Question

已知圓C：x²+y²-2x-4y-20=0，直線l：（2m+1）x+（m+1）y-7m-4=0．
（Ⅰ）求圓C的圓心坐標(biāo)和圓C的半徑；
（Ⅱ）求證：直線l過定點(diǎn)；
（Ⅲ）判斷直線l被圓C截得的弦何時(shí)最長(zhǎng)，何時(shí)最短？并求截得的弦長(zhǎng)最短時(shí)m的值，以及最短長(zhǎng)度．

Answer 1

分析：（I）將圓的方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程，可得圓C的圓心坐標(biāo)和圓C的半徑；
（Ⅱ）分離參數(shù)可得（2x+y-7）m+（x+y-4）=0，再建立方程組，可得結(jié)論；
（Ⅲ）直線l被圓C截得的弦最長(zhǎng)時(shí)，圓心（1，2）在直線l上，圓C截得的弦為直徑；當(dāng)圓心C（1，2）與A（3，1）的連線與l垂直時(shí)，直線l被圓C截得的弦最短，由此可得結(jié)論．

解答：（I）解：圓C：x²+y²-2x-4y-20=0，可變?yōu)椋海▁-1）²+（y-2）²=5²，
由此可知圓C的圓心C坐標(biāo)為（1，2），半徑為5．
（Ⅱ）證明：由直線l：（2m+1）x+（m+1）y-7m-4=0，可得（2x+y-7）m+（x+y-4）=0
對(duì)于任意實(shí)數(shù)m，要使上式成立，必須

2x+y-7=0 x+y-4=0.

解得：

x=3 y=1.

…（6分）
所以直線l過定點(diǎn)A（3，1）．
（Ⅲ）解：直線l被圓C截得的弦最長(zhǎng)時(shí)，圓心（1，2）在直線l上，圓C截得的弦為直徑；當(dāng)圓心C（1，2）與A（3，1）的連線與l垂直時(shí)，直線l被圓C截得的弦最短
此時(shí)(-

1

2

)×(-

2m+1

m+1

)=-1，∴m=-

3

4

∵CA=

5

，圓的半徑為5，
∴直線l被圓C截得的弦最短弦長(zhǎng)為2

25-5

=4

5

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查圓的方程，考查直線恒過定點(diǎn)，考查直線與圓的位置關(guān)系，考查學(xué)生的計(jì)算能力．