Question

已知圓C：x²+y²=4．
（1）直線l過(guò)點(diǎn)P（1，2），且與圓C交于A、B兩點(diǎn)，若，求直線l的方程；
（2）過(guò)圓C上一動(dòng)點(diǎn)M作平行于y軸的直線m，設(shè)m與x軸的交點(diǎn)為N，若向量，求動(dòng)點(diǎn)Q的軌跡方程．
（3）若點(diǎn)R（1，0），在（2）的條件下，求的最小值．

Answer 1

【答案】分析：（1）分兩種情況考慮：①直線l垂直于x軸時(shí)，可得出直線l為x=1，此時(shí)直線l與圓C的兩交點(diǎn)距離為2，滿(mǎn)足題意；②當(dāng)直線l不垂直x軸時(shí)，設(shè)直線l的斜率為k，由P及斜率k表示出直線l的方程，設(shè)圓心到直線的距離為d，由已知截取的弦長(zhǎng)，根據(jù)垂徑定理及勾股定理列出關(guān)于d的方程，求出方程的解得到d的值，再利用點(diǎn)到直線的距離公式表示出圓心到直線l的距離d，由d的值列出關(guān)于k的方程，求出方程的解得到k的值，確定出此時(shí)直線的方程，綜上，得到所有滿(mǎn)足題意的直線方程；
（2）設(shè)出M及Q的坐標(biāo)，根據(jù)題意表示出N的坐標(biāo)，利用平面向量的數(shù)量積運(yùn)算法則化簡(jiǎn)已知的等式，用x與y分別表示出x及y，將表示出的x及y代入圓C的方程，得到x與y的關(guān)系式，再根據(jù)由已知，直線m∥y軸，得到x≠0，即可得出Q的軌跡方程；
（3）由Q及R的坐標(biāo)，表示出，利用平面向量模的計(jì)算法則表示出||²，由圓C的方程表示出y²，將y²代入表示出的||²中，得到關(guān)于x的二次三項(xiàng)式，配方后根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)，可得出||²的最小值，開(kāi)方即可得出||的最小值，以及此時(shí)x的值．
解答：解：（1）分兩種情況考慮：
①當(dāng)直線l垂直于x軸時(shí)，此時(shí)直線方程為x=1，
則l與圓的兩個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)為（1，）和（1，-），其距離為，滿(mǎn)足題意；（1分）
②若直線l不垂直于x軸，設(shè)其方程為y-2=k（x-1），即kx-y-k+2=0，（2分）
設(shè)圓心到此直線的距離為d，
則2=2，解得：d=1，
∴1=，解得：k=，
故所求直線方程為3x-4y+5=0，
綜上所述，所求直線為3x-4y+5=0或x=1；（5分）
（2）設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為（x，y），Q點(diǎn)坐標(biāo)為（x，y），
則N點(diǎn)坐標(biāo)是（x，0），
∵=+，
∴（x，y）=（2x，y），即x=，y=y，
又∵x²+y²=4，∴+y²=4，（8分）
由已知，直線m∥y軸，得到x≠0，
∴Q點(diǎn)的軌跡方程是+y²=4（x≠0）；（9分）
（3）設(shè)Q坐標(biāo)為（x，y），R（1，0），
∴=（x-1，y），
∴||²=（x-1）²+y²，（10分）
又+y²=4（x≠0），
∴||²=（x-1）²+y²=（x-1）²+4-
=≥，（12分）
∵x∈[-4，0）∪（0，4]，
∴x=時(shí)，||取到最小值．（13分）
點(diǎn)評(píng)：此題考查了直線與圓的位置關(guān)系，涉及的知識(shí)有：垂徑定理，勾股定理，點(diǎn)到直線的距離公式，直線的點(diǎn)斜式方程，動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程，平面向量的數(shù)量積運(yùn)算法則，以及二次函數(shù)的性質(zhì)，利用了數(shù)形結(jié)合及轉(zhuǎn)化的思想，熟練掌握定理及公式是解本題的關(guān)鍵．