(1)∵直線l 1 過點A(3,0),且與圓C:x 2 +y 2 =1相切, 設直線l 1 的方程為y=k(x-3),即kx-y-3k=0, 則圓心O(0,0)到直線l 1 的距離為d= |3k| k 2 +1 =1 ,解得k= ±2 4 , ∴直線l 1 的方程為y= ±2 4 (x-3),即y= ±2 4 (x-3). (2)對於圓方程x 2 +y 2 =1,令y=0,得x=±1,即P(-1,0),Q(1,0). 又直線l 2 過點a且與x軸垂直,∴直線l 2 方程為x=3,設M(s,t),則直線PM方程為y= t s+1 (x+1). 解方程組 x=3 y=t s+1 (x+1) ,得P′ (3,4t s+1 ) 同理可得, Q′(3,2t s-1 ) ∴以P′Q′為直徑的圓C′的方程為(x-3)(x-3)+(y- 4t s+1 )(y- 2t s-1 )=0, 又s 2 +t 2 =1,∴整理得 ( x 2 + y 2 -6x+1)+6s-2 t y=0 , 若圓C′經過定點,只需令y=0,從而有x 2 -6x+1=0,解得x=3 ±22 , ∴圓C′總經過定點座標為(3 ±22 ,0). (3)以EF為直徑的圓C過定點,它的逆命題:設圓O與x軸交於P、Q兩點,M是圓O上異於P、Q的任意一點, 過點M(m,0)且與x軸垂直的直線為l 2 ,直線PM交直線l 2 於點P′, 直線QM交直線l 2 於點Q′,以P′Q′為直徑的圓C總過定點,則m>1或者m<-1.
(1)∵直線l 1 過點A(3,0),且與圓C:x 2 +y 2 =1相切, 設直線l 1 的方程為y=k(x-3),即kx-y-3k=0, 則圓心O(0,0)到直線l 1 的距離為d= |3k| k 2 +1 =1 ,解得k= ±2 4 , ∴直線l 1 的方程為y= ±2 4 (x-3),即y= ±2 4 (x-3). (2)對於圓方程x 2 +y 2 =1,令y=0,得x=±1,即P(-1,0),Q(1,0). 又直線l 2 過點a且與x軸垂直,∴直線l 2 方程為x=3,設M(s,t),則直線PM方程為y= t s+1 (x+1). 解方程組 x=3 y=t s+1 (x+1) ,得P′ (3,4t s+1 ) 同理可得, Q′(3,2t s-1 ) ∴以P′Q′為直徑的圓C′的方程為(x-3)(x-3)+(y- 4t s+1 )(y- 2t s-1 )=0, 又s 2 +t 2 =1,∴整理得 ( x 2 + y 2 -6x+1)+6s-2 t y=0 , 若圓C′經過定點,只需令y=0,從而有x 2 -6x+1=0,解得x=3 ±22 , ∴圓C′總經過定點座標為(3 ±22 ,0). (3)以EF為直徑的圓C過定點,它的逆命題:設圓O與x軸交於P、Q兩點,M是圓O上異於P、Q的任意一點, 過點M(m,0)且與x軸垂直的直線為l 2 ,直線PM交直線l 2 於點P′, 直線QM交直線l 2 於點Q′,以P′Q′為直徑的圓C總過定點,則m>1或者m<-1.