Question

已知圆O：x²+y²=1和定点A（2，1），由圆O外一点P（a，b）向圆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）若以P为圆心所作的圆P与圆O有公共点，试求半径取最小值时圆P的方程．

Answer

（1）由已知Q为切点，可知PQ⊥OQ，结合勾股定理有|PQ|2=|OP|2-|OQ|2及已知|PQ|=|PA|，利用两点间的距离公式可得a，b之间的关系
（2）设圆P的半径为R，由圆P与圆O有公共点，且半径最小，可知R=OP，利用两点间的距离，结合（1）中a，b的关系可转化为关于a的二次形式，结合二次函数的性质可求R的最小值，进而可求圆的方程
法二：圆P与圆O有公共点，圆P半径最小时为与圆O外切的情形，而这些半径的最小值为圆心O到直线l的距离减去1，圆心为P过原点与l垂直的直线l'与l的交点P，可求
【解析】
（1）连OP，∵Q为切点，PQ⊥OQ，由勾股定理有|PQ|2=|OP|2-|OQ|2．
∵|PQ|=|PA|故PA2=PO2-1
∴a2+b2-1=（a-2）2+（b-1）2
化简可得，2a+b-3=0
（2）设圆P的半径为R，
∵圆P与圆O有公共点，且半径最小，
∴R=，
故当时，．
此时，，．
得半径取最小值时圆P的方程为．
另【解析】
圆P与圆O有公共点，圆P半径最小时为与圆O外切的情形，而这些半径的最小值为圆心O到直线l的距离减去1，圆心为P过原点与l垂直的直线l'与l的交点P．
r=-1=-1．
又l'：x-2y=0，
解方程组，得．即P（ ，）．
∴所求圆方程为．