每日一题[384]美好的圆

在圆$x^2+y^2=25$上有一点$P(4,3)$,点$E,F$是$y$轴上两点,且满足$|PE|=|PF|$,直线$PE,PF$与圆交于$C,D$,则直线$CD$的斜率是_____.


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正确答案是$\dfrac 43$.

 当点$E,F$在$y$轴上运动时,直线$CD$的斜率不变,如下图:

每日一题圆-2

过$P$作$x$轴的平行线,交圆$O$于$Q$,连接$OQ,CQ,DQ$,如图:

屏幕快照 2016-01-27 上午9.41.09

我们知道$$\angle CPQ=\angle DPQ,$$从而有$$CQ=DQ,$$即$Q$点平分弧$CD$,故有$$OQ\perp CD,$$而$Q(-4,3)$,故$$k_{CD}=-\dfrac {1}{k_{OQ}}=\dfrac 43.$$

在动图中我们可以看出,当点$E,F$越来越靠近时,点$C,D$趋向于$Q$点,直线$CD$的极限情况是圆在点$Q$处的切线.

本题借助于圆的性质,避免了复杂的直线与圆的联立计算,事实上,在直线与圆的问题中,很少直接联立,因为圆有太多美好的几何性质了.

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