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已知圆的方程为x2+y2-2(2m-1)x+2(m+1)y+5m2-2m-2=0 不论m取何值证明圆心都在同一直线L上

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/06 06:55:06
已知圆的方程为x2+y2-2(2m-1)x+2(m+1)y+5m2-2m-2=0 不论m取何值证明圆心都在同一直线L上
证明平行L且与圆相交的直线在各圆上截得弦长相等
1、
化简圆的方程
x^2+y^2-2(2m-1)x+2(m+1)y+5m^2-2m-2=0
x^2-2(2m-1)x+(2m-1)^2+y^2+2(m+1)y+(m+1)^2-(2m-1)^2-(m+1)^2+5m^2-2m-2=0
[x-(2m-1)]^2+(y+m+1)^2=4
所以圆心坐标为
x0=2m-1
y0=-m-1
满足x+2y+3=0组成一条直线方程.而且这些圆的半径为常数2
2、
实际直观上这个结论已经成立了,下面是代数证明过程.
平行于上述直线的方程可以设为x+2y+k=0
交点满足下方程组:
x+2y+k=0 ---> x=-k-2y
[x-(2m-1)]^2+(y+m+1)^2=4
将x=-k-2y代入圆的方程
(k+2y+2m-1)^2+(y+m+1)^2=4
设交点为(x1,y1),(x2,y2)
弦长公式
Sqrt[(y2-y1)^2+(x2-x1)^2]
=Sqrt[(y2+y1)^2-4y1y2+(x2+x1)^2-4x1x2]
运用韦达定理,得到的结果与m无关,所以该直线在各圆上截的的弦长相等.