由=,得k=±,所以的最大值为,的最小值为-.
(2)令x-2=cos α,y=sin α,α∈[0,2π).
所以y-x=sin α-cos α-2=sin(α-)-2,
当sin(α-)=-1时,y-x的最小值为--2.
(3)(x-4)2+(y-3)2是圆上点与点(4,3)的距离的平方,因为圆心为A(2,0),B(4,3),
连接AB交圆于C,延长BA交圆于D.
|AB|==,则|BC|=-,|BD|=+,
所以(x-4)2+(y-3)2的最大值为(+)2,最小值为(-)2.
【点拨】涉及与圆有关的最值问题,可借助图形性质,利用数形结合求解,一般地:①形如U=形式的最值问题,可转化为动直线斜率的最值问题;②形如(x-a)2+(y-b)2形式的最值问题,可转化为圆心已定的动圆半径的最值问题.
【变式训练2】已知实数x,y满足x2+y2=3(y≥0).试求m=及b=2x+y的取值范围.
【解析】如图,m可看作半圆x2+y2=3(y≥0)上的点与定点A(-3,-1)连线的斜率,b可以看作过半圆x2+y2=3(y≥0)上的点且斜率为-2的直线的纵截距.
由图易得≤m≤,-2≤b≤.
题型三 圆的方程的应用
【例3】在平面直角坐标系xOy中,二次函数f(x)=x2+2x+b(x∈R)与两坐标轴有三个交点,经过三个交点的圆记为C.
(1)求实数b的取值范围;
(2)求圆C的方程;
(3)问圆C是否经过定点(其坐标与b无关)?请证明你的结论.
【解析】(1)令x=0,得抛物线与y轴交点是(0,b),
由题意b≠0,且Δ>0,解得b<1且b≠0.
(2)设所求圆的一般方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
令y=0,得x2+Dx+F=0,这与x2+2x+b=0是同一个方程,故D=2,F=b.
令x=0,得y2+Ey+F=0,此方程有一个根为b,代入得出E=-b-1.
所以圆C的方程为x2+y2+2x-(b+1)y+b=0.
(3)圆C必过定点,证明如下:
假设圆C过定点(x0,y0)(x0,y0不依赖于b),将该点的坐标代入圆C的方程,
并变形为x+y+2x0-y0+b(1-y0)=0,(*)
为使(*)式对所有满足b<1(b≠0)的b都成立,必须有1-y0=0,
结合(*)式得x+y+2x0-y0=0,