已知圆C:(x-1)2+(y-2)2=25及直线l:(2m+1)x+(m+1)y=7m+4.(m∈R)

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  • 解题思路:(Ⅰ)把已知直线l的方程变形为m(2x+y-7)+x+y-4=0,可得直线l必过直线2x+y-7=0与直线x+y+4=0的交点,故联立两直线的方程组成方程组,求出方程组的解,得到交点坐标为(3,1),故不论m取什么实数,直线l恒过定点(3,1),得证;

    (Ⅱ)由A到圆心的距离d小于圆的半径,判断得到点A在圆内,故直线l与圆C所截得的弦长最小时,为与直径AC垂直的弦,故连接AC,过A作AC的垂线,此时的直线与圆C相交于B、D,BD为直线被圆所截得的最短弦长,由A与C的坐标求出直线AC的斜率,根据两直线垂直时斜率的乘积为-1,求出直线BD的斜率,再由A的坐标,写出直线BD的方程,即为所求的直线l的方程.

    (Ⅰ)∵直线方程l:(2m+1)x+(m+1)y=7m+4,

    可以改写为m(2x+y-7)+x+y-4=0,…(3分)

    ∴直线必经过直线2x+y-7=0和x+y-4=0的交点,

    由方程组

    2x+y−7=0

    x+y−4=0,

    解得

    x=3

    y=1,即两直线的交点为A(3,1),…(5分)

    则不论m取什么实数,直线l恒过定点(3,1);…(6分)

    (Ⅱ)∵圆C:(x-1)2+(y-2)2=25,

    ∴圆心C(1,2),半径r=5,

    ∵点A(3,1)与圆心C(1,2)的距离d=

    5<5,

    ∴A点在C内,

    连接AC,过A作AC的垂线,

    此时的直线与圆C相交于B、D,BD为直线被圆所截得的最短弦长,…(8分).

    ∵直线AC的斜率kAC=−

    1

    2,…(10分)

    ∴直线BD的斜率为2,

    则此时直线l方程为:y-1=2(x-3),即2x-y-5=0.…(12分)

    点评:

    本题考点: 直线与圆相交的性质;恒过定点的直线.

    考点点评: 此题考查了直线与圆相交的性质,以及恒过定点的方程,涉及的知识有:点与圆位置的判断,两点间的距离公式,两直线的交点坐标,圆的标准方程,垂径定理,以及两直线垂直时斜率满足的关系,把直线l的方程适当变形为m(2x+y-7)+x+y-4=0是解第一问的关键,连接AC,过A作AC的垂线,此时的直线与圆C相交于B、D,BD为直线被圆所截得的最短弦长是解第二问的关键.