题目内容

已知两圆,动圆P与⊙O1外切,且与⊙O2内切.

(Ⅰ)求动圆圆心P的轨迹方程;

(Ⅱ)过点M(5,0)作直线与点P的轨迹交于不同两点A、B,试推断是否存在直线,使得线段AB的垂直平分线经过圆心O2?若存在,求出直线的方程;若不存在,说明理由.

(Ⅰ)动圆圆心P的轨迹方程是

(Ⅱ)不存在直线使得线段AB的垂直平分线经过圆心O2.


解析:

(Ⅰ)由已知,点,则

|O1O2|=2<,所以⊙O1内含于⊙O2.                                 (2分)

设圆P的半径为r,因为动圆P与⊙O1外切,且与⊙O2内切,则

.

所以动圆圆心P轨迹是以点为焦点的椭圆.                                (4分)

因为,所以.

故动圆圆心P的轨迹方程是.                                        (6分)

(Ⅱ)因为直线x=5与椭圆无交点,可设直线的方程为.

 由,得,即.

(8分)

设点,AB的中点为,则

 .            (10分)

若线段AB的垂直平分线经过圆心O2,则CO2,即.

 所以,即4=0,矛盾!                         (12分)

故不存在直线使得线段AB的垂直平分线经过圆心O2.                           (13分)

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