解答题在直角坐标系xOy中,直线l与x轴正半轴和y轴正半轴分别相交于A,B两点,△AOB的内切圆为⊙M.
(1)如果⊙M半径为1,l与⊙M切于点,求直线l的方程;
(2)如果⊙M半径为1,证明当△AOB的面积、周长最小时,此时△AOB为同一三角形;
(3)如果l的方程为,P为⊙M上任一点,求PA2+PB2+PO2的最值.
网友回答
解:(1),(1分),..
(2)设A(a,0),B(0,b),(a>2,b>2),
l:bx+ay-ab=0.,
(a-2)(b-2)=2,ab-2(a+b)+2=0,,,(6分)
.当且仅当时,.
面积,
此时△AOB为直角边长为的等腰直角三角形.
周长.
此时△AOB为直角边长为的等腰直角三角形.
∴此时的△AOB为同一三角形.
(3)l的方程为,得,
⊙M:(x-1)2+(y-1)2=1,设P(m,n)为圆上任一点,
则:(m-1)2+(n-1)2=1,m2+n2=2(m+n)-1,,.=.
当时,.
此时,.
当时,.
此时,.解析分析:(1)先求得圆心与切点连线的斜率再由两者互为负倒数求得.进而求得直线l的方程;(2)设A(a,0),B(0,b),(a>2,b>2),直线AB的方程为::bx+ay-ab=0.圆心到该直线的距离为,整理得(a-2)(b-2)=2,有ab-2(a+b)+2=0,再由基本不等式得,.三角形面积,周长.取得最值的条件一致.所以△AOB为同一三角形.(3)l的方程为,解得,P(m,n)为圆上任一点,=.又因为(m-1)2+(n-1)2=1,m2+n2=2(m+n)-1,,所以代入上式求解即可.点评:本题主要考查直线与圆的位置关系及其方程的应用,还考查了用解析法研究三角形面积,周长及线段长的最值问题,