在平面直角坐標系中,設△ABC的頂點分別為A(0,2),B(-1,0),C(2,0),圓M是△ABC的外接圓,直線l的方程是(2+m)x+(2m-1)y-3m-1=0(m∈R)
(1)求圓M的方程;
(2)證明:直線l與圓M相交;
(3)若直線l被圓M截得的弦長為3,求l的方程.
分析:(1)求出邊AC、BC的垂直平分線方程,根據(jù)圓心M在這2條邊的垂直平分線上,可得M(
1
2
,
1
2
),再求出半徑MC的值,即可得到圓的標準方程.
(2)根據(jù)直線l經(jīng)過定點N,而點N在圓的內(nèi)部,即可得到直線和圓相交.
(3)由于直線截圓所得的弦長等于直徑,可得直線過圓心,把圓心的坐標代入直線方程,求得m的值,即可得到直線的方程.
解答:解:(1)∵△ABC的頂點分別為A(0,2),B(-1,0),C(2,0),故線段BC的垂直平分線方程為x=
1
2
,
線段AC的垂直平分線為 y=x,再由圓心M在這2條邊的垂直平分線上,可得M(
1
2
1
2
),
故圓的半徑為|MC|=
(2-
1
2
)
2
+(0-
1
2
)
2
=
3
2
,故圓的方程為 (x-
1
2
)
2
+(y-
1
2
)
2
=
9
4

(2)根據(jù)直線l的方程是(2+m)x+(2m-1)y-3m-1=0(m∈R),即m(x+2y-3)+2x-y-1=0,
x+2y-3=0
2x-y-1=0
 可得
x=1
y=1
,故直線經(jīng)過定點N(1,1).
由于MN=
1
4
+
1
4
=
2
2
<r=
3
2
,故點N在圓的內(nèi)部,故圓和直線相交.
(3)∵直線l被圓M截得的弦長為3,等于直徑,故直線l經(jīng)過圓心M,把點M的坐標代入直線l,
可得 (2+m)×
1
2
+(2m-1)
1
2
-3m-1=0,解得 m=-
1
3
,
故直線l的方程為
5
3
x-
5
3
y=0,即 x-y=0.
點評:本題主要考查求圓的標準方程,直線過定點問題,直線和圓的位置關系,屬于中檔題.
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π3
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π
2
,
2
)
,且|
AC
|=|
BC
|

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(2)設α>0,0<β<
π
2
,且α+β=
2
3
θ
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