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已知直线l:y=kx,圆C:x 2 +y 2 -2x-2y+1=0,直线l交圆于P、Q两点,点M(0,b)满足MP⊥MQ

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/06 05:08:17
(1)∵C:x 2 +y 2 -2x-2y+1=0∴b=1时,点M(0,1)在圆上.又MP⊥MQ,圆心(1,1)在直线直线l:y=kx上,故k=1
(2)设P(x 1 ,y 1 ),Q(x 2 ,y 2 ).
联立方程组,
y=kx
x 2 + y 2 -2x-2y+1=0. ⇒(1+k 2 )x 2 -2(1+k)x+1=0, ⇒ x 1 + x 2 =
2(1+k)
1+ k 2 , x 1 x 2 =
1
1+ k 2 .
∵MP⊥MQ∴
MP •
MQ =0 ,即x 1 x 2 +(y 1 -b)(y 2 -b)=0.
又y 1 =kx 1 ,y 2 =kx 2 ,∴(1+k 2 )x 1 x 2 -kb(x 1 +x 2 )+b 2 =0,
∴ (1+ k 2 )
1
1+ k 2 -kb
2(1+k)
1+ k 2 + b 2 =0.
当b=0时,此式不成立,
从而 b+
1
b =
2 k 2 +2k
1+ k 2 =2+
2(k-1)
(k-1) 2 +2(k-1)+2 . .
又∵k>3,令t=k-1>2,∴ b+
1
b =2+
2
t+
2
t +2 .
令函数 g(t)=t+
2
t +2 ,当t>2时, g′(t)=1-
2
t 2 >0 ,g(t)>5,从而 2<b+
1
b <
12
5 .
解此不等式,可得
6-
11
5 <b<1 或 1<b<
6+
11
5 .