第九章-§9-3-圆的方程.docx

§9.3　圆的方程
考试要求　1.理解确定圆的几何要素，在平面直角坐标系中，掌握圆的标准方程与一般方程.2.能根据圆的方程解决一些简单的数学问题与实际问题．

知识梳理
1．圆的定义和圆的方程
定义
平面上到定点的距离等于定长的点的集合叫做圆
方程
标准
(x－a)2＋(y－b)2＝r2(r>0)
圆心C(a，b)
半径为r
一般
x2＋y2＋Dx＋Ey＋F＝0(D2＋E2－4F>0)
圆心C
半径r＝

2．点与圆的位置关系
平面上的一点M(x0，y0)与圆C：(x－a)2＋(y－b)2＝r2之间存在着下列关系：
(1)|MC|>r⇔M在圆外，即(x0－a)2＋(y0－b)2>r2⇔M在圆外；
(2)|MC|＝r⇔M在圆上，即(x0－a)2＋(y0－b)2＝r2⇔M在圆上；
(3)|MC|<r⇔M在圆内，即(x0－a)2＋(y0－b)2<r2⇔M在圆内．
常用结论
1．以A(x1，y1)，B(x2，y2)为直径端点的圆的方程为(x－x1)(x－x2)＋(y－y1)(y－y2)＝0.
2．圆心在过切点且与切线垂直的直线上．
3．圆心在任一弦的垂直平分线上．
思考辨析
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)确定圆的几何要素是圆心与半径．(　√　)
(2)圆x2＋y2＝a2的半径为a.(　×　)
(3)方程Ax2＋Bxy＋Cy2＋Dx＋Ey＋F＝0表示圆的充要条件是A＝C≠0，B＝0，D2＋E2－4AF>0.(　√　)
(4)若点M(x0，y0)在圆x2＋y2＋Dx＋Ey＋F＝0外，则x＋y＋Dx0＋Ey0＋F>0.(　√　)
教材改编题
1．圆x2＋y2－4x＋6y＝0的圆心坐标和半径分别是(　　)
A．(2,3)，3 B．(－2,3)，
C．(－2，－3)，13 D．(2，－3)，
答案　D
解析　圆的方程可化为(x－2)2＋(y＋3)2＝13，所以圆心坐标是(2，－3)，半径r＝.
2．圆心为(1,1)且过原点的圆的方程是(　　)
A．(x－1)2＋(y－1)2＝1
B．(x＋1)2＋(y＋1)2＝1
C．(x＋1)2＋(y＋1)2＝2
D．(x－1)2＋(y－1)2＝2
答案　D
解析　因为圆心为(1,1)且过原点，所以该圆的半径r＝＝，则该圆的方程为(x－1)2＋(y－1)2＝2.
3．若坐标原点在圆(x－m)2＋(y＋m)2＝4的内部，则实数m的取值范围为________．
答案　(－，)
解析　∵原点(0,0)在圆(x－m)2＋(y＋m)2＝4的内部，
∴(0－m)2＋(0＋m)2<4，
解得－<m<.

题型一　圆的方程
例1　(1)(2022·深圳模拟)已知圆M与直线3x－4y＝0及3x－4y＋10＝0都相切，圆心在直线y＝－x－4上，则圆M的方程为(　　)
A．(x＋3)2＋(y－1)2＝1
B．(x－3)2＋(y＋1)2＝1
C．(x＋3)2＋(y＋1)2＝1
D．(x－3)2＋(y－1)2＝1
答案　C
解析　到两直线3x－4y＝0,3x－4y＋10＝0的距离都相等的直线方程为3x－4y＋5＝0，
联立
解得
又两平行线间的距离为2，所以圆M的半径为1，从而圆M的方程为(x＋3)2＋(y＋1)2＝1.
(2)已知圆的圆心在直线x－2y－3＝0上，且过点A(2，－3)，B(－2，－5)，则圆的一般方程为________________．
答案　x2＋y2＋2x＋4y－5＝0
解析　方法一　设所求圆的标准方程为(x－a)2＋(y－b)2＝r2，
由题意得
解得
故所求圆的方程为(x＋1)2＋(y＋2)2＝10，
即x2＋y2＋2x＋4y－5＝0.
方法二　线段AB的垂直平分线方程为
2x＋y＋4＝0，
联立
得交点坐标O(－1，－2)，
又点O到点A的距离d＝，
所以圆的方程为(x＋1)2＋(y＋2)2＝10，
即x2＋y2＋2x＋4y－5＝0.
教师备选
1．已知圆E经过三点A(0,1)，B(2,0)，C(0，－1)，则圆E的标准方程为(　　)
A.2＋y2＝
B.2＋y2＝
C.2＋y2＝
D.2＋y2＝
答案　C
解析　方法一　(待定系数法)
设圆E的一般方程为x2＋y2＋Dx＋Ey＋F＝0(D2＋E2－4F>0)，
则由题意得解得
所以圆E的一般方程为x2＋y2－x－1＝0，
即2＋y2＝.
方法二　(几何法)
因为圆E经过点A(0,1)，B(2,0)，所以圆E的圆心在线段AB的垂直平分线y－＝2(x－1)上．
由题意知圆E的圆心在x轴上，
所以圆E的圆心坐标为.
则圆E的半径为|EB|＝＝，
所以圆E的标准方程为2＋y2＝.
2．在平面直角坐标系xOy中，以点(0,1)为圆心且与直线x－by＋2b＋1＝0相切的所有圆中，半径最大的圆的标准方程为(　　)
A．x2＋(y－1)2＝4 B．x2＋(y－1)2＝2
C．x2＋(y－1)2＝8 D．x2＋(y－1)2＝16
答案　B
解析　由直线x－by＋2b＋1＝0可得该直线过定点A(－1,2)，设圆心为B(0,1)，由题意可知要使所求圆的半径最大，则rmax＝|AB|＝＝，所以半径最大的圆的标准方程为x2＋(y－1)2＝2.
思维升华　(1)直接法：直接求出圆心坐标和半径，写出方程．
(2)待定系数法
①若已知条件与圆心(a，b)和半径r有关，则设圆的标准方程，求出a，b，r的值；
②选择圆的一般方程，依据已知条件列出关于D，E，F的方程组，进而求出D，E，F的值．
跟踪训练1　(1)圆心在y轴上，半径长为1，且过点A(1,2)的圆的方程是(　　)
A．x2＋(y－2)2＝1
B．x2＋(y＋2)2＝1
C．(x－1)2＋(y－3)2＝1
D．x2＋(y－3)2＝4
答案　A
解析　根据题意可设圆的方程为x2＋(y－b)2＝1，因为圆过点A(1,2)，所以12＋(2－b)2＝1，解得b＝2，所以所求圆的方程为x2＋(y－2)2＝1.
(2)(2022·长春模拟)若圆C的半径为1，圆心在第一象限，且与直线4x－3y＝0和x轴都相切，则该圆的标准方程是(　　)
A．(x－3)2＋(y－1)2＝1
B．(x－2)2＋(y－1)2＝1
C．(x＋2)2＋(y－1)2＝1
D．(x－2)2＋(y＋1)2＝1
答案　B
解析　设圆心坐标为(a，b)(a>0，b>0)，
由圆与直线4x－3y＝0相切，可得圆心到直线的距离d＝＝r＝1，
化简得|4a－3b|＝5，①
又圆与x轴相切，可得|b|＝r＝1，解得b＝1或b＝－1(舍去)，
把b＝1代入①得4a－3＝5或4a－3＝－5，
解得a＝2或a＝－(舍去)，
所以圆心坐标为(2,1)，
则圆的标准方程为(x－2)2＋(y－1)2＝1.
题型二　与圆有关的轨迹问题
例2　已知Rt△ABC的斜边为AB，且A(－1,0)，B(3,0)．求：
(1)直角顶点C的轨迹方程；
(2)直角边BC的中点M的轨迹方程．
解　(1)方法一　设C(x，y)，因为A，B，C三点不共线，所以y≠0.
因为AC⊥BC，且BC，AC斜率均存在，
所以kAC·kBC＝－1，
又kAC＝，kBC＝，
所以·＝－1，
化简得x2＋y2－2x－3＝0.
因此，直角顶点C的轨迹方程为
x2＋y2－2x－3＝0(y≠0)．
方法二　设AB的中点为D，由中点坐标公式得D(1,0)，由直角三角形的性质知|CD|＝|AB|＝2.由圆的定义知，动点C的轨迹是以D(1,0)为圆心，2为半径的圆(由于A，B，C三点不共线，所以应除去与x轴的交点)．
所以直角顶点C的轨迹方程为(x－1)2＋y2＝4(y≠0)．
(2)设M(x，y)，C(x0，y0)，
因为B(3,0)，M是线段BC的中点，
由中点坐标公式得x＝，y＝，
所以x0＝2x－3，y0＝2y.
由(1)知，点C的轨迹方程为(x－1)2＋y2＝4(y≠0)，
将x0＝2x－3，y0＝2y代入得(2x－4)2＋(2y)2＝4，
即(x－2)2＋y2＝1(y≠0)．
因此动点M的轨迹方程为
(x－2)2＋y2＝1(y≠0)．
教师备选
已知圆x2＋y2＝4上一定点A(2,0)，B(1,1)为圆内一点，P，Q为圆上的动点．
(1)求线段AP中点的轨迹方程；
(2)若∠PBQ＝90°，求线段PQ中点的轨迹方程．
解　(1)设AP的中点为M(x，y)，由中点坐标公式可知点P坐标为(2x－2,2y)．
因为点P在圆x2＋y2＝4上，
所以(2x－2)2＋(2y)2＝4.
故线段AP中点的轨迹方程为(x－1)2＋y2＝1.
(2)设PQ的中点为N(x，y)．
在Rt△PBQ中，|PN|＝|BN|.
设O为坐标原点，连接ON(图略)，
则ON⊥PQ，
所以|OP|2＝|ON|2＋|PN|2
＝|ON|2＋|BN|2，
所以x2＋y2＋(x－1)2＋(y－1)2＝4.
故线段PQ中点的轨迹方程为
x2＋y2－x－y－1＝0.
思维升华　求与圆有关的轨迹问题时，根据题设条件的不同常采用以下方法：
(1)直接法：直接根据题目提供的条件列出方程．
(2)定义法：根据圆、直线等定义列方程．
(3)几何法：利用圆的几何性质列方程．
(4)相关点代入法：找到要求点与已知点的关系，代入已知点满足的关系式．

跟踪训练2　(1)当点P在圆x2＋y2＝1上运动时，连接它与定点Q(3,0)，则线段PQ的中点M的轨迹方程是(　　)
A．(x＋3)2＋y2＝1
B．(x－3)2＋y2＝1
C．(2x－3)2＋4y2＝1
D．(2x＋3)2＋4y2＝1
答案　C
解析　设M(x，y)，P(x0，y0)，
因为PQ的中点为M，
所以
所以
又因为P在圆x2＋y2＝1上，
所以(2x－3)2＋4y2＝1，
所以M的轨迹方程即为(2x－3)2＋4y2＝1.
(2)自圆C：(x－3)2＋(y＋4)2＝4外一点P(x，y)引该圆的一条切线，切点为Q，PQ的长度等于点P到原点O的距离，则点P的轨迹方程为(　　)
A．8x－6y－21＝0 B．8x＋6y－21＝0
C．6x＋8y－21＝0 D．6x－8y－21＝0
答案　D
解析　由题意得，圆心C的坐标为(3，－4)，半径r＝2，连接PC，CQ(图略)，
因为|PQ|＝|PO|，且PQ⊥CQ，
所以|PO|2＋r2＝|PC|2，
所以x2＋y2＋4＝(x－3)2＋(y＋4)2，
即6x－8y－21＝0，
所以点P的轨迹方程为6x－8y－21＝0.
题型三　与圆有关的最值问题
命题点1　利用几何性质求最值
例3　已知M(x，y)为圆C：x2＋y2－4x－14y＋45＝0上任意一点，且点Q(－2,3)．
(1)求|MQ|的最大值和最小值；
(2)求的最大值和最小值；
(3)求y－x的最大值和最小值．
解　(1)由圆C：x2＋y2－4x－14y＋45＝0，
可得(x－2)2＋(y－7)2＝8，
∴圆心C的坐标为(2,7)，半径r＝2.
又|QC|＝＝4，
∴|MQ|max＝4＋2＝6，
|MQ|min＝4－2＝2.
(2)可知表示直线MQ的斜率k.
设直线MQ的方程为y－3＝k(x＋2)，
即kx－y＋2k＋3＝0.
∵直线MQ与圆C有交点，
∴≤2，
可得2－≤k≤2＋，
∴的最大值为2＋，最小值为2－.
(3)设y－x＝b，则x－y＋b＝0.
当直线y＝x＋b与圆C相切时，截距b取到最值，∴＝2，
∴b＝9或b＝1.
∴y－x的最大值为9，最小值为1.
命题点2　利用函数求最值
例4　(2022·湘潭质检)设点P(x，y)是圆x2＋(y－3)2＝1上的动点，定点A(2,0)，B(－2,0)．则·的最大值为________．
答案　12
解析　由题意，得＝(2－x，－y)，
＝(－2－x，－y)，
所以·＝x2＋y2－4，
由于点P(x，y)是圆上的点，故其坐标满足方程x2＋(y－3)2＝1，
故x2＝－(y－3)2＋1，
所以·＝－(y－3)2＋1＋y2－4
＝6y－12.
易知2≤y≤4，所以当y＝4时，·的值最大，最大值为6×4－12＝12.
延伸探究　若将本题改为“设点P(x，y)是圆(x－3)2＋y2＝4上的动点，定点A(0,2)，B(0，－2)”，则|＋|的最大值为________．
答案　10
解析　由题意，知＝(－x,2－y)，
＝(－x，－2－y)，
所以＋＝(－2x，－2y)，
由于点P(x，y)是圆上的点，
故其坐标满足方程(x－3)2＋y2＝4，
故y2＝－(x－3)2＋4，
所以|＋|＝＝2.
由圆的方程(x－3)2＋y2＝4，
易知1≤x≤5，
所以当x＝5时，|＋|的值最大，最大值为2＝10.
教师备选
1．已知圆C：(x－3)2＋(y－4)2＝1和两点A(－m,0)，B(m,0)(m>0)．若圆C上存在点P，使得∠APB＝90°，则m的最大值为(　　)
A．7 B．6 C．5 D．4
答案　B
解析　∵在Rt△APB中，原点O为斜边中点，
|AB|＝2m(m>0)，
∴|OC|－r≤m＝|OP|≤|OC|＋r，
又C(3,4)，r＝1，
∴4≤|OP|≤6，即4≤m≤6.
2．若点P为圆x2＋y2＝1上的一个动点，A(－1,0)，B(1,0)为两个定点，则|PA|＋|PB|的最大值为(　　)
A．2 B．2 C．4 D．4
答案　B
解析　由已知得线段AB为圆的直径．
所以|PA|2＋|PB|2＝4，
由基本不等式得
2≤＝2，
所以|PA|＋|PB|≤2，
当且仅当|PA|＝|PB|＝时，等号成立．
思维升华　与圆有关的最值问题的求解方法
(1)借助几何性质求最值：形如μ＝，t＝ax＋by，(x－a)2＋(y－b)2形式的最值问题．
(2)建立函数关系式求最值：列出关于所求目标式子的函数关系式，然后根据关系式的特征选用配方法、判别式法、基本不等式法等求最值．
(3)求解形如|PM|＋|PN|(其中M，N均为动点)且与圆C有关的折线段的最值问题的基本思路：①“动化定”，把与圆上动点的距离转化为与圆心的距离；②“曲化直”，即将折线段之和转化为同一直线上的两线段之和，一般要通过对称性解决．
跟踪训练3　(1)已知A(－2,0)，B(2,0)，点P是圆C：(x－3)2＋(y－)2＝1上的动点，则|AP|2＋|BP|2的最小值为(　　)
A．9 B．14 C．16 D．26
答案　D
解析　设O为坐标原点，P(x，y)，
则|AP|2＋|BP|2＝(x＋2)2＋y2＋(x－2)2＋y2
＝2(x2＋y2)＋8＝2|PO|2＋8.
圆C的圆心为C(3，)，半径为r＝1，OC＝4，
所以|PO|2的最小值为(OC－r)2＝(4－1)2＝9，
所以|AP|2＋|BP|2的最小值为26.
(2)已知x，y满足x2＋y2－4x－2y－4＝0，则的最大值为(　　)
A．2 B. C. D.
答案　B
解析　由x2＋y2－4x－2y－4＝0
得(x－2)2＋(y－1)2＝9.
＝2＋3×＝2＋3kPA，
其中A(－3,1)为定点，点P(x，y)为圆上一点．
设过定点A的直线l：y－1＝k(x＋3)与圆相切，
则＝3，解得k＝±，
所以－≤kPA≤，
所以的最大值为2＋3×＝.
课时精练

1．圆x2＋y2＋4x－6y－3＝0的圆心坐标和半径分别为(　　)
A．(4，－6)，16 B．(2，－3)，4
C．(－2,3)，4 D．(2，－3)，16
答案　C
解析　将圆的一般方程化为标准方程得(x＋2)2＋(y－3)2＝16，则圆心坐标为(－2,3)，半径为4.
2．圆(x－1)2＋(y－2)2＝1关于直线y＝x对称的圆的方程为(　　)
A．(x－2)2＋(y－1)2＝1
B．(x＋1)2＋(y－2)2＝1
C．(x＋2)2＋(y－1)2＝1
D．(x－1)2＋(y＋2)2＝1
答案　A
解析　已知圆的圆心C(1,2)关于直线y＝x对称的点为C′(2,1)，
所以圆(x－1)2＋(y－2)2＝1关于直线y＝x对称的圆的方程为(x－2)2＋(y－1)2＝1.
3．已知圆C的半径为2，圆心在x轴正半轴上，直线3x＋4y＋4＝0与圆C相切，则圆C的方程为(　　)
A．x2＋y2－2x－3＝0
B．x2＋y2＋4x＝0
C．x2＋y2＋2x－3＝0
D．x2＋y2－4x＝0
答案　D
解析　设圆心为(a,0)(a>0)，由题意知圆心到直线3x＋4y＋4＝0的距离d＝＝＝r＝2，解得a＝2，所以圆心坐标为(2,0)，则圆C的方程为(x－2)2＋y2＝4，化简得x2＋y2－4x＝0.
4．点P(4，－2)与圆x2＋y2＝4上任一点连线的中点的轨迹方程是(　　)
A．(x－2)2＋(y＋1)2＝1
B．(x－2)2＋(y＋1)2＝4
C．(x＋4)2＋(y－2)2＝4
D．(x＋2)2＋(y－1)2＝1
答案　A
解析　设圆上任一点为Q(x0，y0)，
PQ的中点为M(x，y)，
则
解得
因为点Q在圆x2＋y2＝4上，
所以x＋y＝4，
即(2x－4)2＋(2y＋2)2＝4，
化简得(x－2)2＋(y＋1)2＝1.
5．已知△ABC的三个顶点分别为A(－1,2)，B(2,1)，C(3,4)，则下列关于△ABC的外接圆圆M的说法不正确的是(　　)
A．圆M的圆心坐标为(1,3)
B．圆M的半径为
C．圆M关于直线x＋y＝0对称
D．点(2,3)在圆M内
答案　C
解析　设△ABC的外接圆圆M的方程为x2＋y2＋Dx＋Ey＋F＝0，
则解得
所以△ABC的外接圆圆M的方程为x2＋y2－2x－6y＋5＝0，即(x－1)2＋(y－3)2＝5.故圆M的圆心坐标为(1,3)，圆M的半径为，因为直线x＋y＝0不经过圆M的圆心(1,3)，所以圆M不关于直线x＋y＝0对称．因为(2－1)2＋(3－3)2＝1<5，故点(2,3)在圆M内．
6．已知圆C：x2＋y2＋bx＋ay－3＝0(a，b为正实数)上任意一点关于直线l：x＋y＋2＝0的对称点都在圆C上，则＋的最小值为(　　)
A．1＋ B.
C．2 D．4＋2
答案　A
解析　由圆C：x2＋y2＋bx＋ay－3＝0可得圆心C，
由题意可得，直线l经过圆的圆心C，
则－－＋2＝0，从而a＋b＝4，
所以＋＝(a＋b)
＝≥×(4＋2)＝1＋，
当且仅当a＝2(－1)，b＝2(3－)时等号成立．
所以＋的最小值为1＋.
7．已知圆C的圆心在x轴上，并且经过点A(－1,1)，B(1,3)，若M(m，)在圆C内，则m的取值范围为________．
答案　(0,4)
解析　设圆心为C(a,0)，由|CA|＝|CB|，
得(a＋1)2＋12＝(a－1)2＋32，解得a＝2.
半径r＝|CA|＝＝.
故圆C的方程为(x－2)2＋y2＝10.
由题意知(m－2)2＋()2<10，解得0<m<4.
8．已知A(0,2)，点P在直线x＋y＋2＝0上，点Q在圆C：x2＋y2－4x－2y＝0上，则|PA|＋|PQ|的最小值是________．
答案　2
解析　因为圆C：x2＋y2－4x－2y＝0，
故圆C是以C(2,1)为圆心，半径r＝的圆．
设点A(0,2)关于直线x＋y＋2＝0的对称点为A′(m，n)，
故解得
故A′(－4，－2)．
连接A′C交圆C于Q(图略)，由对称性可知
|PA|＋|PQ|＝|A′P|＋|PQ|≥|A′Q|
＝|A′C|－r＝2.
9．已知圆心为C的圆经过点A和B，且圆心在直线l：x＋y－1＝0上．
(1)求圆心为C的圆的标准方程；
(2)设点P在圆C上，点Q在直线x－y＋5＝0上，求|PQ|的最小值．
解　(1)设圆的标准方程为
(x－a)2＋(y－b)2＝r2(r>0)，
∵圆经过点A和B，
且圆心在直线l：x＋y－1＝0上，
∴
解得a＝3，b＝－2，r＝5，
∴圆的标准方程为(x－3)2＋(y＋2)2＝25.
(2)∵圆心C到直线x－y＋5＝0的距离为
d＝＝5>5，
∴直线与圆C相离，
∴|PQ|的最小值为d－r＝5－5.
10．已知点A(－3,0)，B(3,0)，动点P满足|PA|＝2|PB|.
(1)若点P的轨迹为曲线C，求此曲线的方程；
(2)若点Q在直线l1：x＋y＋3＝0上，直线l2经过点Q且与曲线C只有一个公共点M，求|QM|的最小值．
解　(1)设点P的坐标为(x，y)，
则＝2，
化简可得(x－5)2＋y2＝16，此方程即为所求．
(2)曲线C是以点(5,0)为圆心，4为半径的圆，如图所示．

由题意知直线l2是此圆的切线，
连接CQ，
则|QM|＝＝，
当|QM|最小时，|CQ|最小，此时CQ⊥l1，
|CQ|＝＝4，
则|QM|的最小值为＝4.

11．点A为圆(x－1)2＋y2＝1上的动点，PA是圆的切线，|PA|＝1，则点P的轨迹方程是(　　)
A．(x－1)2＋y2＝4
B．(x－1)2＋y2＝2
C．y2＝2x
D．y2＝－2x
答案　B
解析　∵|PA|＝1，
∴点P和圆心的距离恒为，
又圆心坐标为(1,0)，设P(x，y)，
∴由两点间的距离公式，得(x－1)2＋y2＝2.
12．等边△ABC的面积为9，且△ABC的内心为M，若平面内的点N满足|MN|＝1，则·的最小值为(　　)
A．－5－2 B．－5－4
C．－6－2 D．－6－4
答案　A
解析　设等边△ABC的边长为a，
则面积S＝a2＝9，
解得a＝6.
以AB所在直线为x轴，AB的垂直平分线为y轴建立如图所示的平面直角坐标系．

由M为△ABC的内心，
则M在OC上，且OM＝OC，
则A(－3,0)，B(3,0)，C(0,3)，M(0，)，
由|MN|＝1，则点N在以M为圆心，1为半径的圆上．
设N(x，y)，则x2＋(y－)2＝1，
即x2＋y2－2y＋2＝0，
且－1≤y≤1＋，
又＝(－3－x，－y)，＝(3－x，－y)，
所以·＝(x＋3)(x－3)＋y2
＝x2＋y2－9＝2y－11
≥2×(－1)－11＝－5－2.
13．已知圆C过点M(1，－2)且与两坐标轴均相切，则下列叙述不正确的是(　　)
A．满足条件的圆C的圆心在一条直线上
B．满足条件的圆C有且只有一个
C．点(2，－1)在满足条件的圆C上
D．满足条件的圆C有且只有两个，它们的圆心距为4
答案　B
解析　因为圆C和两个坐标轴都相切，且过点M(1，－2)，所以设圆心坐标为(a，－a)(a>0)，故圆心在直线y＝－x上，A正确；圆C的方程为(x－a)2＋(y＋a)2＝a2，把点M的坐标代入可得a2－6a＋5＝0，解得a＝1或a＝5，则圆心坐标为(1，－1)或(5，－5)，所以满足条件的圆C有且只有两个，故B错误；圆C的方程分别为(x－1)2＋(y＋1)2＝1，(x－5)2＋(y＋5)2＝25，将点(2，－1)代入这两个方程可知其在圆C上，故C正确；它们的圆心距为＝4，D正确．
14．已知长为2a(a>0)的线段AB的两个端点A和B分别在x轴和y轴上滑动，则线段AB的中点的轨迹方程为________．
答案　x2＋y2＝a2
解析　如图，不论直线怎么移动，线段AB的中点P(x，y)与原点O的连线始终为Rt△OAB斜边上的中线，即|OP|＝a，即x2＋y2＝a2.故所求的轨迹方程为x2＋y2＝a2.

15．已知直线l：3x＋4y＋m＝0，圆C：x2＋y2－4x＋2＝0，则圆C的半径r＝________；若在圆C上存在两点A，B，在直线l上存在一点P，使得∠APB＝90°，则实数m的取值范围是______．
答案　　　　
解析　圆的标准方程为(x－2)2＋y2＝2，圆心为C(2,0)，半径为r＝，
若在圆C上存在两点A，B，在直线l上存在一点P，使得∠APB＝90°，过P作圆的两条切线PM，PN(M，N为切点)，则由题意得，∠MPN≥90°，而当CP⊥l时，∠MPN最大，只要此最大角≥90°即可，此时圆心C到直线l的距离为
d＝|CP|＝.
所以＝≥，解得－16≤m≤4.
16．在平面直角坐标系xOy中，曲线Γ：y＝x2－mx＋2m(m∈R)与x轴交于不同的两点A，B，曲线Γ与y轴交于点C.
(1)是否存在以AB为直径的圆过点C？若存在，求出该圆的方程；若不存在，请说明理由；
(2)求证：过A，B，C三点的圆过定点．
解　由曲线Γ：y＝x2－mx＋2m(m∈R)，
令y＝0，得x2－mx＋2m＝0.
设A(x1,0)，B(x2,0)，
可得Δ＝m2－8m>0，
则m<0或m>8，x1＋x2＝m，x1x2＝2m.
令x＝0，得y＝2m，即C(0,2m)．
(1)若存在以AB为直径的圆过点C，
则·＝0，
得x1x2＋4m2＝0，
即2m＋4m2＝0，
所以m＝0(舍去)或m＝－.
此时C(0，－1)，AB的中点M即圆心，
半径r＝|CM|＝，
故所求圆的方程为2＋y2＝.
(2)证明　设过A，B两点的圆的方程为x2＋y2－mx＋Ey＋2m＝0，
将点C(0,2m)代入可得E＝－1－2m，
所以过A，B，C三点的圆的方程为x2＋y2－mx－(1＋2m)y＋2m＝0.
整理得x2＋y2－y－m(x＋2y－2)＝0.
令
可得或
故过A，B，C三点的圆过定点(0,1)和.