Question

已知圆C经过两点P（-1，-3），Q（2，6），且圆心在直线x+2y-4=0上，直线l的方程为（k-1）x+2y+5-3k=0．
（1）求圆C的方程；
（2）证明：直线l与圆C恒相交；
（3）求直线l被圆C截得的最短弦长．

Answer

（1）根据条件，利用待定系数法求出圆的方程．
（2）根据直线过定点（3，-1），而M（3，-1）在圆的内部，从而得到直线l与圆C恒相交．
（3）圆心C（2，1），半径为5，由题意知，当点M满足CN垂直于直线l时，弦长最短，利用弦长公式求得结果．
【解析】
（1）设圆C的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0． …（2分）
由条件，得，解得，
∴圆C的方程为x2+y2-4x-2y-20=0． …（6分）
（2）由（k-1）x+2y+5-3k=0，得k（x-3）-（x-2y-5）=0，
令，得，即直线l过定点M（3，-1），…（8分）
由32+（-1）2-4×3-2×（-1）-20＜0，知点M（3，-1）在圆内，
∴直线l与圆C恒相交．         …（10分）
（3）圆心C（2，1），半径为5，由题意知，当点M满足CM垂直于直线l时，弦长最短．
直线l被圆C截得的最短弦长为．…（14分）