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题目:对于联立方程 \( \begin{cases} y = mx + 2 \\ x^2 + y^2 = 4 \end{cases} \)(圆 \( x^2 + y^2 = 4 \) 圆心在原点、半径为2):
a. 当 \( m = 1 \) 时,求直线与圆的交点坐标;
b. 求 \( m \) 的值,使直线与圆仅有一个交点(用判别式 \( \Delta = 0 \) 分析)。
答案:
a. 当 \( m = 1 \) 时:\( y = x + 2 \),代入圆方程:
\( x^2 + (x + 2)^2 = 4 \),整理得 \( 2x^2 + 4x + 4 = 4 \),
\( 2x^2 + 4x = 0 \),\( 2x(x + 2) = 0 \),解得 \( x = 0 \) 或 \( x = -2 \)。
当 \( x = 0 \) 时,\( y = 2 \); 当 \( x = -2 \) 时,\( y = 0 \)。
交点坐标为 \( (0, 2) \) 和 \( (-2, 0) \)。
b. 一般情况:\( y = mx + 2 \),代入圆方程:
\( x^2 + (mx + 2)^2 = 4 \),整理得 \( (1 + m^2)x^2 + 4mx + 4 = 4 \),
\( (1 + m^2)x^2 + 4mx = 0 \),\( x[(1 + m^2)x + 4m] = 0 \)。
判别式 \( \Delta = 16m^2 - 4(1 + m^2)(0) = 16m^2 = 0 \),得 \( m = 0 \)。