题目内容

已知直线l:y=kx+1,圆C:(x-1)2+(y+1)2=12.
(1)试证明:不论k为何实数,直线l和圆C总有两个交点;
(2)求直线l被圆C截得的最短弦长.
(1)由
y=kx+1
(x-1)2+(y+1)2=12
,消去y得到(k2+1)x2-(2-4k)x-7=0,
∵△=(2-4k)2+28k2+28>0,
∴不论k为何实数,直线l和圆C总有两个交点;
(2)设直线与圆相交于A(x1,y1),B(x2,y2),
则直线l被圆C截得的弦长|AB|=
1+k2
|x1-x2|=2
8-4k+11k2
1+k2
=2
11-
4k+3
1+k2

令t=
4k+3
1+k2
,则有tk2-4k+(t-3)=0,
当t=0时,k=-
3
4

当t≠0时,由k∈R,得到△=16-4t(t-3)≥0,
解得:-1≤t≤4,且t≠0,
则t=
4k+3
1+k2
的最大值为4,此时|AB|最小值为2
7

则直线l被圆C截得的最短弦长为2
7
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