Question

已知圆C：x²+y²-2x-4y-20=0，直线l：（2m+1）x+（m+1）y-7m-4=0，m∈R．
（I）直线l是否过定点，有则求出来？判断直线与圆的位置关系及理由？
（II）求直线被圆C截得的弦长L的取值范围及L最短时弦所在直线的方程．

Answer

（I）直线l即 （x+y-4）+m（2x+y-7）=0，由 求得直线过定点A（3，1）．再由|AC|=，小于半径，可得点A在圆内，故直线和圆相交．
（II）当直线l过圆心时，弦长L最大为直径10，当CA和直线l垂直时，弦长L最小为 4，由此可得直线被圆C截得的弦长L的取值范围．当弦长L最小时，求得AC的斜率KAC，可得直线l的斜率，再由点斜式求得直线l的方程．
【解析】
（I）直线l：（2m+1）x+（m+1）y-7m-4=0 即 （x+y-4）+m（2x+y-7）=0，由 求得，故直线过定点A（3，1）．
再由圆C：x2+y2-2x-4y-20=0，即 （x-1）2+（y-2）2=25，表示以C（1，2）为圆心，以5为半径的圆，而|AC|=，小于半径，
故点A在圆内，故直线和圆相交．
（II）当直线l过圆心时，弦长L最大为直径10，当CA和直线l垂直时，弦长L最小，为2=4，
故直线被圆C截得的弦长L的取值范围为[4，10]．
当弦长L最小时，AC的斜率KAC==-，故直线l的斜率为2，故直线l的方程为 y-1=2（x-3），即 2x-y-5=0．