>>719
求める円は必ず小円であるのでしょうか？　→　必ず小さい円です。
|r-5|=√5という条件で進めるのは間違いですか？　→　間違いです。

解は (x-2)^2 + (y-1)^2 = (5-√5)^2 と暗算で求めてください。