已知实数 $x,y$ 满足 $x^2+y^2-10x-10y+45=0$,则 $\dfrac{2x^2-xy-y}{x}$ 的最小值是 .
【难度】
【出处】
无
【标注】
【答案】
$-2$
【解析】
根据题意,有\[(x-5)^2+(y-5)^2=5,\]即点 $(x,y)$ 在一个圆上,记为圆 $M$.所求代数式\[m=\dfrac{2x^2-xy-y}{x}=(2x-y)-\dfrac yx,\]考虑过原点的圆 $M$ 的切线 $MP$(斜率较大的切线),其中 $P$ 为切点,如图:
容易计算得 $\tan\angle POM=\dfrac 13$,从而$$k_{OP}=\tan\left(\angle POM+\dfrac{\pi}4\right)=\dfrac{1+\dfrac 13}{1-\dfrac 13}=2,$$所以当 $(x,y)$ 取 $P$ 点坐标时,$2x-y$ 取到最小值,$\dfrac yx$ 取到最大值,从而所求代数式有最小值为\[5-\sqrt 5\cdot \sqrt 5-2=-2,\]此时 $x=3,y=6$.

题目
答案
解析
备注