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题型:简答题
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简答题

已知圆C与两圆x2+(y+4)2=1,x2+(y-2)2=1外切,圆C的圆心轨迹方程为L,设L上的点与点M(x,y)的距离的最小值为m,点F(0,1)与点M(x,y)的距离为n.

(Ⅰ)求圆C的圆心轨迹L的方程;

(Ⅱ)求满足条件m=n的点M的轨迹Q的方程;

(Ⅲ)试探究轨迹Q上是否存在点B(x1,y1),使得过点B的切线与两坐标轴围成的三角形的面积等于.若存在,请求出点B的坐标;若不存在,请说明理由.

正确答案

(Ⅰ)两圆半径都为1,两圆心分别为C1(0,-4)、C2(0,2),

由题意得CC1=CC2,可知圆心C的轨迹是线段C1C2的垂直平分线,C1C2的中点为(0,-1),直线C1C2的斜率等于零,故圆心C的轨迹是线段C1C2的垂直平分线方程为y=-1,即圆C的圆心轨迹L的方程为y=-1.  (4分)

(Ⅱ)因为m=n,所以M(x,y)到直线y=-1的距离与到点F(0,1)的距离相等,

故点M的轨迹Q是以y=-1为准线,点F(0,1)为焦点,顶点在原点的抛物线,

=1,即p=2,所以,轨迹Q的方程是x2=4y;                 (8分)

(Ⅲ)由(Ⅱ)得y=x2,y′=x,所以过点B的切线的斜率为k=x1,

设切线方程为y-y1=x1(x-x1),

令x=0得y=-x12+y1,令y=0得x=-+x1,

因为点B在x2=4y上,所以y1=x12

所以切线与两坐标轴围成的三角形的面积为S=|x12||x1|=|x13|

设S=,即|x13|=得|x1|=2,所以x1=±2

当x1=2时,y1=1,当x1=-2时,y1=1,所以点B的坐标为(2,1)或(-2,1).(14分)

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题型:简答题
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简答题

已知定圆Q:x2+y2-2x-15=0,动圆M和已知圆内切,且过点P(-1,0),

(1)求圆心M的轨迹及其方程;

(2)试确定m的范围,使得所求方程的曲线C上有两个不同的点关于直线l:y=4x+m对称.

正确答案

解 (1)已知圆可化为(x-1)2+y2=16,设动圆圆心M(x,y),则|MP|为半径,又圆M和圆Q内切,即|MP|+|MQ|=4,故M的轨迹是以P,Q为焦点的椭圆,且PQ中心为原点,故动圆圆心M的轨迹方程是+=1

(2)假设具有对称关系的两点所在直线l′的方程为y=-x+n,代入椭圆方程中有3x2+4(-x+n)2-12=0,即13x2-8nx+16n2-48=0.

若要椭圆上关于直线l对称得不同两点存在,则需l′与椭圆相交,且两交点P、Q到直线l的距离相等,即线段PQ的中点M在直线l上,

故△=64n2-4×13×(16n2-48)>0,∴-<n<

设P(x1,y1),Q(x2,y2),

则x1+x2=,y1+y2=-(x1+x2)+2n=n,∴=4×+m,

故m=-,∴n=-

∴-<-

即-<m<

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题型:填空题
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填空题

圆x2+y2=4与圆(x+3)2+(y-4)2=16的位置关系是______.

正确答案

根据题意得:圆心坐标分别为(0,0)和(-3,4),半径分别为R=4,r=2,

故两圆心间的距离d=5,R+r=6,R-r=2,

所以R-r<d<R+r,

则两圆的位置关系是相交.

故答案为:相交

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题型:简答题
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简答题

已知动圆C与定圆C3:+2x++=0相外切,与定圆C2:-2x+-=0内相切.

(1)求动圆C的圆心C的轨迹方程;

(2)若直线l:y=kx+l(k≠0)与C的轨迹交于不同的两点M、N,且线段MN的垂直平分线过定点G(,0),求k的取值范围.

正确答案

(1)∵C3:+2x++=0的方程可化为(+=()2

圆C2:-2x+-=0的方程可化为+=(

7

2

)2

设动圆C的半径为r,则

|CC3|=+r,|CC2|=-r,

∴|CC3|+|CC2|=4

∴C的轨迹是以C3和C2为焦点,长轴为4的椭圆

∴C的轨迹方程为+=1

(2)设M(x1,y1)、N(x2,y2),

消去y并整理得

(3+4k2)x2+8kx-8=0

则x1+x2=,x1•x2=

则y1+y2=k(x1+x2)+2=

则线段MN的中点P的坐标为(

由线段MN的垂直平分线过定点G(,0),

设MN的垂直平分线l的方程为y=-(x-

∵P点在l上

=--

即4k2+8k+3=0

解得k=-,或k=-

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题型:填空题
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填空题

若两圆(x-a)2+(y-2)2=1与圆x2+y2+2x-48=0相交,则正数a的取值范围是______.

正确答案

∵两圆(x-a)2+(y-2)2=1与圆x2+y2+2x-48=0相交,

圆x2+y2+2x-48=0的半径和圆心分别是7,(-1,0)

∴两个圆的圆心的距离大于两个圆的半径之差,小于两个圆的半径之和,

即7-1<<7+1,

∴6<<8,

∴36<(a+1)2+22<64

∴32<(a+1)2<60

∴正数a的取值范围是4-1<a<2-1

故答案为:4-1<a<2-1

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