问题
解答题
已知以点C(t,
(Ⅰ)求证:△AOB的面积为定值; (Ⅱ)设直线2x+y-4=0与圆C交于点M、N,若丨OW丨=丨ON丨,求圆C的方程; (Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,设P、Q分别是直线l:x+y+2=0和圆C的动点,求丨PB丨+丨PQ丨的最小值及此时点P的坐标. |
答案
(Ⅰ)由题设知,圆C的方程为(x-t)2+(y-
)2=t2+2 t
,化简得x2-2tx+y2-4 t2
y=0,4 t
当y=0时,x=0或2t,则A(2t,0);当x=0时,y=0或
,则B(0,4 t
),4 t
∴S△AOB=
|OA|•|OB|=1 2
×|2t|×|1 2
|=4为定值;4 t
(II)∵|OM|=|ON|,
∴原点O在MN的中垂线上,
设MN的中点为H,则CH⊥MN,
∴C、H、O三点共线,
则直线OC的斜率k=
=2 t t
=2 t2
,1 2
∴t=2或t=-2,
∴圆心C(2,1)或C(-2,-1),
∴圆C的方程为(x-2)2+(y-1)2=5或(x-2)2+(y+1)2=5,
由于当圆方程为(x-2)2+(y+1)2=5时,直线2x+y-4=0到圆心的距离d>r,此时不满足直线与圆相交,故舍去;
∴圆C的方程为(x-2)2+(y-1)2=5;
(Ⅲ)点B(0,2)关于直线x+y+2=0的对称点为B′(-4,-2),
则|PB|+|PQ|=|PB′|+|PQ|≥|B′Q|,
又B′到圆上点Q的最短距离为|B′C|-r=
-(-6)2+32
=35
-5
=25
,5
∴|PB|+|PQ|的最小值为2
,直线B′C的方程为y=5
x,1 2
则直线B′C与直线x+y+2=0的交点P的坐标为(-
,-4 3
).2 3