题目
Problem
The point A(−1,2) and the point B(11,6) both lie on a circle with centre P.
The point M is the midpoint of AB.
Given that the line l passes through M and P, as shown in Figure 2,
(a) find an equation for l, giving your answer in the form y=mx+c, where m and c are constants.
(4)
Given that P has coordinates (7,k), where k is a constant,
(b) find the value of k,
(1)
(c) find an equation for the circle.
(3)
题目中文翻译
点 A(−1,2) 和 B(11,6) 都在圆心为 P 的圆上。点 M 是 AB 的中点。
已知直线 l 经过 M 和 P,如图2所示,
(a) 求 l 的方程,以 y=mx+c 的形式作答,其中 m 和 c 是常数。(4分)
已知 P 的坐标为 (7,k),其中 k 是常数,
(b) 求 k。(1分)
(c) 求圆的方程。(3分)
解答
(a)
解法一
思路
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圆心到弦的中点连线垂直于弦,所以 MP 垂直于 AB。先求 M 和 AB 的斜率,再求垂线方程。
答题过程
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The midpoint of A(−1,2) and B(11,6) is
xM=yM=2−1+11=5,22+6=4.
Therefore M=(5,4). The gradient of AB is
11−(−1)6−2==12431.
Since MP is perpendicular to AB, the gradient of l is −3.
Using point M(5,4),
y−4=y−4=y=−3(x−5)−3x+15−3x+19.
Therefore, the equation of l is
y=−3x+19.
(b)
解法一
思路
展开
因为 P(7,k) 在直线 l 上,把 x=7 代入第 (a) 题的直线方程。
答题过程
展开
Since P(7,k) lies on l,
k===−3(7)+19−21+19−2.
So k=−2.
(c)
解法一
思路
展开
圆心是 P(7,−2)。半径可以用 P 到 B 的距离求,所以圆方程是 (x−7)2+(y+2)2=r2。
答题过程
展开
The centre is
P(7,−2).
Using point B(11,6),
r2====(11−7)2+(6−(−2))242+8216+6480.
Therefore, the equation of the circle is
(x−7)2+(y+2)2=80.
解法二
思路
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圆的一般式方程。已知圆心坐标为 (7,−2),可以将圆的方程设为 x2+y2−14x+4y=λ。由于已知点 B(11,6) 在圆上,代入此点可以直接解出常数 λ,得到圆的方程。
答题过程
展开
Since the circle has centre P(7,−2), we can write its equation in general form:
x2+y2−14x+4y=λ
Since the point B(11,6) lies on the circle, substitute x=11 and y=6:
λ===112+62−14(11)+4(6)121+36−154+2427.
Therefore, the equation of the circle is:
x2+y2−14x+4y=27
这与标准式 (x−7)2+(y+2)2=80 等价。换用点 A 也得到 PA2=(−1−7)2+(2+2)2=80,只是同一半径公式的核验。