如圖,圓M過點A(-
3
,0)、B(
3
,0)、C(0,-3),且與y軸的正半軸交于點D.
(Ⅰ)求圓M的方程;
(Ⅱ)已知弦EF過原點O.
(。┤魘EF|=
15
,求EF所在的直線方程;
(ⅱ)若弦DF、CE與x軸分別交于P、Q兩點,求證:|OP|=|OQ|.
考點:直線和圓的方程的應用
專題:直線與圓
分析:(Ⅰ)解:設(shè)圓的方程為x2+y2+Dx+Ey+F=0,由已知得
3-
3
D+F=0
3+
3
D+F=0
9-3E+F=0
,由此能求出圓M的方程.
(Ⅱ)(i)設(shè)EF的方程為y=kx,聯(lián)立
x2+y2+2y-3=0
y=kx
,得(k2+1)x2+2kx-3=0,由此利用弦長公式能求出EF所在的直線方程.
(ii)聯(lián)立
x2+y2+2y-3=0
y=
3
x
,得4x2+2
3
x
-3=0,解得E(
-
3
+
15
4
,
-3+3
5
4
),F(xiàn)(
-
3
-
15
4
,
-3-3
5
4
),在x2+y2+2y-3=0中,令x=0,得D(0,1).則直線DF:
y-1
x
=
-3-3
5
4
-1
-
3
-
15
4
,直線CE:
y+3
x
=
-3+3
5
4
+3
-
3
+
15
4
,由此能證明|OP|=|OQ|.
解答: (Ⅰ)解:設(shè)圓的方程為x2+y2+Dx+Ey+F=0,
∵圓M過點A(-
3
,0)、B(
3
,0)、C(0,-3),
3-
3
D+F=0
3+
3
D+F=0
9-3E+F=0
,解得D=0,F(xiàn)=-3,E=2,
∴圓M的方程為:x2+y2+2y-3=0.
(Ⅱ)(i)解:設(shè)EF的方程為y=kx,
聯(lián)立
x2+y2+2y-3=0
y=kx
,得(k2+1)x2+2kx-3=0,
△=4k2+12(k2+1)>0,
設(shè)E(x1,y1),F(xiàn)(x2,y2),則:x1+x2=-
2k
k2+1
,x1x2=-
3
k2+1
,
∵|EF|=
15
,∴
(1+k2)[(-
2k
k2+1
)2+
12
k2+1
]
=
15
,
解得k=
3
或k=-
3
(舍)
∴EF所在的直線方程為y=
3
x

(ii)證明:聯(lián)立
x2+y2+2y-3=0
y=
3
x
,得4x2+2
3
x
-3=0,
解得E(
-
3
+
15
4
-3+3
5
4
),F(xiàn)(
-
3
-
15
4
-3-3
5
4
),
在x2+y2+2y-3=0中,令x=0,得D(0,1).
∴直線DF:
y-1
x
=
-3-3
5
4
-1
-
3
-
15
4
,
令y=0,得|OP|=|x|=
3
+
15
7+3
5
=
4
15
-8
3
4
;
直線CE:
y+3
x
=
-3+3
5
4
+3
-
3
+
15
4
,
令y=0,得:|OQ|=
15
-
3
3+
5
=
4
15
-8
3
4

∴|OP|=|OQ|.
點評:本題考查圓的方程的求法,考查直線方程的求法,考查線段長相等的證明.解題時要認真審題,注意弦長公式的合理運用.
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x2
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7
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