Question

【題目】已知⊙H被直線(xiàn)x-y-1=0,x+y-3=0分成面積相等的四個(gè)部分,且截x軸所得線(xiàn)段的長(zhǎng)為2。

(I)求⊙H的方程;

(Ⅱ)若存在過(guò)點(diǎn)P(0,b)的直線(xiàn)與⊙H相交于M，N兩點(diǎn),且點(diǎn)M恰好是線(xiàn)段PN的中點(diǎn),求實(shí)數(shù)b的取值范圍

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】試題分析：（I）設(shè)的方程為，由題意可知圓心一定是兩直線(xiàn)的交點(diǎn)，可得交點(diǎn)為，所以. 又截x軸所得線(xiàn)段的長(zhǎng)為2，所以.，即可得到⊙H的方程;

（II）法一：如圖， 的圓心，半徑，

過(guò)點(diǎn)N作的直徑，連結(jié).

由題可得“點(diǎn)是線(xiàn)段的中點(diǎn)”等價(jià)于“圓上存在一點(diǎn)使得的長(zhǎng)等于的直徑”.

由此得到實(shí)數(shù)b的取值范圍

法二：如圖， 的圓心，半徑，連結(jié)，

過(guò)作交于點(diǎn)，并設(shè).

由題意得，所以，

又因?yàn)?/span>，所以，由此得到實(shí)數(shù)b的取值范圍

試題解析：（I）設(shè)的方程為，

因?yàn)?/span>被直線(xiàn)分成面積相等的四部分，

所以圓心一定是兩直線(xiàn)的交點(diǎn)，

易得交點(diǎn)為，所以.

又截x軸所得線(xiàn)段的長(zhǎng)為2，所以.

所以的方程為.

（II）法一：如圖， 的圓心，半徑，

過(guò)點(diǎn)N作的直徑，連結(jié).

當(dāng)與不重合時(shí)， ，

又點(diǎn)是線(xiàn)段的中點(diǎn)；

當(dāng)與重合時(shí)，上述結(jié)論仍成立.

因此，“點(diǎn)是線(xiàn)段的中點(diǎn)”等價(jià)于“圓上存在一點(diǎn)使得的長(zhǎng)等于的直徑”.

由圖可知，即，即.

顯然，所以只需，即，解得.

所以實(shí)數(shù)的取值范圍是.

法二：如圖， 的圓心，半徑，連結(jié)，

過(guò)作交于點(diǎn)，并設(shè).

由題意得，

所以，

又因?yàn)?/span>，所以，

將代入整理可得，

因?yàn)?/span>，所以，，解得.