已知位于y轴右侧的圆C与y相切于点P(0,1),与x轴相交于点A、B,且被x轴分成的两段弧之比为1﹕2(如图所示).

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  • 解题思路:(I)根据圆C被x轴分成的两段圆弧长之比为1:2得到∠ACB的度数,根据直角三角形中30°角所对的直角边等于斜边的一半,得到半径AC和CB的长,进而得到圆心C的坐标,根据圆心坐标和圆的半径写出圆C的方程即可;

    (II)①若直线l斜率存在,设直线l的方程为y=k(x-1)(k≠0),即kx-y-k=0.根据线段EF为直径的圆恰好过圆心C,所以EC⊥FC.再利用

    (

    1

    2

    |EF|

    )

    2

    +

    d

    2

    =4

    可求得k,从而可求直线l的方程;②若直线l斜率不存在,不满足条件.

    (I)因为圆C位于y轴右侧,且与y相切于点P(0,1),所以圆心C在直线y=1上.

    又圆C被x轴分成的两段弧之比为1﹕2,所以∠ACB=

    3.….(3分)

    所以PC=AC=BC=2,圆心C的坐标为(2,1).

    所以所求圆C的方程为(x-2)2+(y-1)2=4.…(6分)

    (II)①若直线l斜率存在,设直线l的方程为y=k(x-1)(k≠0),即kx-y-k=0.

    因为线段EF为直径的圆恰好过圆心C,所以EC⊥FC.

    因此|EF|=2

    2.…(8分)

    ∵圆心C(2,1)到直线l的距离d=

    |2k-1-k|

    1+k2=

    |k-1|

    1+k2.

    ∴由(

    1

    2|EF|)2+d2=4得k=-1.

    故所求直线l的方程为y=-(x-1),即x+y-1=0.…(11分)

    ②若直线l斜率不存在,此时直线l的方程为x=1,点E、F的坐标分别为(1,1-

    3)、(1,1+

    3),不满足条件.…..(13分)

    故所求直线的方程为x+y-1=0.…(14分)

    点评:

    本题考点: 直线和圆的方程的应用.

    考点点评: 本题考查直线与圆的位置关系,考查直线方程、圆的求解,同时考查分类讨论数学思想,解题的关键是利用好圆的性质.