如圖所示,已知過(guò)點(diǎn)A(0,1)且方向向量為a=(1,k)的直線(xiàn)l與⊙C=(x-2)2+(y-3)2=1相交于M、N兩點(diǎn).

(1)

求實(shí)數(shù)k的取值范圍

(2)

求證:·=定值

(3)

若O為坐標(biāo)原點(diǎn),且·=12,求k的值.

答案:
解析:

(1)

  解析:直線(xiàn)l過(guò)點(diǎn)(0,1),且方向向量a=(1,k),∴直線(xiàn)l的方程為y=kx+1.將其代入⊙C方程,得(1+k2)x2-4(1+k)x+7=0().

  由△=[-4(1+k)]2-4·(1+k2)·7>0,得<k<

(2)

由平面幾何知識(shí),若過(guò)A的圓C的一條切線(xiàn)為AT(T為切點(diǎn)),則·=||·||·=|AM|·|AN|=|AT|2=7,即為定值.

(3)

  設(shè)M(x1,y1)、N(x2,y2),則由()得 

  ∴·=x1x2+y1y2

        =x1x2+(kx1+1)(kx2+1)

        =(1+k2)x1x2+k(x1+x2)+1

        =(1+k2+k·+1

        =+8.

  ∴=4,得k=1,由(1)知k=1符合題意,∴k=1.

  點(diǎn)評(píng):本題根據(jù)向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示將題目中的·轉(zhuǎn)化成含點(diǎn)M、N坐標(biāo)的數(shù)學(xué)式子,并利用、同向共線(xiàn),其夾角為,將·轉(zhuǎn)化為|AM|·|AN|,實(shí)現(xiàn)了向量條件向解析幾何條件的轉(zhuǎn)化.


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