问题
解答题
已知圆M的方程为(x-2)2+y2=1,直线l的方程为y=2x,点P在直线l上,过P点作圆M的切线PA,PB,切点为A,B. (1)若∠APB=60°,试求点P的坐标; (2)求
(3)求证:经过A,P,M三点的圆必过定点,并求出所有定点的坐标. |
答案
(1)设P(m,2m),由题可知MP=2,M(2,0),所以(2m)2+(m-2)2=4,解之得m=0,m=
.4 5
故所求点P的坐标为P(0,0)或(
,4 5
). …(4分)8 5
(2)设P(m,2m),则
•PA
=|PB
|2cos∠PAB.PA
又|
|2=PM2-1,cos∠PAB=1-2sin2PA
=1-∠PAB 2
,2 PM2
∴
•PA
=|PB
|2cos∠PAB=(PM2-1)(1-PA
)=PM2+2 PM2
-3.…(7分)2 PM2
又PM2=(m-2)2+(2m)2=5m2-4m+4∈[
,+∞),16 5
∴
•PA
=|PB
|2cos∠PAB=PM2+PA
-3=(PM-2 PM2
)2-1∈[2 PM
,+∞),33 40
故
•PA
的最小值PB
. …(10分)33 40
(3)证明:设P(m,2m),MP的中点Q(
+1,m),m 2
因为PA是圆M的切线,所以经过A,P,M三点的圆是以Q为圆心,以MQ为半径的圆,
故其方程为(x-
-1)2+(y-m)2=m2+(m 2
-1)2,m 2
化简得x2+y2-2x+m(-x-2y+2)=0,…(13分)
故
解得x2+y2-2x=0 -x-2y+2=0
或x=2 y=0 x= 2 5 y=
.4 5
所以经过A,P,M三点的圆必过定点(2,0)和(
,2 5
). …(16分)4 5