已知一个圆截y轴所得的弦长为2,被x轴分成的两段弧长的比为3:1.(1)设圆心(a,b),求实数a、b满足的关系式;(2)当圆心到直线l:x-2y=0的距离最小时,求圆的方程.

问题描述:

已知一个圆截y轴所得的弦长为2,被x轴分成的两段弧长的比为3:1.
(1)设圆心(a,b),求实数a、b满足的关系式;
(2)当圆心到直线l:x-2y=0的距离最小时,求圆的方程.


答案解析:(1)设出圆心P的坐标和半径为r,根据圆被x轴分成的两条弧之比得到

2
|b|=r,两边平方得到一个关系式,记作①式,再根据弦长的一半,弦心距即为P的横坐标的绝对值,及圆的半径r,利用勾股定理列出另外一个关系式,记作②,两式联立消去r即可得到a与b满足的关系式;
(2)先利用点到直线的距离公式表示出圆心P到直线l的距离d,两边平方后,根据基本不等式及(1)得出的a与b的关系式即可得到d的最小值,当且仅当a=b取等号,把a=b与(1)得出的关系式联立组成方程组,求出方程组的解得到a与b的值,进而确定出圆心坐标和圆的半径,写出圆的标准方程即可.
考试点:["直线与圆的位置关系","基本不等式"]
知识点:此题考查了直线与圆的位置关系,涉及的知识有:垂径定理,勾股定理,点到直线的距离公式,基本不等式以及圆的标准方程,当直线与圆相交时,常常由弦长的一半,圆的半径及弦心距构造直角三角形,利用勾股定理来解决问题.