Question

已知⊙O：x²+y²=1和定点A（2，1），由⊙O外一点P（a，b）向⊙O引切线PQ，切点为Q，且满足|PQ|=|PA|．
（1）求实数a，b间满足的等量关系；
（2）求线段PQ长的最小值；
（3）若以P为圆心所作的⊙P与⊙O有公共点，试求半径最小值时⊙P的方程．

Answer

（1）由勾股定理可得 PQ2=OP2-OQ2=PA2，即 （a2+b2）-1=（a-2）2+（b-1）2，化简可得a，b间满足的等量关系．
（2）由于 PQ==，利用二次函数的性质求出它的最小值．
（3）设⊙P 的半径为R，可得|R-1|≤PO≤R+1．利用二次函数的性质求得OP=的最小值为，此时，求得b=-2a+3=，R取得最小值为-1，从而得到圆的标准方程．
【解析】
（1）连接OQ，∵切点为Q，PQ⊥OQ，由勾股定理可得 PQ2=OP2-OQ2．
由已知PQ=PA，可得 PQ2=PA2，即 （a2+b2）-1=（a-2）2+（b-1）2．
花简可得 2a+b-3=0．
（2）∵PQ====，
故当a=时，线段PQ取得最小值为．
（3）若以P为圆心所作的⊙P 的半径为R，由于⊙O的半径为1，∴|R-1|≤PO≤R+1．
而OP===，故当a=时，PO取得最小值为，
此时，b=-2a+3=，R取得最小值为-1．
故半径最小时⊙P 的方程为 +=．