Question

已知⊙C：x²+（y-1）²=5，直线l：mx-y+1-m=0
（1）求证：对m∈R，直线l与圆C总有两个不同交点A、B；
（2）求弦AB中点M轨迹方程，并说明其轨迹是什么曲线？
（3）若定点P（1，1）分弦AB为，求l方程．

Answer

（1）利用圆心到直线的距离小于半径，判定，直线l与圆C总有两个不同交点A、B；
（2）设出弦AB中点M，求出直线L，利用弦的中点与圆心连线与割线垂直，求出轨迹方程．
（3）设A（x1，y1），B（x2，y2），联立方程利用韦达定理，以及定点P（1，1）分弦AB为，求出A 的坐标，代入圆的方程，求出m，即可求l方程．
【解析】
（1）圆心C（0，1），半径r=，则圆心到直线L的距离d=，
∴d＜r，∴对m∈R直线L与圆C总头两个不同的交点；（或用直线恒过一个定点，且这个定点在圆内）（4分）
（2）设中点M（x，y），因为L：m（x-1）-（y-1）=0恒过定点P（1，1）
斜率存在时则，又，kAB•KNC=-1，
∴，整理得；x2+y2-x-2y+1=0，
即：=，表示圆心坐标是（），半径是的圆；
斜率不存在时，也满足题意，
所以：=，表示圆心坐标是（），半径是的圆．（4分）
（3）设A（x1，y1），B（x2，y2）解方程组
得（1+m2）x2-2m2x+m2-5=0，
∴，①
又
∴（x2-1，y2-1）=2（1-x1，1-y1），
即：2x1+x2=3②
联立①②解得，则，即A（）
将A点的坐标代入圆的方程得：m=±1，
∴直线方程为x-y=0和x+y-2=0