(Ⅰ)当b=1时,求k的值;
(Ⅱ)当
,求k的取值范围.在线课程解:(Ⅰ)圆C:(x-1)2+(y-1)2=1,当b=1时,点M(0,b)在圆C上,当且仅当直线l经过圆心C时,满足MP⊥MQ.…(2分)
∵圆心C的坐标为(1,1),∴k=1.…(4分)
(Ⅱ)由
,消去y得:(1+k2)x2-2(1+k)x+1=0.①设P(x1,y1),Q(x2,y2),
∴
.…(6分)∵MP⊥MQ,∴
.∴(x1,y1-b)•(x2,y2-b)=0,即 x1x2+(y1-b)(y2-b)=0.
∵y1=kx1,y2=kx2,
∴(kx1-b)(kx2-b)+x1x2=0,即
.…(8分)∴
,即
.令
,则f(b)在区间
上单调递增.∴当
时,
.…(11分)∴
.即
,解得
,∴
或
.…(13分)由①式得△=[2(1+k)]2-4(1+k2)>0,解得k>0.
∴
,或
.∴k的取值范围是
.…(14分)分析:(Ⅰ)当b=1时,点M(0,b)在圆C上,当且仅当直线l经过圆心C时,满足MP⊥MQ.把圆心坐标(1,1)代入直线l:y=kx,可得k的值.
(Ⅱ)把直线l的方程代入圆的方程转化为关于x的一元二次方程,利用根与系数的关系以及
,求得
.令
,则f(b)在区间
上单调递增,求得
,可得
,解此不等式求得k的取值范围(注意检验△>0).点评:本题主要考查直线和圆相交的性质,一元二次方程根与系数的关系,利用函数的单调性求函数的值域,一元二次不等式的解法,属于中档题.