1. 求圆与两个坐标轴相交的二次方程及对应判别式条件
令 y=0,得 x-轴上的交点横坐标满足方程:x2−mx+m=0。要使圆在 x-轴上截得弦,必须满足该方程有两个相异实根,即 Δ1=m2−4m>0,解得 m<0 或 m>4。设两根为 x1,x2,则根据韦达定理有 x1+x2=m,x1x2=m。
令 x=0,得 y-轴上的交点纵坐标满足方程:y2+y+m=0。要使圆在 y-轴上截得弦,必须满足该方程有两个相异实根,即 Δ2=1−4m>0,解得 m<41。
综上,实数 m 必须满足:m<0。
2. 用参数 $m$ 表示圆在 $x$ 轴和 $y$ 轴上截得的弦长
圆在 x-轴上截得的弦长为:
Lx=∣x1−x2∣=(x1+x2)2−4x1x2=m2−4m
设 y2+y+m=0 的两根为 y1,y2,由韦达定理得 y1+y2=−1,y1y2=m。
圆在 y-轴上截得的弦长为:
Ly=∣y1−y2∣=(y1+y2)2−4y1y2=1−4m
3. 根据弦长关系建立关于 $m$ 的方程并求解
由题意,圆在 x-轴上截得的弦长是 y-轴上截得弦长的 2 倍,即:
Lx=2Ly
代入弦长公式得:
m2−4m=21−4m
两边平方得:
m2−4m=4(1−4m)
化简整理得一元二次方程:
m2+12m−4=0
解得:
m=2−12±144−4×1×(−4)=−6±210
4. 检验解的合理性并确定最终的 $m$ 值
由第一步可知,必须满足 m<0。
计算两个候选值:
对于 m1=−6−210,由于 −210<0,故 m1<0,符合题意。
对于 m2=−6+210,因为 10≈3.16,故 −6+210≈0.32>0,不满足 m<0(此时 Δ1<0,圆与 x-轴无交点,弦长不存在)。
因此,舍去 m2=−6+210。
综上所述,实数 m 的值为 −6−210。
故选:A。