本题导读

本题考查圆的几何性质及弦长的综合计算。核心在于通过确定已知点在圆内的特殊位置,找出过该点弦长的最大值与最小值,进而计数出所有满足整数条件的弦的条数。

📌【题干】

Question

(2008年湖北卷(理)) 过点 作圆 的弦,其中弦长为整数的共有 ()

A. 16 条     B. 17 条     C. 32 条     D. 34 条

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 将圆的一般方程配方化为标准方程,求出圆心 的坐标和半径 。
  2. 计算圆心 到点 的距离 ,判定点 与圆的位置关系,并求出过点 的弦长范围 。
  3. 在此数值范围内筛选出所有整数值,结合对称性(除了最值外,每一种长度均对应两条对称的弦)进行统计计数。

✅【答案】

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C

✍【详细解析】

Abstract

将圆的方程 配方变形得: 由此得圆心坐标为 ,半径 。

计算圆心 到点 的距离: 因为 ,所以点 在圆的内部。

根据圆的几何性质,过圆内一点 :

  • 最大弦长 为过点 的直径,其长度为 ;
  • 最小弦长 为过点 且与 垂直的弦,由勾股定理得其长度为 。

因此,过点 的弦长 的取值范围是 。

统计弦长为整数的条数:

  • 当 时,满足条件的弦有且仅有 条(即垂直于 的弦);
  • 当 时,满足条件的弦有且仅有 条(即过点 的直径);
  • 当 时,由于圆的轴对称性,关于直径两侧对称各有一条,故每个整数长度对应 条弦。 从 到 共有 个整数。

所以满足条件的弦的总条数为:

正确答案为:C

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:圆内最长弦与最短弦的几何特征;圆内弦长的连续性与对称性。
  2. 核心方法:数形结合下的边界区间极值分析法。
  3. 避坑指南:极易在计数时产生漏算或多算。漏掉对称性导致只算出 条(误选 B);或直接用 从而把仅有1条的端点值也乘以了2(误选 D)。必须分清最值端点和中间区间的不同物理分布。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 针对平面解析几何中“直线与圆相交”弦长考点的经典创新变形,将代数方程问题转化成了富有几何直观的离散计数题。
  2. 结论推广: 若点 在半径为 的圆内,且圆心到点 的距离为 ,则过点 且长度为整数的弦的条数为 (其中 用于修正端点处无法双向对称的情况)。

🔗【关联脉络】

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