直线 $ax+by+c=0$ 与圆 $x^2+y^2=9$ 相交于两点 $M,N$,若 $c^2=a^2+b^2$,则 $\overrightarrow{OM}\cdot\overrightarrow{ON}$($O$ 为坐标原点)等于( )
A.$-7$
B.$-14$
C.$7$
D.$14$
答案 A.
解法一 设 $M(x_1,y_1)$,$N(x_2,y_2)$,则\[\overrightarrow{OM}\cdot \overrightarrow{ON}=x_1x_2+y_1y_2 =x_1x_2+\dfrac{(ax_1+c)(ax_2+c)}{b^2},\]联立直线与圆的方程,有\[b^2x^2+(ax+c)^2=9b^2\iff c^2x^2+2acx+c^2-9b^2=0,\]于是\[c^2x^2+2acx+c^2-9b^2=\dfrac{c^2}{a^2}(ax_1-ax)(ax_2-ax),\]令 $x=-\dfrac ca$,结合韦达定理,有\[\overrightarrow{OM}\cdot \overrightarrow{ON}=\dfrac{c^2-9b^2}{c^2}+\dfrac {a^2}{b^2c^2}\cdot \left(\dfrac{c^4}{a^2}-c^2-b^2\right)=-7.\]
解法二
根据题意,$O$ 到直线的距离为 $1$,于是根据垂径定理,$\angle MON=2\arccos\dfrac 13$,于是\[\overrightarrow{OM}\cdot \overrightarrow{ON}=|OM|^2\cdot \cos\angle MON=9\cdot \left(2\cdot \left(\dfrac 13\right)^2-1\right)=-7.\]