题目内容
在平面直角坐标系xOy中,已知圆C1:(x+1)2+y2=1,圆C2:(x-3)2+(y-4)2=1.
(Ⅰ)若过点C1(-1,0)的直线l被圆C2截得的弦长为
,求直线l的方程;
(Ⅱ)圆D是以1为半径,圆心在圆C3:(x+1)2+y2=9上移动的动圆,若圆D上任意一点P分别作圆C1的两条切线PE,PF,切点为E,F,求
•
的取值范围;
(Ⅲ)若动圆C同时平分圆C1的周长、圆C2的周长,则动圆C是否经过定点?若经过,求出定点的坐标;若不经过,请说明理由.

(Ⅰ)若过点C1(-1,0)的直线l被圆C2截得的弦长为
| 6 |
| 5 |
(Ⅱ)圆D是以1为半径,圆心在圆C3:(x+1)2+y2=9上移动的动圆,若圆D上任意一点P分别作圆C1的两条切线PE,PF,切点为E,F,求
| C1E |
| C1F |
(Ⅲ)若动圆C同时平分圆C1的周长、圆C2的周长,则动圆C是否经过定点?若经过,求出定点的坐标;若不经过,请说明理由.
(Ⅰ)设直线l的方程为y=k(+1),即kx-y+k=0.
因为直线l被圆C2截得的弦长为
,而圆C2的半径为1,
所以圆心C2(3,4)到l:kx-y+k=0的距离为
=
.
化简,得12k2-25k+12=0,解得k=
或k=
.
所以直线l方程为4x-3y+4=0或3x-4y+3=0…(4分)
(Ⅱ)动圆D是圆心在定圆(x+1)2+y2=9上移动,半径为1的圆
设∠EC1F=2α,则在Rt△PC1E中,cosα=
=
,
有cos2α=2cos2α-1=
-1,
则
•
=|
||
|cos2α=cos2α=
-1
由圆的几何性质得,|DC1|-r≤|PC1|≤|DC1|+r,即2≤|PC1|≤4,4≤|PC1|2≤16
则
•
的最大值为-
,最小值为-
.
故
•
∈[-
,-
].…(8分)
(Ⅲ)设圆心C(x,y),由题意,得CC1=CC2,
即
=
.
化简得x+y-3=0,即动圆圆心C在定直线x+y-3=0上运动.
设C(m.3-m),则动圆C的半径为
=
.
于是动圆C的方程为(x-m)2+(y-3+m)2=1+(m+1)2+(3-m)2.
整理,得x2+y2-6y-2-2m(x-y+1)=0.
由
得
或
所以定点的坐标为(1-
,2-
),(1+
,2+
)…(13分)
因为直线l被圆C2截得的弦长为
| 6 |
| 5 |
所以圆心C2(3,4)到l:kx-y+k=0的距离为
| |4k-4| | ||
|
| 4 |
| 5 |
化简,得12k2-25k+12=0,解得k=
| 4 |
| 3 |
| 3 |
| 4 |
所以直线l方程为4x-3y+4=0或3x-4y+3=0…(4分)
(Ⅱ)动圆D是圆心在定圆(x+1)2+y2=9上移动,半径为1的圆
设∠EC1F=2α,则在Rt△PC1E中,cosα=
| |C1E| |
| |PC1| |
| 1 |
| |PC1| |
有cos2α=2cos2α-1=
| 2 |
| |PC1|2 |
则
| C1E |
| C1F |
| C1E |
| C1F |
| 2 |
| |PC1|2 |
由圆的几何性质得,|DC1|-r≤|PC1|≤|DC1|+r,即2≤|PC1|≤4,4≤|PC1|2≤16
则
| C1E |
| C1F |
| 1 |
| 2 |
| 7 |
| 8 |
故
| C1E |
| C1F |
| 7 |
| 8 |
| 1 |
| 2 |
(Ⅲ)设圆心C(x,y),由题意,得CC1=CC2,
即
| (x+1)2+y2 |
| (x-3)2+(y-4)2 |
化简得x+y-3=0,即动圆圆心C在定直线x+y-3=0上运动.
设C(m.3-m),则动圆C的半径为
| 1+CC12 |
| (1+(m+1)2+(3-m)2 |
于是动圆C的方程为(x-m)2+(y-3+m)2=1+(m+1)2+(3-m)2.
整理,得x2+y2-6y-2-2m(x-y+1)=0.
由
|
|
|
所以定点的坐标为(1-
| 3 |
| 2 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
| 2 |
练习册系列答案
相关题目