已知圆OO:x2+y2=4x^{2}+y^{2}=4和圆CC:(x−2)2+(y−3)2=1.(x-2)^{2}+(y-3)^{2}=1.现给出如下结论,其中正确的是()(\quad)
A. 圆OO与圆CC有四条公切线
B. 过CC且在两坐标轴上截距相等的直线方程为x+y=5x+y=5或x−y+1=0x-y+1=0
C. 过CC且与圆OO相切的直线方程为9x−16y+30=09x-16y+30=0
D. PP,QQ分别为圆OO和圆CC上的动点,则∣PQ∣|PQ|的最大值为13+3\sqrt{13}+3,最小值为13−3\sqrt{13}-3

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完整解法

1. 分析圆 $O$ 与圆 $C$ 的位置关系,判定选项 A 和 D 的正误

由题意可得:
圆 OO 的圆心为 O(0,0)O(0,0),半径 R=2R = 2;
圆 CC 的圆心为 C(2,3)C(2,3),半径 r=1r = 1。
两圆圆心距为 ∣OC∣=(2−0)2+(3−0)2=13|OC| = \sqrt{(2-0)^2 + (3-0)^2} = \sqrt{13}。
因为 R+r=3R + r = 3,且 13>3\sqrt{13} > 3,即 ∣OC∣>R+r|OC| > R + r,所以圆 OO 与圆 CC 外离。
对于选项 A:两圆外离时,共有 44 条公切线(22 条外公切线,22 条内公切线),故 A 正确;
对于选项 D:圆 OO 和圆 CC 上的动点 P,QP, Q 之间的距离最大值为 ∣OC∣+R+r=13+3|OC| + R + r = \sqrt{13} + 3,最小值为 ∣OC∣−R−r=13−3|OC| - R - r = \sqrt{13} - 3,故 D 正确。

2. 求过点 $C$ 且在两坐标轴上截距相等的直线方程,判定选项 B 的正误

过点 C(2,3)C(2,3) 的直线在两坐标轴上的截距相等,分两种情况讨论:
① 若直线过原点 (0,0)(0,0),其斜率为 k=3−02−0=32k = \frac{3-0}{2-0} = \frac{3}{2},方程为 y=32xy = \frac{3}{2}x,即 3x−2y=03x - 2y = 0,此时横纵截距均为 00,相等;
② 若直线不过原点,设直线方程为 xa+ya=1\frac{x}{a} + \frac{y}{a} = 1,即 x+y=ax + y = a。
将 C(2,3)C(2,3) 代入得 2+3=a  ⟹  a=52 + 3 = a \implies a = 5,直线方程为 x+y=5x + y = 5。
综上,所求直线方程为 x+y=5x + y = 5 或 3x−2y=03x - 2y = 0。
选项 B 中的直线 x−y+1=0x - y + 1 = 0 在两轴上的截距分别为 −1-1 和 11(互为相反数,不相等),故 B 错误。

3. 求过点 $C$ 且与圆 $O$ 相切的直线方程,判定选项 C 的正误

过点 C(2,3)C(2,3) 且与圆 OO 相切的直线:
① 若直线的斜率存在,设为 kk,则切线方程为 y−3=k(x−2)y - 3 = k(x - 2),即 kx−y+3−2k=0kx - y + 3 - 2k = 0。
圆心 O(0,0)O(0,0) 到该直线的距离等于半径 R=2R = 2,即:
∣3−2k∣k2+1=2\frac{|3 - 2k|}{\sqrt{k^2 + 1}} = 2
两边平方解得 (3−2k)2=4(k2+1)  ⟹  9−12k+4k2=4k2+4  ⟹  k=512(3 - 2k)^2 = 4(k^2 + 1) \implies 9 - 12k + 4k^2 = 4k^2 + 4 \implies k = \frac{5}{12}。
代入得切线方程为 5x−12y+26=05x - 12y + 26 = 0。
② 若直线的斜率不存在,直线方程为 x=2x = 2,圆心 O(0,0)O(0,0) 到该直线的距离为 2=R2 = R,也是圆 OO 的切线。
因此,过点 CC 且与圆 OO 相切的直线方程为 5x−12y+26=05x - 12y + 26 = 0 或 x=2x = 2。
选项 C 给出的方程为 9x−16y+30=09x - 16y + 30 = 0,故 C 错误。

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