(1)一个动点P在圆x2+y2=4上移动时,求点P与定点A(4,3)连线的中点M的轨迹方程.(2)自定点A(4,3)引圆x2+y2=4的割线ABC,求弦BC中点N的轨迹方程.(3)在平面直角坐标系xOy中,曲线y=x2-6x+1与坐标轴的交点都在圆C上.①求圆C的方程;②若圆C与直线x-y+a=0交于A,B两点,且OA⊥OB,求a的值.

问题描述:

(1)一个动点P在圆x2+y2=4上移动时,求点P与定点A(4,3)连线的中点M的轨迹方程.
(2)自定点A(4,3)引圆x2+y2=4的割线ABC,求弦BC中点N的轨迹方程.
(3)在平面直角坐标系xOy中,曲线y=x2-6x+1与坐标轴的交点都在圆C上.
①求圆C的方程;
②若圆C与直线x-y+a=0交于A,B两点,且OA⊥OB,求a的值.

(1)设中点M坐标为(x,y),由中点坐标公式得动点P的坐标为(2x-4,2y-3),
将P点坐标代入圆得到的关于x、y的方程,就是中点M的轨迹方程(因为点P在圆上).
即(2x-4)2+(2y-3)2=4;
(2)设中点N坐标为(x,y),圆心为O,则ON⊥AC,且圆心坐标为(0,0),于是
kAC

y−3
x−4
kON
y
x

因为ON⊥AC,所以kAC•kON=-1,即
y−3
x−4
y
x
=−1
,整理得
(x-2)2+(y-
3
2
2=
25
4

(3)①根据题意,可设圆心为(3,b).
由y=x2-6x+1,令x=0,则y=1;令y=0,则x=3±2
2

所以,(3-0)2+(b-1)2=(±2
2
2+b2,解得b=1,则(±2
2
2+b2=9
所以,圆C方程为(x-3)2+(y-1)2=9
②设坐标:A(x1,y1),B(x2,y2),A、B同时满足直线x-y+a=0和圆(x-3)2+(y-1)2=9
联立方程组把y消去,得2x2+(2a-8)x+a2-2a+1=0
由已知有A、B两个交点,即方程两个解,则△=56-16a-4a2>0,
因此有x1+x2=4-a,x1x2
a2−2a+1
2

由OA⊥OB可知,x1x2+y1y2=0,且y1=x1+a,y2=x2+a,
x1x2+a(x1+x2)+a2=0
把④代入③解得a=-1,将其代入△=56-16a-4a2进行检验,
△=56+16-4=68>0,即符合.所以a=-1.
答案解析:(1)设出中点M的坐标,由中点坐标公式得到P点坐标,把P的坐标代入圆的方程即可得到M的轨迹;
(2)设出N点坐标,由ON和AC垂直利用斜率之积等于-1得轨迹方程;
(3)①由题意设出圆心坐标,求出曲线y=x2-6x+1与坐标轴的交点,由两交点到圆心距离相等求出圆心坐标,则圆的方程可求;
②联立圆C与直线x-y+a=0,化为关于x的一元二次方程后利用x1x2+y1y2=0求解a的值.
考试点:轨迹方程;直线与圆相交的性质.
知识点:本题考查了轨迹方程,考查了直线与圆相交的性质,解答的关键是灵活运用圆的对称性,考查了一元二次方程的根与系数的关系,训练了“设而不求”的解题思想方法,是中档题.