解题思路:(I)利用圆的标准方程写出圆的方程,根据线段的中垂线的性质判断出C,H,O三点共线,利用两点连线的斜率公式求出直线OC的斜率,列出关于t的方程,求出t的值.通过圆心到直线的距离与圆半径的大小的比较,判断出直线与圆的关系是否相交.
(II)求出点B关于直线x+y+2=0的对称点,将已知问题转化为对称点到圆上的最小值问题,根据圆的几何条件,圆外的点到圆上的点的最小值等于该点到圆心的距离减去半径.
由题知,圆C方程为(x-t)2+(y-
2
t)2=t2+
4
t2,
化简得x2-2tx+y2-
4
ty=0
(Ⅰ)∵|OM|=|ON|,则原点O在MN的中垂线上,
设MN的中点为H,则CH⊥MN.
∴C,H,O三点共线,
则直线OC的斜率k=
2
t
t=
2
t2=
1
2⇒t=2或t=-2,
知圆心C(2,1)或C(-2,-1),
所以圆方程为(x-2)2+(y-1)2=5或(x+2)2+(y+1)2=5,
由于当圆方程为(x+2)2+(y+1)2=5时,
直线2x+y-4=0到圆心的距离d>r,不满足直线和圆相交,故舍去.
∴圆C方程为(x-2)2+(y-1)2=5.
(Ⅱ) 点B(0,2)关于直线x+y+2=0的对称点为B′(-4,-2),
则|PB|+|PQ|=|PB′|+|PQ|≥|B′Q|,
又B′到圆上点Q的最短距离为|B/C|-r=
(-6)2+32-
5=3
5-
5=2
5,
所以|PB|+|PQ|的最小值为2
5,
直线B′C的方程为y=
1
2x,
则直线B′C与直线x+y+2=0的交点P的坐标为(-
4
3,-
2
3).
点评:
本题考点: ["直线和圆的方程的应用","圆的标准方程"]
考点点评: 求圆的方程一般利用的方法是待定系数法;解决直线与圆的有关的问题常利用圆的一些几何意义:常需要解圆心距、弦长的一半、圆的半径构成的直角三角形;圆外的点到圆上的最值常求出点到圆心的距离加上或减去圆的半径.