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教育科学 1 个回答

已知圆(x+1)²+(y-2)²=4上恰好有三个点到直线3x+4y+a=0的距离为1,如何求解参数a的值?

阿熙 提问者

发布于 2026-11-09

问题补充

通过圆心到直线的距离与半径的关系求解。圆上恰有三点到直线距离为1,等价于圆心到直线的距离等于半径减1或半径加1中的特定值,即d=1。

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都市狂飚 回答者

回答于 2026-11-09

参数 a 的值为 0 或 -10。

求解步骤:

  1. 提取圆的信息:由方程 $(x+1)^2+(y-2)^2=4$ 可知,圆心 $C(-1, 2)$,半径 $r=2$。

  2. 分析几何条件:圆上到直线距离恰好为 1 的点有 3 个。作两条与原直线平行且距离为 1 的直线,这两条平行线中必有一条与圆相切(贡献 1 个交点),另一条与圆相交(贡献 2 个交点),合计恰好 3 个点。

  3. 确定圆心到直线的距离:

    • 若一条平行线与圆相切,则圆心到该平行线的距离为 $r=2$。
    • 因为平行线到原直线的距离为 1,所以圆心到原直线的距离 $d = 2 - 1 = 1$ 或 $d = 2 + 1 = 3$。
    • 当 $d=3$ 时,两条平行线到圆心的距离分别为 2 和 4,其中距离为 2 的相切(1 个点),距离为 4 的相离(0 个点),总共只有 1 个点,不符合题意。
    • 当 $d=1$ 时,两条平行线到圆心的距离分别为 0 和 2,距离为 0 的过圆心(交 2 个点),距离为 2 的相切(交 1 个点),共 3 个点,符合题意。
    • 因此圆心到直线的距离必须为 $d=1$。
  4. 代入点到直线距离公式计算: $$d = \frac{|3 \times (-1) + 4 \times 2 + a|}{\sqrt{3^2 + 4^2}} = \frac{|a + 5|}{5} = 1$$

解得 $|a + 5| = 5$,即 $a + 5 = 5$ 或 $a + 5 = -5$。

故 $a = 0$ 或 $a = -10$。

常见误区: 未排除 $d=3$ 的情况,误认为 $d=r \pm 1$ 均可直接得出答案,导致多解。需验证每种情况下平行线与圆的实际交点总数是否恰好为 3。

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