21、已知圓C:x2+y2-4x+2y+1=0,直線l:y=kx-1.
(1)當k為何值時直線l過圓心;
(2)是否存在直線l與圓C交于A,B兩點,且△ABC的面積為2?如果存在,求出直線l的方程,如果不存在,請說明理由.
分析:(1)由已知中圓C的一般方程x2+y2-4x+2y+1=0,我們可以求出圓C的標準方程,求出圓心坐標后,代入直線方程構(gòu)造出一個關(guān)于k的一元一次方程,解方程即可得到答案.
(2)由(1)的結(jié)論我們易得圓C的半徑為2,又由△ABC的面積為2,則∠ACB=90°,求出滿足條件的k值,代入即可得到滿足條件 的直線方程.
解答:解:(1)圓C:x2+y2-4x+2y+1=0的一般方程為(x-2)2+(y+1)2=2
其中圓心為(2,-1)點
若直線l:y=kx-1過圓心
則-1=2k-1,解得K=0
即k=0時,直線l過圓心;
(2)∵圓C的半徑為2
故當△ABC的面積為2時,OA⊥OB
又∵直線l:y=kx-1恒過圓上一點(0,-1)
故當K=±1時滿足要求
此時直線方程為y=±x-1.
點評:本題考查的知識點是直線與圓相交的性質(zhì),其中求出圓的的標準方程是解答的關(guān)鍵.
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(2)當r=1時,試證明:點B一定是單位圓C上的有理點;(說明:坐標平面上,橫、縱坐標都為有理數(shù)的點為有理點.我們知道,一個有理數(shù)可以表示為
qp
,其中p、q均為整數(shù)且p、q互質(zhì))
(3)定義:實半軸長a、虛半軸長b和半焦距c都是正整數(shù)的雙曲線為“整勾股雙曲線”.
當0<k<1時,是否能構(gòu)造“整勾股雙曲線”,它的實半軸長、虛半軸長和半焦距的長恰可由點B的橫坐標、縱坐標和半徑r的數(shù)值構(gòu)成?若能,請嘗試探索其構(gòu)造方法;若不能,試簡述你的理由.

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x
a
y
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=1
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