Question

已知圆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总有两个交点；
（2）设直线L与圆C交于点A、B，若|AB|=，求直线L的倾斜角；
（3）设直线L与圆C交于A、B，若定点P（1，1）满足，求此时直线L的方程．

Answer

（1）根据直线L：mx-y+1-m=0 过定点P（1，1），再根据点P在圆C：x2+（y-1）2=5的内部，可得直线L与圆C总有两个交点．
（3）设点A（x1，mx1-m+1），点B（x2，mx2-m+1 ），由题意 可得2x1+x2=3． ①再把直线方程 y-1=m（x-1）代入圆C，化简可得 ②，由①②解得点A的坐标，把点A的坐标代入圆C的方程求得m的值，从而求得直线L的方程．
【解析】
（1）证明：直线L：mx-y+1-m=0 即 y-1=m（x-1），故直线过定点P（1，1），
而12+（1-0）2=2＜5，故点P在圆C：x2+（y-1）2=5的内部，故直线L与圆C总有两个交点．
（2）由于半径r=，弦心距d==，
再由点到直线的距离公式可得 d=，∴=，
解得 m=±．
故直线的斜率等于±，故直线的倾斜角等于 或．
（3）设点A（x1，mx1-m+1），点B（x2，mx2-m+1 ），由题意 可得 2（1-x1，-mx1+m ）=（x2-1，mx2-m ），
∴2-2x1=x2-1，即 2x1+x2=3． ①
再把直线方程 y-1=m（x-1）代入圆C：x2+（y-1）2=5，化简可得 （1+m2）x2-2m2x+m2-5=0，由根与系数的关系可得   ②．
由①②解得 x1=，故点A的坐标为 （，）．
把点A的坐标代入圆C的方程可得 m2=1，故 m=±1，故直线L的方程为 x-y=0，或x+y-2=0．