题目
Problem
A circle C has centre (2,5).
Given that the point P(8,−3) lies on C,
(a) (i) find the radius of C
(ii) find an equation for C
(3)
(b) Find the equation of the tangent to C at P giving your answer in the form ax+by+c=0 where a, b and c are integers to be found.
(4)
题目中文翻译
圆 C 的圆心为 (2,5)。已知点 P(8,−3) 在圆上,
(a) (i) 求 C 的半径;(ii) 求 C 的一个方程。(3 分)
(b) 求圆在 P 处的切线方程,写成 ax+by+c=0 的形式,其中 a,b,c 为待求的整数。(4 分)
解答
(a)
解法一
思路
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半径为圆心到 P 的距离。由圆心 (2,5) 与半径 10 写出圆的标准方程。
答题过程
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(i)
The radius is the distance from the centre to P:
r====(8−2)2+(−3−5)236+6410010
r=10
(ii)
The equation of circle C:
(x−2)2+(y−5)2=100
(b)
解法一
思路
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切线垂直半径,先求圆心到 P 的斜率,取负倒数,再用点斜式整理为整数系数形式。
答题过程
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The gradient of CP:
mCP===8−2−3−56−8−34
Since the tangent at P is perpendicular to CP:
mtangent=43
Using point–slope form at P(8,−3):
y−(−3)=4(y+3)=4y+12=3x−4y−36=43(x−8)3(x−8)3x−240
3x−4y−36=0
解法二
思路
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隐函数求导法。对圆的方程两边关于 x 求导,代入 P 点坐标求切线斜率,再用点斜式。
答题过程
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The circle equation is (x−2)2+(y−5)2=100.
Differentiating implicitly with respect to x:
2(x−2)+2(y−5)dxdy=0
dxdy=−y−5x−2
At P(8,−3):
dxdy===−−3−58−2−−8643
Using point–slope form at P(8,−3):
y+3=43(x−8)
3x−4y−36=0
解法三
思路
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切线公式法。圆 (x−a)2+(y−b)2=r2 上点 (x1,y1) 处的切线方程为 (x1−a)(x−a)+(y1−b)(y−b)=r2,直接代入即可。
答题过程
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For the circle (x−2)2+(y−5)2=100, the tangent at P(x1,y1) is:
(x1−2)(x−2)+(y1−5)(y−5)=100
At P(8,−3):
(8−2)(x−2)+(−3−5)(y−5)=6(x−2)+(−8)(y−5)=6x−12−8y+40=6x−8y+28=6x−8y−72=3x−4y−36=10010010010000
3x−4y−36=0