Question

已知直線l：mx+ny-1=0（m，n∈R^*）與x軸相交于點(diǎn)A，與y軸相交于點(diǎn)B，且直線l與圓x²+y²=4相交所得弦長(zhǎng)為2．
（Ⅰ）求出m與n的關(guān)系式；
（Ⅱ）若直線l與直線2x+y+5=0平行，求直線l的方程；
（Ⅲ）若點(diǎn)P是可行域

2x+y-8≥0 x-y-2≥0 x≤4

內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)，是否存在實(shí)數(shù)m，n使得|OA|+|OB|的最小值為2

6

，且直線l經(jīng)過(guò)點(diǎn)P？若存在，求出m，n的值；若不存在，說(shuō)明理由．

Answer 1

分析：（I）由圓的方程找出圓心坐標(biāo)和半徑r，由直線l被圓截得的弦長(zhǎng)與半徑，根據(jù)垂徑定理及勾股定理求出圓心到直線l的距離，然后再利用點(diǎn)到直線的距離公式表示出圓心到直線l的距離，兩者相等列出關(guān)系式，整理后求出m²+n²的值，
（II）根據(jù)直線平行的條件求出m=2n，再代入（I）求得式子，即可求得所求的直線的方程．
（III）對(duì)于存在性問(wèn)題，可先假設(shè)存在，即假設(shè)存在實(shí)數(shù)m，n使得|OA|+|OB|的最小值為2

6

，且直線l經(jīng)過(guò)點(diǎn)P．再利用線性規(guī)劃的方法，研究取得最值的條件，若出現(xiàn)矛盾，則說(shuō)明假設(shè)不成立，即不存在；否則存在．

解答：解：（I）由圓x²+y²=4的方程，得到圓心坐標(biāo)為（0，0），半徑r=2，
∵直線l與圓x²+y²=4相交所得弦CD=2，
∴圓心到直線l的距離d═

r2-( CD 2 )2

=

3

，
∴圓心到直線l：mx+ny-1=0的距離d═

1

m2+n2

=

3

，
整理得：m²+n²=

1

3

，
（II）直線l：mx+ny-1=0的斜率為-

m

n

，直線2x+y+5=0的斜率為-2，∴-

m

n

=-2，m=2n
結(jié)合（I）得m=

2 15

15

，n=

15

15

，
故所求的直線的方程為 2x+y-

15

=0，
（III）令直線l解析式中y=0，解得：x=

1

m

，
∴A（

1

m

，0），即OA=

1

m

，
令x=0，解得：y=

1

n

，∴B（0，

1

n

），即OB=

1

n

，
則OA+OB=

1

m

+

1

n

≥2

1 mn

≥2

6

，當(dāng)且僅當(dāng)m=n=

6

6

時(shí)，OA+OB取最小值．此時(shí)直線l的方程為：
x+y-

6

=0，如圖，作出可行域

2x+y-8≥0 x-y-2≥0 x≤4

的圖形，是一個(gè)三角形ABC及其內(nèi)部，而△ABC及其內(nèi)部
都在直線x+y-

6

=0的同側(cè)，與直線x+y-

6

=0沒(méi)有公共點(diǎn)，
所以不存在滿足條件的直線l，即不存在實(shí)數(shù)m，n使得|OA|+|OB|的最小值為2

6

，且直線l經(jīng)過(guò)點(diǎn)P．

點(diǎn)評(píng)：本小題主要考查點(diǎn)到直線的距離公式、直線的一般式方程與直線的平行關(guān)系、簡(jiǎn)單線性規(guī)劃等基礎(chǔ)知識(shí)，考查運(yùn)算求解能力，考查數(shù)形結(jié)合思想、化歸與轉(zhuǎn)化思想．屬于中檔題．