已知圆C:x2+y2-2x+4y-4=0.问是否存在斜率为1的直线l,使l被圆截得的弦长为AB,以AB为直径的圆经过原点

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  • 令A(x1,y1),B(x2,y2)

    若存在直线L使得弦AB为经过原点的圆M的直径

    则圆M的圆心坐标为[(x1+x2)/2,(y1+y2)/2]

    圆M的半径为AB/2

    于是得到圆M的方程为[x-(x1+x2)/2]^2+[y-(y1+y2)/2]^2=(AB/2)^2

    因圆M过原点(0,0)

    则有[(x1+x2)/2]^2+[(y1+y2)/2]^2=(AB/2)^2

    即有(x1+x2)^2+(y1+y2)^2=AB^2(*)

    令直线L方程为y=x+m(注意到k=1)

    代入圆C方程有2x^2+2(m+1)x+m^2+4m-4=0

    由韦达定理有

    x1+x2=-(m+1)(I)

    x1x2=(m^2+4m-4)/2

    由弦长公式有

    AB=|x1-x2|*√(1+k^2)(注意到k=1)

    =√2*√[(x1+x2)^2-4x1x2]

    =√2*√(-m^2-6m+9)(II)

    因A、B都在直线L上,则有

    y1=x1+m

    y2=x2+m

    两式相加得y1+y2=x1+x2+2m=m-1(III)

    将(I)(II)(III)代入(*)得

    m^2+3m-4=0

    解得m=-4或m=1

    综上可知,满足条件的直线L有两条:

    y=x-4

    y=x+1