已知定圆C1和两定点M、N,圆心C1不在MN的中垂线上,过MN作圆C2与圆C1交于P、Q两点,求证:PQ必过一定点.
分析:建立直角坐标系,得到圆C1的方程和两定点M、N的坐标,C2在MN的中垂线上,设出C2的坐标(0,k),
写出圆C2的方程,将两圆的方程相减便得到公共弦PQ的方程,再利用直线系过定点得到定点坐标.
解答:
证明:以MN所在的直线为x轴,以其中垂线为 y轴,
建立直角坐标系,如图:设M(-m,0)、N(m,0),C
2(0,k),
设定圆C
1 的方程为 (x-a)
2+(y-b)
2=r
2,
圆C
2的方程为 x
2+(y-k)
2=k
2+m
2,
由题意知,a、b、r、m为定值,k为 参数.
将两圆的方程相减得直线PQ的方程为-2ax+(2k-2b)y+a
2+b
2+m
2-r
2=0,
即2ky+(-2ax-2by+a
2+b
2+m
2-r
2)=0,
由
| | 2ky=0 | | -2ax-2by+a2+b2+m2-r2=0 |
| |
,
得
,
∴直线PQ经过定点(
,0).
点评:本题考查两圆的位置关系以及直线和圆的位置关系,两圆相交时,将两圆的方程相减即得公共弦所在的直线方程,直线λ(ax+by+c)+(mx+ny+p)=0经过两直线ax+by+c=0与 mx+ny+p=0的交点.