过三点A(0,0)A(0,0),B(0,2)B(0,2),C(2,0)C(2,0)的圆MM与直线ll:kx−y+2−2k=0kx-y+2-2k=0的位置关系是()(\quad)
A. 相交
B. 相切
C. 相交或相切
D. 相切或相离

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完整解法

1. 确定圆 M 的方程

由题意可知,三角形 ABCABC 中,A(0,0)A(0,0) 为原点,B(0,2)B(0,2) 在 yy 轴上,C(2,0)C(2,0) 在 xx 轴上,所以 ∠BAC=90∘\angle BAC = 90^\circ.
因此,线段 BCBC 是圆 MM 的直径.
圆心 MM 即为 BCBC 的中点,其坐标为 (0+22,2+02)=(1,1)\left(\frac{0+2}{2}, \frac{2+0}{2}\right) = (1,1).
圆的半径 R=12BC=12(2−0)2+(0−2)2=2R = \frac{1}{2}BC = \frac{1}{2}\sqrt{(2-0)^2 + (0-2)^2} = \sqrt{2}.
所以圆 MM 的标准方程为:(x−1)2+(y−1)2=2(x-1)^2 + (y-1)^2 = 2.

2. 求直线 l 所过的定点

直线 ll 的方程为 kx−y+2−2k=0kx-y+2-2k=0,将其变形为 k(x−2)−(y−2)=0k(x-2) - (y-2) = 0.
令 x−2=0x-2=0 且 y−2=0y-2=0,解得 x=2x=2,y=2y=2.
所以,无论实数 kk 取何值,直线 ll 恒过定点 P(2,2)P(2,2).

3. 判断定点 P 与圆 M 的位置关系

将点 P(2,2)P(2,2) 代入圆 MM 的方程 (x−1)2+(y−1)2(x-1)^2 + (y-1)^2 中,得:
(2−1)2+(2−1)2=1+1=2(2-1)^2 + (2-1)^2 = 1 + 1 = 2.
因为其计算结果等于半径的平方 R2=2R^2 = 2,所以定点 P(2,2)P(2,2) 在圆 MM 上.

4. 分析直线与圆的位置关系并得出结论

因为直线 ll 恒过圆 MM 上的点 P(2,2)P(2,2),所以:

  1. 当直线 ll 的方向与圆在点 PP 处的切线重合(即斜率 k=−1k = -1)时,直线与圆相切;
  2. 当直线 ll 的斜率 k≠−1k \ne -1 时,直线必与圆交于两个不同的点(其中一个点为 PP),即直线与圆相交.
    综上所述,圆 MM 与直线 ll 的位置关系是相交或相切.

故选:C.

答案

C

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