Question

已知圆C的圆心在直线2x-y-3=0上，且经过点A（5，2），B（3，2），
（1）求圆C的标准方程；
（2）直线l过点P（2，1）且与圆C相交的弦长为，求直线l的方程．
（3）设Q为圆C上一动点，O为坐标原点，试求△OPQ面积的最大值．

Answer

（1）设圆心C（a，2a-3），由圆经过点A（5，2），B（3，2），可得|CA|2=|CB|2，由此求得a的值，可得圆心和半径，从而求得圆的标准方程．
（2）当直线l的斜率不存在时，直线l的方程为 x=2，经检验满足条件．当直线l的斜率存在时，设直线l的方程为 y-1=k（x-2），求出弦心距d，再由求得k
的值，即可求得直线l的方程．综合可得结论．
（3）求出直线OP的方程为 x-2y=0，圆心到直线的距离d 的值，根据△OPQ面积的最大值为 ，运算求得结果．
【解析】
（1）∵圆C的圆心在直线2x-y-3=0上，设C（a，2a-3），由圆经过点A（5，2），B（3，2），可得|CA|2=|CB|2，
即 （a-5）2+（2a-3-2）2=（a-3）2+（2a-3-2）2，解得 a=4．
故圆心C（4，5），半径为r=|CA|==，故圆C的标准方程为 （x-4）2+（y-5）2=10．
（2）当直线l的斜率不存在时，直线l的方程为 x=2，弦心距等于2，满足弦长为，符合题意．
当直线l的斜率存在时，设直线l的方程为 y-1=k（x-2），即 kx-y+1-2k=0．
此时，弦心距d==，由 解得 k=，故直线l的方程为 y=x-．
综上可得，所求的直线l的方程为 x=2，或 y=x-．
（3）直线OP的方程为 y=x，即 x-2y=0，故圆心到直线的距离为d== 
故圆上的点到直线OP的距离最大为d+r=+．再由|OP|==，可得△OPQ面积的最大值为 =3+．