题目内容
已知圆M:(x+1)2+y2=1,圆N:(x-1)2+y2=9,动圆P与圆M外切并与圆N内切,圆心P的轨迹为曲线 C
(1)求C的方程;
(2)直线l是过曲线C的右焦点,且斜率为2的直线,该直线与曲线C相交于A、B两点,求|AB|.
(1)求C的方程;
(2)直线l是过曲线C的右焦点,且斜率为2的直线,该直线与曲线C相交于A、B两点,求|AB|.
考点:直线与圆锥曲线的综合问题,轨迹方程,圆与圆的位置关系及其判定
专题:圆锥曲线中的最值与范围问题
分析:(1)由两圆相外切得到|MP|=1+r,由⊙N与⊙P内切 得到|NP|=3-r,从而有根据|MP|+|NP|=4>|MN|=2,椭圆的定义可得P点的轨迹是以N,M为焦点的椭圆,求出a、b2的值,即得C的方程.
(2)求出直线的方程,代入椭圆方程中消去y,利用弦长公式求得|AB|的表达式,利用t的范围求得|AB|即可.
(2)求出直线的方程,代入椭圆方程中消去y,利用弦长公式求得|AB|的表达式,利用t的范围求得|AB|即可.
解答:
解:(1)设点P(x,y),动圆P的半径为r,
∵⊙N与⊙P内切,∴|NP|=3-r,
∵⊙M与⊙P外切,∴|MP|=1+r,
∵|MP|+|NP|=4>|MN|=2,
∴P点的轨迹是以M,N为焦点的椭圆.|MP|+|NP|=4=2a,∴a=2,
∵|MN|=2c=2,c=1,
∴b2=a2-c2=3,
∴P的轨迹方程为:
+
=1.
(2)直线l的方程为y=2x-2,代入
+
=1,消去y得19x2-32x+4=0,
x1+x2=
,x1•x2=
.
∴|AB|=
•
=
.
∵⊙N与⊙P内切,∴|NP|=3-r,
∵⊙M与⊙P外切,∴|MP|=1+r,
∵|MP|+|NP|=4>|MN|=2,
∴P点的轨迹是以M,N为焦点的椭圆.|MP|+|NP|=4=2a,∴a=2,
∵|MN|=2c=2,c=1,
∴b2=a2-c2=3,
∴P的轨迹方程为:
| x2 |
| 4 |
| y2 |
| 3 |
(2)直线l的方程为y=2x-2,代入
| x2 |
| 4 |
| y2 |
| 3 |
x1+x2=
| 32 |
| 19 |
| 4 |
| 19 |
∴|AB|=
| 1+22 |
(
|
| 60 |
| 19 |
点评:本题主要考查了椭圆的应用,直线与椭圆的关系.弦长的求法常需要把直线与椭圆方程联立,考查分析问题解决问题的能力.
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