Question

已知一個(gè)圓截y軸所得的弦長(zhǎng)為2，被x軸分成的兩段弧長(zhǎng)的比為3：1．
（1）設(shè)圓心（a，b），求實(shí)數(shù)a、b滿(mǎn)足的關(guān)系式；
（2）當(dāng)圓心到直線l：x-2y=0的距離最小時(shí)，求圓的方程．

Answer 1

【答案】分析：（1）設(shè)出圓心P的坐標(biāo)和半徑為r，根據(jù)圓被x軸分成的兩條弧之比得到|b|=r，兩邊平方得到一個(gè)關(guān)系式，記作①式，再根據(jù)弦長(zhǎng)的一半，弦心距即為P的橫坐標(biāo)的絕對(duì)值，及圓的半徑r，利用勾股定理列出另外一個(gè)關(guān)系式，記作②，兩式聯(lián)立消去r即可得到a與b滿(mǎn)足的關(guān)系式；
（2）先利用點(diǎn)到直線的距離公式表示出圓心P到直線l的距離d，兩邊平方后，根據(jù)基本不等式及（1）得出的a與b的關(guān)系式即可得到d的最小值，當(dāng)且僅當(dāng)a=b取等號(hào)，把a(bǔ)=b與（1）得出的關(guān)系式聯(lián)立組成方程組，求出方程組的解得到a與b的值，進(jìn)而確定出圓心坐標(biāo)和圓的半徑，寫(xiě)出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程即可．
解答：解：（1）設(shè)圓心P（a，b），半徑為r，則|b|=，2b²=r²，①…（3分）
又|a|²+1=r²，所以a²+1=r²，②
聯(lián)立①②消去r得：2b²=a²+1；…（6分）
（2）點(diǎn)P到直線x-2y=0的距離d=，
5d²=a²-4ab+4b²≥a²+4b²-2（a²+b²）=2b²-a²=1，…（9分）
所以，
所以，或，…（11分）
所以（x-1）²+（y-1）²=2或（x+1）²+（y+1）²=2．…（13分）
點(diǎn)評(píng)：此題考查了直線與圓的位置關(guān)系，涉及的知識(shí)有：垂徑定理，勾股定理，點(diǎn)到直線的距離公式，基本不等式以及圓的標(biāo)準(zhǔn)方程，當(dāng)直線與圓相交時(shí)，常常由弦長(zhǎng)的一半，圓的半徑及弦心距構(gòu)造直角三角形，利用勾股定理來(lái)解決問(wèn)題．