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已知圆C与圆C1:(x+1)2+y2=1外切,与圆C2:(x-1)2+y2=9内切.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/18 12:46:05
已知圆C与圆C1:(x+1)2+y2=1外切,与圆C2:(x-1)2+y2=9内切.
(Ⅰ)求圆心C的轨迹T的方程;
(Ⅱ)设P(-2,0),M、N是轨迹T上不同两点,当PM⊥PN时,证明直线MN恒过定点,并求出该定点的坐标.
(Ⅰ)∵圆C与圆C1:(x+1)2+y2=1外切,与圆C2:(x-1)2+y2=9内切,
设圆C的半径为r,∴|CC1|=r+1,|CC2|=3-r,
∴|CC1|+|CC2|=4,…(2分)
∴点C的轨迹是以C1、C2为焦点,长轴长2a=4的椭圆
∴点C的轨迹T的方程是
x2
4+
y2
3=1.…(5分)
(Ⅱ)证明:设M(x1,y1)、N(x2,y2),直线MN:x=my+b   …(6分)


x=my+b
3x2+4y2=12,得 (3m2+4)y2+6mby+3b2-12=0…(7分)
∴y1+y2=-
6mb
3m2+4,y1y2=
3b2−12
3m2+4,
∵PM⊥PN,

PM=(x1+2,y1),

PN=(x2+2,y2),


PM•

PN=(x1+2)(x2+2)+y1y2=(my1+b+2)(my2+b+2)+y