圆CC的半径为55,圆心在xx轴的负半轴上,且被直线3x+4y+4=03x+4y+4=0截得的弦长为66,则圆CC的方程为(      )\left(\;\;\;\right)
A. x2+y2−2x−3=0x^{2}+y^{2}-2x-3=0
B. x2+16x+y2+39=0x^{2}+16x+y^{2}+39=0
C. x2−16x+y2−39=0x^{2}-16x+y^{2}-39=0
D. x2+y2−4x=0x^{2}+y^{2}-4x=0

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完整解法

1. 求圆心到直线的距离

根据垂径定理,弦心距 dd、圆的半径 RR 和半弦长 L2\frac{L}{2} 构成直角三角形。
已知圆的半径 R=5R = 5,直线截得的弦长 L=6L = 6,因此半弦长为 L2=3\frac{L}{2} = 3。
由勾股定理可得,圆心到直线的距离为:
d=R2−(L2)2=52−32=4d = \sqrt{R^2 - \left(\frac{L}{2}\right)^2} = \sqrt{5^2 - 3^2} = 4

2. 设出圆心坐标并利用点到直线距离公式求解圆心坐标

设圆心为 C(a,0)C(a, 0)。因为圆心在 xx 轴的负半轴上,所以 a<0a < 0。
圆心 C(a,0)C(a, 0) 到直线 3x+4y+4=03x + 4y + 4 = 0 的距离为:
d=∣3a+4×0+4∣32+42=∣3a+4∣5d = \frac{|3a + 4 \times 0 + 4|}{\sqrt{3^2 + 4^2}} = \frac{|3a + 4|}{5}
结合第1步中求得的 d=4d = 4,可得:
∣3a+4∣5=4  ⟹  ∣3a+4∣=20\frac{|3a + 4|}{5} = 4 \implies |3a + 4| = 20
解得 3a+4=203a + 4 = 20 或 3a+4=−203a + 4 = -20:

  • 若 3a+4=203a + 4 = 20,解得 a=163a = \frac{16}{3}(因为 a<0a < 0,故不合题意,舍去);
  • 若 3a+4=−203a + 4 = -20,解得 a=−8a = -8(满足 a<0a < 0)。
    因此圆心坐标为 C(−8,0)C(-8, 0)。

3. 写出圆的标准方程并转化为一般方程

圆心为 C(−8,0)C(-8, 0),半径为 55,其标准方程为:
(x+8)2+y2=25(x + 8)^2 + y^2 = 25
展开整理得:
x2+16x+64+y2=25  ⟹  x2+16x+y2+39=0x^2 + 16x + 64 + y^2 = 25 \implies x^2 + 16x + y^2 + 39 = 0
因此,对应选项为 B。

答案

B

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