题目内容

【题目】一动圆与定圆外切,同时和圆内切,定点A(1,1).

(1)求动圆圆心P的轨迹E的方程,并说明是何种曲线;

(2)ME上任意一点, FE的左焦点,试求的最小值;

(3)试求的取值范围;

【答案】(1) ;(2)13;(3)

【解析】

(1)求出两个圆的圆心与半径,设出动圆的圆心与半径,判断动圆的圆心轨迹,推出结果即可

(2)利用椭圆的第二定义则=e=|AM|+2|MF|转化为|AM|+|MN|,当A,M,N同时在垂直于左准线的一条直线上时,|AM|+2|MF|取得最小值

(3)椭圆右焦点设为F1,连接MF1.利用椭圆的定义以及在三角形中,两边之差总小于第三边,当A、M、F1成一直线时,|MA|﹣|MF1|最大,求解即可利用|MA|+|MF2|=|MA|+12﹣|MF1|=12﹣(|MF1|﹣|MA|)≥12﹣|AF1|,即可得出其最小值.

(1)圆x2+y2+6x+5=0的圆心为A(﹣3,0),半径为2;

圆x2+y2﹣6x﹣91=0的圆心为B(3,0),半径为10;

设动圆圆心为M(x,y),半径为x;

则MA=2+r,MB=10﹣r;

于是MA+MB=12>AB=6

所以,动圆圆心M的轨迹是以A(﹣3,0),B(3,0)为焦点,长轴长为12的椭圆.

a=6,c=3,b2=a2﹣c2=27;

所以M的轨迹方程为

(2)显然椭圆a=6,c=3,e=,记点M到左准线的距离为|MN|,

=e=,|MN|=2|MF|,即|AM|+2|MF|=|AM|+|MN|,

当A,M,N同时在垂直于左准线的一条直线上时,|AM|+2|MF|取得最小值,

即A点到左准线的距离1+

(3)椭圆右焦点设为F1(3,0),连接MF1

|MA|+|MF|=|MA|+2a﹣|MF1|=12+|MA|﹣|MF1|.

|MA|﹣|MF1|最大时,|MA|+|MF|最大.

△AMF1中,两边之差总小于第三边,所以当A、M、F1成一直线时,|MA|﹣|MF1|最大,

|MA|﹣|MF1|=|AF1|=

所以|MA|+|MF|的最大值是

∵|AF1|==

|MA|+|MF|=|MA|+10﹣|MF1|=12﹣(|MF1|﹣|MA|)≥12﹣|AF1|=12﹣

其最小值为12﹣

的取值范围

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