Question

已知直线L：（2m+1）x+（m+1）y-7m-4=0，圆C：x²+y²-2x-4y-20=0．
（1）求证：直线L过定点；
（2）求直线L被圆C截得的线段最小长度，并求此时对应的m的值．

Answer

（1）直线L：（2m+1）x+（m+1）y-7m-4=0，即 m（2x+y-7）+（x+y-4）=0，显然过直线2x+y-7=0 及直线x+y-4=0的交点A，由 解得交点A的坐标．
（2）把 圆C的方程化为标准形式，求出圆心C的坐标和半径，要使直线L被圆C截得的线段长度最小，需心C到直线L的距离d最大，d的最大为CA线段的长度．此时，CA和直线L垂直，
斜率之积等于-1，解方程求得m的值．
【解析】
（1）直线L：（2m+1）x+（m+1）y-7m-4=0，即 m（2x+y-7）+（x+y-4）=0，显然过直线2x+y-7=0 及直线x+y-4=0的交点A．
由 解得交点A的坐标为（3，1），
故直线L：（2m+1）x+（m+1）y-7m-4=0经过定点A（3，1）．
（2）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．
设圆心C到直线L的距离为d，要使直线L被圆C截得的线段长度最小，需d最大．由题意可知，d的最大为CA线段的长度．
由两点间的距离公式可得 CA==．
此时，CA和直线L垂直，斜率之积等于-1，
∴•（）=-1，解得 m=-．