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已知圆C的方程为x2+y2=4,动点P满足:过点P作直线与圆C相交所得的所有弦中...

已知圆C的方程为x2+y2=4,动点P满足:过点P作直线与圆C相交所得的所有弦中,弦长最小的为2,记所有满足条件的点P形成的几何图形为曲线M.
(1)写出曲线M所对应的方程;(不需要解答过程)
(2)过点S(0,2)的直线l与圆C交于A,B两点,与曲线M交于E,F两点,若AB=2EF,求直线l的方程;
(3)设点T(x,y).
①当y=0时,若过点T存在一对互相垂直的直线同时与圆C有两个公共点,求实数x的取值范围;
②若过点T存在一对互相垂直的直线同时与圆C有两个公共点,试探求实数x,y应满足的条件.
(1)由于过点P作直线与圆C相交所得的所有弦中,弦长最小的为2,所以满足条件的点P形成的几何图形是以O为圆心,为半径的圆,从而可求曲线M所对应的方程; (2)分类讨论:当斜率不存在时,结论不成立;当斜率存在时,假设直线方程为y=kx+2,利用圆心到直线的距离,结合AB=2EF,可求直线l的方程; (3)①假设存在,要使存在一对互相垂直的直线同时与圆C有两个公共点,则由圆心到直线的距离小于半径,故可建立不等关系,从而可求;②根据①的探究方法,结合图形,可得结论. 【解析】 (1)由题意,∵过点P作直线与圆C相交所得的所有弦中,弦长最小的为2, ∴满足条件的点P形成的几何图形是以O为圆心,为半径的圆 ∴曲线M所对应的方程为:x2+y2=3 (2)当斜率不存在时,结论不成立 当斜率存在时,假设直线方程为y=kx+2,圆心到直线的距离为 由题意AB=2EF,∴, ∴ ∴直线l的方程为; (3)①不妨假设一条直线方程为y=k(x-x)(k>0),则另一条直线方程为 要使存在一对互相垂直的直线同时与圆C有两个公共点,则由圆心到直线的距离小于半径 ∴, ∴-2<x<2 ②不妨假设一条直线方程为y-y=k(x-x)(k>0),则另一条直线方程为 要使存在一对互相垂直的直线同时与圆C有两个公共点,则由圆心到直线的距离小于半径 由①探求可知,点T必须在圆的内部,此时才能始终存在一对互相垂直的直线同时与圆C有两个公共点 ∴x2+y2<4
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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