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
PA
PB
的最小值;
(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
8
5
).  …(4分)

(2)设P(m,2m),则

PA
PB
=|
PA
|2cos∠PAB.

|

PA
|2=PM2-1,cos∠PAB=1-2sin2
∠PAB
2
=1-
2
PM2

PA
PB
=|
PA
|2cos∠PAB=(PM2-1)(1-
2
PM2
)=PM2+
2
PM2
-3.…(7分)

PM2=(m-2)2+(2m)2=5m2-4m+4∈[

16
5
,+∞),

PA
PB
=|
PA
|2cos∠PAB=PM2+
2
PM2
-3=(PM-
2
PM
)2-1∈[
33
40
,+∞),

PA
PB
的最小值
33
40
.                                  …(10分)

(3)证明:设P(m,2m),MP的中点Q(

m
2
+1,m),

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-

m
2
-1)2+(y-m)2=m2+(
m
2
-1)2

化简得x2+y2-2x+m(-x-2y+2)=0,…(13分)

x2+y2-2x=0
-x-2y+2=0
解得
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
4
5
).         …(16分)

单项选择题
填空题