问题
解答题
已知经过点A(1,-3),B(0,4)的圆C与圆x2+y2-2x-4y+4=0相交,它们的公共弦平行于直线2x+y+1=0.
(Ⅰ)求圆C的方程;
(Ⅱ)若动圆M经过一定点P(3,0),且与圆C外切,求动圆圆心M的轨迹方程.
答案
(Ⅰ)设圆C的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
∵圆C与圆x2+y2-2x-4y+4=0相交
∴两圆的公共弦方程为(D+2)x+(E+4)y+F-4=0,
∵圆C经过点A(1,-3),B(0,4),公共弦平行于直线2x+y+1=0
∴
,∴-
=-2D+2 E+4 D-3E+F+10=0 4E+F+16=0 D=6 E=0 F=-16
∴圆C的方程为x2+y2+6x-16=0,即(x+3)2+y2=25.(4分)
(Ⅱ)圆C的圆心为C(-3,0),半径r=5.
∵动圆M经过一定点P(3,0),且与圆C外切
∴|MC|-|MP|=5<|PC|=6.
∴动圆M圆心的轨迹是以C,P为焦点,实轴长为5的双曲线的右支.(7分)
设双曲线的方程为
-x2 a2
=1(a>0,b>0),y2 b2
∵c=3,a=5 2
∴b2=c2-a2=
,11 4
故动圆圆心M的轨迹方程是
-x2 25 4
=1(x>0).(8分)y2 11 4