由题意可知,三角形 ABC 中,A(0,0) 为原点,B(0,2) 在 y 轴上,C(2,0) 在 x 轴上,所以 ∠BAC=90∘.
因此,线段 BC 是圆 M 的直径.
圆心 M 即为 BC 的中点,其坐标为 (20+2,22+0)=(1,1).
圆的半径 R=21BC=21(2−0)2+(0−2)2=2.
所以圆 M 的标准方程为:(x−1)2+(y−1)2=2.
2. 求直线 l 所过的定点
直线 l 的方程为 kx−y+2−2k=0,将其变形为 k(x−2)−(y−2)=0.
令 x−2=0 且 y−2=0,解得 x=2,y=2.
所以,无论实数 k 取何值,直线 l 恒过定点 P(2,2).
3. 判断定点 P 与圆 M 的位置关系
将点 P(2,2) 代入圆 M 的方程 (x−1)2+(y−1)2 中,得: (2−1)2+(2−1)2=1+1=2.
因为其计算结果等于半径的平方 R2=2,所以定点 P(2,2) 在圆 M 上.
4. 分析直线与圆的位置关系并得出结论
因为直线 l 恒过圆 M 上的点 P(2,2),所以:
当直线 l 的方向与圆在点 P 处的切线重合(即斜率 k=−1)时,直线与圆相切;
当直线 l 的斜率 k=−1 时,直线必与圆交于两个不同的点(其中一个点为 P),即直线与圆相交.
综上所述,圆 M 与直线 l 的位置关系是相交或相切.