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已知圆O:x2+y2=1和定点A(2,1),由圆O外一点P(a,b)向圆O引切线PQ,切点为Q,且满足|PQ|=|PA|。

 雄立东方 2014-05-24
已知圆O:x2+y2=1和定点A(2,1),由圆O外一点P(a,b)向圆O引切线PQ,切点为Q,且满足|PQ|=|PA|。
(1)求实数a、b间满足的等量关系;
(2)求线段PQ长的最小值;
(3)若以P为圆心所作的圆P与圆O有公共点,试求半径取最小值时圆P的方程。

解:(1)连结OP,
∵Q为切点,∴PQ⊥OQ,
由勾股定理有
又由已知|PQ|=|PA|,故

化简得,实数a、b间满足的等量关系为:2a+b-3=0。
(2)由(1)知,点P在直线l:2x+y-3=0上,
∴|PQ|min=|PA|min,即求点A到直线l的距离,

(3)圆P与圆O有公共点,圆P半径最小时为与圆O外切(取小者)的情形,而这些半径的最小值为圆心O到直线l的距离减去1,圆心P为过原点与l垂直的直线l′与l的交点P0

又l′:x-2y=0,
解方程组,得

∴所求圆方程为

(1)求P点的轨迹方程
(2)求线段PQ长的最小值,并求此时PQ的斜率
解:
设P(x,y)
(1)连接OP,
∵Q为切点,
∴PQ⊥OQ,
∵PQ2=OP2-OQ2
PQ=PA
∴PQ2=PA2
∴(x2+y2)-12=(x-2)2+(y-1)2
化简得
2x+y-3=0
P轨迹方程是2x+y-3=0,一条直线
(2)
y=-2x+3
∴PQ=√(x2+y2-1)=√[5(x-6/5)2+4/5]
∴x=6/5时,PQ长最小
∴此时P(6/5,3/5)
设PQ:y=k(x-6/5)+3/5
PQ方程:kx-y+3/5-6k/5=0
圆心到切线PQ距离=半径=1
∴|0-0+3/5-6k/5|/√(1+k2)=1
∴k=18±10√5
 
 
 
如图,已知⊙O:x2+y2=1和定点A(2,1),由⊙O外一点P(a,b)向⊙O引切线PQ,切点为Q,且满足PQ=PA, 
(1)求实数a,b之间满足的关系式; 
(2)求线段PQ长的最小值; 
(3)若以P为圆心所作的⊙P与⊙O有公共点,试求半径取最小值时⊙P的方程。

 
 
解:(1)连接OP,
∵Q为切点,
∴PQ⊥OQ,


化简得:2a+b-3=0。
(2)由(1)知b=-2a+3, 

故当时,线段PQ长的最小值为
(3)设⊙P的半径为R,
∵⊙P与⊙O有公共点,且⊙O的半径为1,
,即
 
故当
此时
故当半径取最小值时,⊙P的方程为:
 
 
 
 
 
 

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