一动圆M与y轴和定圆C:(x-3)²+y²=1外切(1)求动圆M的轨迹

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  • 动圆M:(x-xm)^2+(y-ym)^2=rm^2,

    与y轴外切:|xm|=rm,rm=xm或rm=-xm

    和定圆C:(x-3)²+y²=1外切:(xm-3)^2+ym^2=(rm+1)^2,ym^2=8xm-8或ym^2=4xm-8

    动圆M圆心的轨迹:y^2=8x-8或y^2=4x-8

    过点(3,0)的动直线:y=k(x-3)

    交圆心M的轨迹于A,B两点:k^2(x-3)^2=8x-8或k^2(x-3)^2=4x-8

    k^2x^2-(6k^2+8)x+(9k^2+8)=0或k^2x^2-(6k^2+4)x+(9k^2+8)=0

    (6k^2+8)^2-4k^2(9k^2+8)=64k^2+640或(6k^2+4)^2-4k^2(9k^2+8)=16k^2+160

    xa=[6k^2+8+8(k^2+1)^0.5]/(2k^2),xb=[6k^2+8-8(k^2+1)^0.5]/(2k^2),xa-xb=8(1+k^2)^0.5/k^2

    或xa=[6k^2+8+4(k^2+1)^0.5]/(2k^2),xb=[6k^2+8-4(k^2+1)^0.5]/(2k^2),xa-xb=4(1+k^2)^0.5/k^2

    于是AB=[(xa-xb)^2+(ya-yb)^2]^0.5=[(1+k^2)(xa-xb)^2]^0.5=[(1+k^2)]^0.5(xa-xb)=8(1+1/k^2)

    或AB=4(1+1/k^2)

    显然当k^2越来越大时,AB越来越小,直线方程越来越趋近x=3

    因此AB的最小值=8或=4,此时的直线方程为:x=3