已知圓A:(x-2)2+y2=1,曲線B:6-x=
4-y2
和直線l:y=x.
(1)若點M、N、P分別是圓A、曲線B和直線l上的任意點,求|PM|+|PN|的最小值;
(2)已知動直線m:(a-2)x+by-2a+3=0(a,b∈R)與圓A相交于S、T兩點,又點Q的坐標是(a,b).
①判斷點Q與圓A的位置關(guān)系;
②求證:當實數(shù)a,b的值發(fā)生變化時,經(jīng)過S、T、Q三點的圓總過定點,并求出這個定點坐標.
分析:(1)化簡曲線B得到它是以(6,0)為圓心、半徑r=2的圓的左半部分.作圓A關(guān)于直線l對稱的圓C,設(shè)M關(guān)于l的對稱點M1,利用對稱的知識和三角形兩邊之和大于第三邊,可得當M1、N、P三點共線時,|PM|+|PN|=|M1N|達到最小值,再由兩圓的位置關(guān)系和距離公式加以計算,可得|PM|+|PN|的最小值;
(2)①由題意得點A到直線m的距離小于半徑,利用點到直線的距離公式列式解出|AQ|=
(a-2)2+b2
>1,可得點Q在圓A的外部;
②利用直線的斜率公式,算出kAQ•kST=-1,得AQ、ST互相垂直.設(shè)AQ、ST的交點為H,算出|AS|2=|AH|•|AQ|,從而得出AS⊥SQ,同理得到AT⊥TQ,所以A、S、T、Q四點在以AQ為直徑的圓上,由此可得過S、T、Q三點的圓總過定點A,得到答案.
解答:解:(1)化簡曲線B:6-x=
4-y2
,得(x-6)2+y2=4(x≤6)
∴曲線B是以(6,0)為圓心、半徑r=2的圓的左半部分.
作圓A關(guān)于直線l對稱的圓C:x2+(y-2)2=1,設(shè)M關(guān)于l的對稱點M1,
則|PM|+|PN|=|PM1|+|PN|≥|M1N|,
當且僅當M1、N、P三點共線時,等號成立.
∵|M1N|的最小值為|CB|-1-2=
(6-0)2+(0-2)2
-3=2
10
-3
,
∴|PM|+|PN|的最小值等于2
10
-3
;
(2)①∵圓A的圓心A(2,0)到直線m的距離為
d=
|2(a-2)-2a+3|
(a-2)2+b2
=
1
(a-2)2+b2
<1,
(a-2)2+b2
>1,可得點Q到圓心A的距離大于半徑,因此點Q在圓A的外部;
②∵AQ的斜率kAQ=
b
a-2
,ST的斜率kST=-
a-2
b

∴kAQ•kST=
b
a-2
•(-
a-2
b
)=-1,可得AQ、ST互相垂直.
設(shè)AQ、ST的交點為H,則
∵|AS|2=1,|AH|=
1
(a-2)2+b2
,|AQ|=
(a-2)2+b2
,
∴|AS|2=|AH|•|AQ|,可得AS⊥SQ.
同理可得AT⊥TQ,所以A、S、T、Q四點共圓,所在圓是以AQ為直徑的圓.
因此,經(jīng)過S、T、Q三點的圓必定經(jīng)過點A(2,0).
點評:本題著重考查了直線的基本量與基本形式、圓的標準方程、點到直線的距離公式、圓的幾何性質(zhì)和直線與圓的位置關(guān)系等知識,屬于中檔題.
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已知圓A:(x+2)2+y2=
25
4
和圓B:(x-2)2+y2=
1
4
,若圓P與圓A、圓B均外切,
(Ⅰ)求圓心P的軌跡方程;
(Ⅱ)延長PB與點P的軌跡交于另一點Q,若PQ的中點R在直線l:x=a(a≤
1
2
)上的射影C滿足:
PC
QC
=0,求a的取值范圍.

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已知圓A:(x+2)2+y2=32,圓P過定點B(2,0)且與圓A內(nèi)切.
(1)求圓心P的軌跡方程C;
(2)過Q(0,3)作直線l交P的軌跡C于M、N兩點,O為原點.當△MON面積最大時,求此時直線l的斜率.

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