已知圆CC和直线3x−y=0\sqrt{3}x-y=0及xx轴都相切, 且过点(3,0)(3,0), 则该圆的方程是()(\quad)
A. (x−3)2+(y−3)2=3(x-3)^{2}+(y-\sqrt{3})^{2}=3
B. (x−3)2+(y+33)2=27(x-3)^{2}+(y+3\sqrt{3})^{2}=27
C. (x+3)2+(y−3)2=3(x+3)^{2}+(y-\sqrt{3})^{2}=3
D. (x−3)2+(y−33)2=27(x-3)^{2}+(y-3\sqrt{3})^{2}=27

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完整解法

1. 确定圆心横坐标与圆的方程形式

根据题意,圆 CC 与 xx 轴相切,且过点 (3,0)(3,0)。
因为点 (3,0)(3,0) 在 xx 轴上,所以切点必为 (3,0)(3,0)。
因此,圆心 CC 的横坐标为 33,设圆心坐标为 (3,b)(3, b),半径为 R=∣b∣R = |b|。
则圆的方程可设为:
(x−3)2+(y−b)2=b2(x-3)^{2}+(y-b)^{2}=b^{2}

2. 利用圆与已知直线相切建立关于 $b$ 的方程

又因为圆 CC 与直线 3x−y=0\sqrt{3}x-y=0 相切,
所以圆心 C(3,b)C(3,b) 到直线 3x−y=0\sqrt{3}x-y=0 的距离 dd 等于半径 R=∣b∣R = |b|。
根据点到直线的距离公式,有:
d=∣3×3−b∣(3)2+(−1)2=∣33−b∣2d = \frac{|\sqrt{3} \times 3 - b|}{\sqrt{(\sqrt{3})^2 + (-1)^2}} = \frac{|3\sqrt{3} - b|}{2}
令 d=Rd = R,得:
∣33−b∣2=∣b∣\frac{|3\sqrt{3} - b|}{2} = |b|
即:
∣33−b∣=2∣b∣|3\sqrt{3} - b| = 2|b|

3. 求解方程并得出圆的方程

由 ∣33−b∣=2∣b∣|3\sqrt{3} - b| = 2|b| 可分以下两种情况讨论:

  1. 当 33−b=2b3\sqrt{3} - b = 2b 时,解得 3b=33  ⟹  b=33b = 3\sqrt{3} \implies b = \sqrt{3}。
    此时圆的方程为:
    (x−3)2+(y−3)2=3(x-3)^{2}+(y-\sqrt{3})^{2}=3

  2. 当 33−b=−2b3\sqrt{3} - b = -2b 时,解得 b=−33b = -3\sqrt{3}。
    此时半径平方为 b2=27b^2 = 27,圆的方程为:
    (x−3)2+(y+33)2=27(x-3)^{2}+(y+3\sqrt{3})^{2}=27

对照选项,A和B正确。
故选:AB。

答案

AB

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