在平面直角坐标系xOy中,已知圆O:x2+y2=64,圆O1与圆O相交,圆心为O1(9,0),且圆O1上的点与圆O上的点

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  • 解题思路:(1)圆O1的半径为4,圆心为O1(9,0),从而可得圆O1的标准方程;

    (2)当直线l的斜率存在时,设方程为y-b=k(x-a),求出O,O1到直线l的距离,从而可得d与d1的值,利用d与d1的比值总等于同一常数λ,建立方程,从而利用等式对任意实数k恒成立,得到三个方程,由此可得结论.

    (1)∵圆O:x2+y2=64,圆O1与圆O相交,圆O1上的点与圆O上的点之间的最大距离为21,

    ∴圆O1的半径为4,

    ∵圆心为O1(9,0),

    ∴圆O1的标准方程为(x-9)2+y2=16;

    (2)当直线l的斜率存在时,设方程为y-b=k(x-a),即kx-y-ka+b=0

    ∴O,O1到直线l的距离分别为h=

    |ka−b|

    1+k2,h1=

    |−9k+ka−b|

    1+k2

    ∴d=2

    64−(

    |ka−b|

    1+k2)2,d1=2

    16−(

    |−9k+ka−b|

    1+k2)2

    ∵d与d1的比值总等于同一常数λ,

    ∴64-(

    |ka−b|

    1+k2)2=λ2[16-(

    |−9k+ka−b|

    1+k2)2]

    ∴[64-a2-16λ22(a-9)2]k2+2b[a-λ2(a-9)]k+64-b22(16-b2)=0

    由题意,上式对任意实数k恒成立,所以64-a2-16λ22(a-9)2=0,2b[a-λ2(a-9)]=0,64-b22(16-b2)=0同时成立,

    ①如果b=0,则64-16λ2=0,∴λ=2(舍去负值),从而a=6或18;

    ∴λ=2,P(6,0),P(18,0)

    ②如果a-λ2(a-9)=0,显然a=9不满足,从而λ2=

    a

    a−9,3a2-43a+192=0,△=432-4×3×192=-455<0,故方程无解,舍去;

    当点P的坐标为(6,0)时,直线l的斜率不存在,此时d=4

    7,d1=2

    7,∴

    d

    d1=2也满足

    综上,满足题意的λ=2,点P有两个,坐标分别为(6,0),(18,0),

    斜率不存在时 P(18,0),直线与圆外离,舍去.

    点评:

    本题考点: 直线和圆的方程的应用;圆的标准方程.

    考点点评: 本题考查圆的标准方程,考查恒成立问题,考查分类讨论的数学思想,考查学生分析解决问题的能力.