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如图,圆M过点A(-
3
,0)、B(
3
,0)、C(0,-3),且与y轴的正半轴交于点D.
(Ⅰ)求圆M的方程;
(Ⅱ)已知弦EF过原点O.
(ⅰ)若|EF|=
15
,求EF所在的直线方程;
(ⅱ)若弦DF、CE与x轴分别交于P、Q两点,求证:|OP|=|OQ|.
考点:直线和圆的方程的应用
专题:直线与圆
分析:(Ⅰ)解:设圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,由已知得
3-
3
D+F=0
3+
3
D+F=0
9-3E+F=0
,由此能求出圆M的方程.
(Ⅱ)(i)设EF的方程为y=kx,联立
x2+y2+2y-3=0
y=kx
,得(k2+1)x2+2kx-3=0,由此利用弦长公式能求出EF所在的直线方程.
(ii)联立
x2+y2+2y-3=0
y=
3
x
,得4x2+2
3
x
-3=0,解得E(
-
3
+
15
4
-3+3
5
4
),F(
-
3
-
15
4
-3-3
5
4
),在x2+y2+2y-3=0中,令x=0,得D(0,1).则直线DF:
y-1
x
=
-3-3
5
4
-1
-
3
-
15
4
,直线CE:
y+3
x
=
-3+3
5
4
+3
-
3
+
15
4
,由此能证明|OP|=|OQ|.
解答: (Ⅰ)解:设圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
∵圆M过点A(-
3
,0)、B(
3
,0)、C(0,-3),
3-
3
D+F=0
3+
3
D+F=0
9-3E+F=0
,解得D=0,F=-3,E=2,
∴圆M的方程为:x2+y2+2y-3=0.
(Ⅱ)(i)解:设EF的方程为y=kx,
联立
x2+y2+2y-3=0
y=kx
,得(k2+1)x2+2kx-3=0,
△=4k2+12(k2+1)>0,
设E(x1,y1),F(x2,y2),则:x1+x2=-
2k
k2+1
,x1x2=-
3
k2+1

∵|EF|=
15
,∴
(1+k2)[(-
2k
k2+1
)2+
12
k2+1
]
=
15

解得k=
3
或k=-
3
(舍)
∴EF所在的直线方程为y=
3
x

(ii)证明:联立
x2+y2+2y-3=0
y=
3
x
,得4x2+2
3
x
-3=0,
解得E(
-
3
+
15
4
-3+3
5
4
),F(
-
3
-
15
4
-3-3
5
4
),
在x2+y2+2y-3=0中,令x=0,得D(0,1).
∴直线DF:
y-1
x
=
-3-3
5
4
-1
-
3
-
15
4

令y=0,得|OP|=|x|=
3
+
15
7+3
5
=
4
15
-8
3
4

直线CE:
y+3
x
=
-3+3
5
4
+3
-
3
+
15
4

令y=0,得:|OQ|=
15
-
3
3+
5
=
4
15
-8
3
4

∴|OP|=|OQ|.
点评:本题考查圆的方程的求法,考查直线方程的求法,考查线段长相等的证明.解题时要认真审题,注意弦长公式的合理运用.
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2
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m
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-
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2
),
m
n
=
3
5

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x2
a2
+
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-
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7
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