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高考数学必做百题第74题(理科2017版)

  2016-10-06 18:00:20  

 074.已知圆:${{x}^{2}}+{{y}^{2}}+6x-8y-1=0$与直线:$x+y-3=0$相交于$A,B$两点,求圆心在直线$3x-y-5=0$上,并且经过$A,B$两点的圆$D$的方程。

L074.png

解法1:如图,由方程组$\left\{ \begin{align}  & {{x}^{2}}+{{y}^{2}}+6x-8y-1=0 \\ & x+y-3=0 \\ \end{align} \right.$,
解得$\left\{ \begin{align} & x=-2-2\sqrt{3} \\ & y=5+2\sqrt{3} \\ \end{align} \right.$或$\left\{ \begin{align} & x=-2\text{+}2\sqrt{3} \\ & y=5-2\sqrt{3} \\ \end{align} \right.$,
∴$\therefore A(-2-2\sqrt{3},5+2\sqrt{3}),B(-2+2\sqrt{3},5-2\sqrt{3})$,
那么线段中点为$(-2,5)$。 
∴线段的中垂线方程为$y-5=\dfrac{5-4}{-2+3}(x+2)$,即$x-y+7=0$。
由$ \left\{ \begin{align}  & x-y+7=0 \\ & 3x-y-5=0 \\ \end{align} \right.$$ \Rightarrow \left\{ \begin{align}  & x=6 \\ & y=13 \\ \end{align} \right.$,
∴所求圆的圆心$D$的坐标是$(6,13)$。
又$\left| DA \right|=2\sqrt{38}$, 
∴所求圆$D$的方程为${{(x-6)}^{2}}+{{(y-13)}^{2}}=152$
即${{x}^{2}}+{{y}^{2}}-12x-26y+53=0$。
解法2:设过圆:${{x}^{2}}+{{y}^{2}}+6x-8y-1=0$与直线:$x+y-3=0$交点的圆的方程为
${{x}^{2}}+{{y}^{2}}+6x-8y-1+\lambda (x+y-3)=0$,
即${{x}^{2}}+{{y}^{2}}+(6+\lambda )x-(8-\lambda )y-1-3\lambda =0$
其圆心$D$坐标是$\left( -\dfrac{6+\lambda }{2},\dfrac{8-\lambda }{2} \right)$, 
∵圆心$D$在$3x-y-5=0$上,
∴$-\dfrac{3(6+\lambda )}{2}-\dfrac{8-\lambda }{2}-5=0$,解得$\lambda =-18$。
∴所求的圆的方程为${{x}^{2}}+{{y}^{2}}+6x-4-7({{x}^{2}}+{{y}^{2}}+6y-28)=0$,
即${{x}^{2}}+{{y}^{2}}-12x-26y+53=0$。

 



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