(本小题满分14分)
已知过原点的动直线与圆:相交于不同的两点,。
(1)求圆的圆心坐标;
(2)求线段的中点的轨迹的方程;
(3)是否存在实数,使得直线:与曲线只有一个交点?若存在,求出的取值范围;若不存在,说明理由。
(1)将圆方程变形为,可得。
(2)设,则过与中点的直线。
。联立直线与曲线方程可得。消去可得。
下面求直线与圆的切线。联立方程。由直线与圆相切,解得,代入上述方程组,解得。又因为为圆的圆心,因此。故曲线 。
(3)存在。联立曲线与直线的方程,。
①若与相切,如图所示:
则,代入联立后的方程,解得。因为,所以时曲线与直线只有一个交点。
②若与相交,如图所示:
直线应被夹在直线与直线之间(由于、两点不在圆上,故、两直线可取)。故。因关于轴对称,故只需求。将横坐标代入得,故。,。故。
综上,。
本题主要考查直线与曲线的关系。
(1)将圆一般方程变形为圆标准方程得解。
(2)首先假设直线斜率,用表示出中点点的坐标,再消去得解。然后再根据圆的范围求出的取值范围。
(3)分两种情况讨论,第一种情况为直线与曲线相切,联立方程令即可,需要验证求出的解是否在的范围内;第二种情况为直线与曲线相交,作图找出临界状态,得解。