程,综合2种情况即可得答案.
【解答】解:(1)根据题意,设圆C的圆心为(a,b),半径为r,则其标准方程为(x﹣a)2+(y﹣b)2=r2,
圆C经过点A(0,0),B(7,7),圆心在直线上,
则有,解可得,
则圆C的标准方程为(x﹣3)2+(y﹣4)2=25,
(2)若直线l与圆C相切且与x,y轴截距相等,
分2种情况讨论:
①,直线l经过原点,设直线l的方程为y=kx,则有=5,
解可得:k=﹣,此时直线l的方程为y=﹣x;
②,直线l不经过原点,设直线l的方程为x+y﹣m=0,则有=5,解可得m=7+5或7﹣5,
此时直线l的方程为x+y+5﹣7=0或x+y﹣5﹣7=0;
综合可得:直线l的方程为y=﹣x或x+y+5﹣7=0或x+y﹣5﹣7=0.
38.已知⊙C1:x2+y2﹣x﹣a=0与⊙C2:x2+y2﹣2x﹣2=0交于P、Q两点,M(2,t)是直线PQ上的一个动点.
(1)求⊙C1的标准方程;
(2)求以OM为直径且被直线3x﹣4y﹣5=0截得的弦长为2的圆C3的方程;
(3)过点C2作OM的垂线与以OM为直径的圆交于点N,请判断线段ON的长是否为定值?若是定值求出这个定值;若不是请说明理由.
【分析】(1)根据题意,有⊙C1与⊙C2的方程,计算可得直线PQ的方程,分析可得a﹣2=2,解可得a的值,将a的值代入⊙C1的方程,即可得答案;
(2)设OM的中点为E,用t可以表示圆E的方程,由直线与圆的位置关系分析可得1+=1+,解可得t的值,将t的代入圆的方程即可得答案;
(3)根据题意,设N的坐标为(m,n),解可得题意分析可得m2+n2=2m+tn①和t=②,联立两个式子分析可得m2+n2=2,结合两点间距离公式可得|ON|==,即可得结论.
【解答】解:(1)根据题意,⊙C1:x2+y2﹣x﹣a=0与⊙C2:x2+y2﹣2x﹣2=0,
则两圆交线的方程为:x=a﹣2,即直线PQ的方程为x=a﹣2,
又由M(2,t)是直线PQ上的一个动点,则有a﹣2=2,解可得a=4,
⊙C1的方程为x2+y2﹣x﹣4=0,变形可得(x﹣)2+y2=;
(2)根据题意,设OM的中点为E,又由M(2,t),则OM的中点E为(1,),
以OM为直径的圆的圆心为E(1,),半径r=|OM|=|OE|=,
又由圆E被直线3x﹣4y﹣5=0截得的弦长为2,
圆心E到直线的距离d==
则有1+=1+,
解可得:t=4或﹣;
则圆C3的方程为(x﹣1)2+(y﹣2)2=5或(x﹣1)2+(y+)2=;
(3)根据题意,设N的坐标为(m,n),
由(2)的结论,以OM为直径的圆的方程为(x﹣1)2+(y﹣)2=1+,
变形可得:x2+y2﹣2x﹣ty=0,
又由N在圆上,则有m2+n2=2m+tn,①
⊙C2:x2+y2﹣2x﹣2=0,其圆心C2为(1,0),
又由NC2⊥OM,则有=﹣,变形可得t=,②
将②代入①可得:m2+n2=2m+t×=2,
则有|ON|==,
即ON的长为定值.
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