已知圆A:(x+2)2+y2=和圆B:(x-2)2+y2=,若圆P与圆A、圆B均外切,(Ⅰ)求圆心P的轨迹方程;(Ⅱ)延长PB与点P的轨迹交于另一点Q,若PQ的中点R

发布时间:2020-08-04 14:19:25

已知圆A:(x+2)2+y2=和圆B:(x-2)2+y2=,若圆P与圆A、圆B均外切,
(Ⅰ)求圆心P的轨迹方程;
(Ⅱ)延长PB与点P的轨迹交于另一点Q,若PQ的中点R在直线l:x=a(a≤)上的射影C满足:?=0,求a的取值范围.

网友回答

解:(Ⅰ)设动圆的半径为r,则PA=r+,PB=r+1,两式相减得PA-PB=2,
由双曲线的定义知点P的轨迹是以A、B为焦点的双曲线的右支,由A(-2,0),B(2,0),
故 2a=2,c=2,∴b=,故其方程为x2-=1(x≥1).
(Ⅱ)由 ?=0知,⊥,故P、Q、C 构成直角三角形,点R到直线l的距离等于
RC==xR-a??①.
当PQ的斜率不存在时,R与 B重合,a=-1,满足条件.
当PQ的斜率存在时,设PQ的方程为 y=k(x-2),代入双曲线方程得:(3-k2)x2+4k2x-(4k2+3)=0,
则由 ?解得 k2>3,且 xR==,
PQ=?|x1-x2|=,代入①可得 a==-1-,
由 k2>3,得 a<-1.
综上,a≤-1.

解析分析:(Ⅰ)由两圆外切的性质得PA-PB=2,再由双曲线的定义知点P的轨迹是以A、B为焦点的双曲线的右支,?依据双曲线的性质求出双曲线的方程.(Ⅱ) 由直角三角形的性质得RC==xR-a,把PQ的方程的方程代入双曲线方程,利用判别式以根与系数的关系,得到k2的范围,由弦长公式求出PQ,结合k2的范围求出a 的范围.

点评:本题考查双曲线的定义,直线和圆,圆和圆的位置关系,体现了分类讨论的数学思想.由直角三角形PQC中,得到RC==xR-a?是解题的突破口.
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