Question

（1）求證：對任何實數(shù)k，x²+y²-2kx-（2k+6）y-2k-31=0恒過兩定點，并求經(jīng)過該兩定點且面積最小的圓E的方程；
（2）若PA，PB為（1）中所求圓E的兩條切線，A、B為切點，求的最小值．

Answer 1

【答案】分析：（1）這是一個圓系方程，將x²+y²-2kx-（2k+6）y-2k-31=0轉化為：x²+y²-6y-31+k（-2x-2y-2）=0，依題意，解方程組即可求得兩定點及面積最小的圓E的方程；
（2）設PA=PB=x，∠APB=θ，由余弦定理得cosθ=，利用向量的數(shù)量積可得=（x²+32）+-96，利用基本不等式即可求得答案．
解答：解：（1）∵x²+y²-2kx-（2k+6）y-2k-31=0，
∴x²+y²-6y-31+k（-2x-2y-2）=0，
∴解此方程組得：或，
∴x²+y²-2kx-（2k+6）y-2k-31=0恒過兩定點M（-6，5），N（2，-3）；
∴經(jīng)過該兩定點且面積最小的圓E就是以MN為直徑的圓，
∵MN的中點H（-2，1），|MN|==8，
∴以MN為直徑的圓的方程為：（x+2）²+（y-1）²=32．
②設PA=PB=x，∠APB=θ，
則由余弦定理得：|AB|²=2x²-2x²cosθ=64+64cosθ，
∴cosθ=，
∴=x²•=
=（x²+32）+-96
≥64-96（當且僅當x²+32=，即x²=時，取“=”．
故的最小值為64-96．
點評：本題考查圓系方程，考查余弦定理與基本不等式在幾何中的綜合應用，考查轉化思想分析運算能力，屬于難題．