(2010•江苏模拟)已知圆M:x2+(y-2)2=1,设点B,C是直线l:x-2y=0上的两点,它们的横坐标分别是t,

(2010•江苏模拟)已知圆M:x2+(y-2)2=1,设点B,C是直线l:x-2y=0上的两点,它们的横坐标分别是t,t+4(t∈R),点P在线段BC上,过P点作圆M的切线PA,切点为A.
(1)若t=0,MP=
5
,求直线PA的方程;
(2)经过A,P,M三点的圆的圆心是D,求线段DO长的最小值L(t).
zhaojingbin 1年前 已收到1个回答 举报

lsj002 春芽

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解题思路:(1)由圆的方程找出圆心坐标与圆的半径,因为P在直线l上,所以设P的坐标为(a,2a),然后由M和P的坐标,利用两点间的距离公式表示出MP的长,根据MP=
5
列出关于a的方程,求出方程的解即可得到a的值,得到P的坐标,设过P点切线方程的斜率为k,根据P的坐标和斜率k写出切线的方程,根据直线与圆相切时圆心到直线的距离公式等于半径,利用点到直线的距离公式表示出圆心M到切线方程的距离d,让d等于圆的半径r,即可得到关于k的方程,求出方程的解即可得到k的值,写出直线PA的方程即可;
(2)根据圆的切线垂直于过切点的半径得到AP垂直AM,所以三角形APM为直角三角形,所以外接圆圆心D为斜边PM的中点,根据M和设出的P的坐标利用中点坐标公式表示出D的坐标,然后利用两点间的距离公式表示出OD的长,得到关于a的函数为开口向上的抛物线,分三种情况:[t/2]大于抛物线顶点的横坐标,[t/2]小于抛物线顶点的横坐标小于[t/2]+2,和[t/2]+2小于顶点的横坐标,利用二次函数的图象即可求出函数的最小值.线段DO长的最小值L(t)为一个分段函数,写出此分段函数的解析式即可.

(1)由圆M:x2+(y-2)2=1,得到圆心M(0,2),半径r=1,
设P(2a,a)(0≤a≤2).
∵M(0,2),MP=
5,∴
(2a)2+(a−2)2=
5.
解得a=1或a=−
1
5(舍去).
∴P(2,1).由题意知切线PA的斜率存在,设斜率为k.
所以直线PA的方程为y-1=k(x-2),即kx-y-2k+1=0.
∵直线PA与圆M相切,

|−2−2k+1|

1+k2=1,
解得k=0或k=−
4
3.
∴直线PA的方程是y=1或4x+3y-11=0;
(2)设f(a)min=f(
t
2+2)=
5
4(
t
2+2)2+(
t
2+2)+1=
15
16t2+3t+8
∵PA与圆M相切于点A,∴PA⊥MA.
∴经过A,P,M三点的圆的圆心D是线段MP的中点.
∵M(0,2),∴D的坐标是(a,
a
2+1).
设DO2=f(a).
∴f(a)=a2+(
a
2+1)2=
5
4a2+a+1=
5
4(a+
2
5)2+
4
5.

点评:
本题考点: 直线与圆的位置关系.

考点点评: 此题考查学生掌握直线与圆相切是所满足的条件,灵活运用两点间的距离公式及点到直线的距离公式化简求值,灵活运用二次函数求最值的方法解决实际问题,是一道比较难的题.

1年前

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