20.如圖,在平面直角坐標系中,已知圓O:x2+y2=4與直線l:x=4,A,B是圓O與x軸的交點,P是l上的動點.
(1)若從P到圓O的切線長為$2\sqrt{3}$,求點P的坐標;
(2)若直線PA,PB與圓O的另一個交點分別為M,N,求證:直線MN經(jīng)過定點.

分析 (1)設點P的坐標為(4,a),設PD是圓O的切線,D是切點,則OD⊥PD.然后利用勾股定理列式求得a,則P的坐標可求;
(2)由題意知:A(-2,0),B(2,0),設P(4,a),求出直線PA方程,與圓的方程聯(lián)立求得M坐標,同理求得N的坐標,然后分MN⊥x軸和MN與x軸不垂直分類求出MN所在直線方程,可得直線MN經(jīng)過定點.

解答 (1)解:設點P的坐標為(4,a),設PD是圓O的切線,D是切點,則OD⊥PD.
在Rt△PDO中,PO2=PD2+OD2=12+4=16,
即16+a2=16,∴a=0,
故點P的坐標為(4,0);
(2)證明:由題意知:A(-2,0),B(2,0),設P(4,a),直線PA方程為:$y=\frac{a}{6}(x+2)$,
由$\left\{\begin{array}{l}{x^2}+{y^2}=4\\ y=\frac{a}{6}(x+2)\end{array}\right.$,得(a2+36)x2+4a2x+4(a2-36)=0,
解得x=-2,$x=-\frac{{2({a^2}-36)}}{{{a^2}+36}}$,∴$M(-\frac{{2({a^2}-36)}}{{{a^2}+36}},\frac{24a}{{{a^2}+36}})$,
同理可求$N(\frac{{2({a^2}-4)}}{{{a^2}+4}},\frac{-8a}{{{a^2}+4}})$.
①若MN⊥x軸,則$-\frac{{2({a^2}-36)}}{{{a^2}+36}}=\frac{{2({a^2}-4)}}{{{a^2}+4}}$,
解得a2=12,此時點M,N的橫坐標都為1,直線MN過定點(1,0);
②若MN與x軸不垂直,即a2≠12,此時${k_{MN}}=\frac{{\frac{-8a}{{{a^2}+4}}-\frac{24a}{{{a^2}+36}}}}{{\frac{{2({a^2}-4)}}{{{a^2}+4}}+\frac{{2({a^2}-36)}}{{{a^2}+36}}}}=\frac{-8a}{{{a^2}-12}}$,
∴直線MN的方程為:$y-\frac{-8a}{{{a^2}+4}}=\frac{-8a}{{{a^2}-12}}(x-\frac{{2({a^2}-4)}}{{{a^2}+4}})$,
即$y=\frac{-8a}{{{a^2}-12}}(x-1)$,直線MN過定點(1,0).
綜上,直線MN過定點(1,0).

點評 本題考查直線與圓位置關系的應用,考查直線恒過定點問題,體現(xiàn)了分類討論的數(shù)學思想方法,是中檔題.

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