Question

【題目】已知點(diǎn)P（2，0）及圓C：x2+y2﹣6x+4y+4=0．
（1）設(shè)過P直線l1與圓C交于M、N兩點(diǎn)，當(dāng)|MN|=4時，求以MN為直徑的圓Q的方程；
（2）設(shè)直線ax﹣y+1=0與圓C交于A，B兩點(diǎn)，是否存在實數(shù)a，使得過點(diǎn)P（2，0）的直線l2垂直平分弦AB？若存在，求出實數(shù)a的值；若不存在，請說明理由．

Answer 1

【答案】
（1）解：由于圓C：x2+y2﹣6x+4y+4=0的圓心C（3，﹣2），半徑為3，

|CP|= ，而弦心距d= ，

所以d=|CP|= ，所以P為MN的中點(diǎn)，

所以所求圓的圓心坐標(biāo)為（2，0），半徑為 |MN|=2，

故以MN為直徑的圓Q的方程為（x﹣2）2+y2=4

（2）解：把直線ax﹣y+1=0即y=ax+1．代入圓C的方程，消去y，整理得（a2+1）x2+6（a﹣1）x+9=0．

由于直線ax﹣y+1=0交圓C于A，B兩點(diǎn)，

故△=36（a﹣1）2﹣36（a2+1）＞0，即﹣2a＞0，解得a＜0．

則實數(shù)a的取值范圍是（﹣∞，0）．

設(shè)符合條件的實數(shù)a存在，

由于l2垂直平分弦AB，故圓心C（3，﹣2）必在l2上．

所以l2的斜率kPC=﹣2，

∴kAB=a= ，

由于 ，

故不存在實數(shù)a，使得過點(diǎn)P（2，0）的直線l2垂直平分弦AB

【解析】（1）由利用兩點(diǎn)間的距離公式求出圓心C到P的距離，再根據(jù)弦長|MN|的一半及半徑，利用勾股定理求出弦心距d，發(fā)現(xiàn)|CP|與d相等，所以得到P為MN的中點(diǎn)，所以以MN為直徑的圓的圓心坐標(biāo)即為P的坐標(biāo)，半徑為|MN|的一半，根據(jù)圓心和半徑寫出圓的方程即可；（2）把已知直線的方程代入到圓的方程中消去y得到關(guān)于x的一元二次方程，因為直線與圓有兩個交點(diǎn)，所以得到△＞0，列出關(guān)于a的不等式，求出不等式的解集即可得到a的取值范圍，利用反證法證明：假設(shè)符合條件的a存在，由直線l2垂直平分弦AB得到圓心必在直線l2上，根據(jù)P與C的坐標(biāo)即可求出l2的斜率，然后根據(jù)兩直線垂直時斜率的乘積為﹣1，即可求出直線ax﹣y+1=0的斜率，進(jìn)而求出a的值，經(jīng)過判斷求出a的值不在求出的范圍中，所以假設(shè)錯誤，故這樣的a不存在．