Question

已知圓C：x²+y²-4x-14y+45=0，及點Q（-2，3，），
（1）P（a，a+1）在圓上，求線段PQ的長及直線PQ的斜率；
（2）若M為圓C上任一點，求|MQ|的最大值和最小值；
（3）若實數m，n滿足m²+n²-4m-14n+45=0，求的最大值和最小值．

Answer 1

【答案】分析：（1）將P的坐標代入圓的方程求得a，則P的坐標可得，進而利用兩點間的距離公式求得PQ的長，利用P，Q的坐標求得直線PQ的斜率．
（2）先把圓的方程整理成標準方程，求得圓心的坐標的半徑，進而利用兩點間的距離公式求得QC的長，利用|QC|-R≤|MQ|≤|QC|+R求得MQ的范圍．
（3）表示圓上點與Q（-2，3，）的斜率，把問題轉化為求得斜率的最值，先求得直線與圓斜切的時的k的值，利用圓心到直線的距離為半徑的方法求得相切時k的值，進而推斷出斜率的范圍．
解答：解（1）將P（a，a+1）代入C：x²+y²-4x-14y+45=0，中得a=4
所以p（4，5），
（2）將圓C：x²+y²-4x-14y+45=0，轉化為標準形式
圓心C（2，7）|QC|-R≤|MQ|≤|QC|+R，因為，所以
所以|MQ|最小值為，最大值為
（3）根據題意，實數m，n滿足m²+n²-4m-14n+45=0，即滿足，
則（m，n）對應的點在以（2，7）為圓心，半徑為2的圓上，
分析可得表示該圓上的任意一點與Q（-2，3，）相連所得直線的斜率，
設該直線斜率為k，則其方程為y-3=k（x+2），
又由d=，
解得即
所以的最小值：和最大值：
點評：本題主要考查了直線與圓的方程的綜合．考查了學生數形結合的思想，函數的思想，轉化和化歸的思想的運用．