问题 解答题
已知两圆C1:x2+y2-2x=0,C2:(x+1)2+y2=4的圆心分别为C1,C2,P为一个动点,且|PC1|+|PC2|=2
2

(1)求动点P的轨迹M的方程;
(2)是否存在过点A(2,0)的直线l与轨迹M交于不同的两点C、D,使得|C1C|=|C1D|?若存在,求直线l的方程;若不存在,请说明理由.
答案

(1)两圆的圆心坐标分别为C1(1,0),C2(-1,0),

∵|PC1|+|PC2|=2

2
>2=|C1C2|,

∴根据椭圆的定义可知,动点P的轨迹为以原点为中心,C1(1,0)和C2(-1,0)为焦点,长轴长为2a=2

2
的椭圆,

所以a=

2
,c=1,b=
a2-c2
=
2-1
=1,

∴椭圆的方程为

x2
2
+y2=1,即动点P的轨迹M的方程为
x2
2
+y2=1

(2)假设存在这样的直线l满足条件,

当直线l的斜率不存在时,易知点A(2,0)在椭圆M的外部,直线l与椭圆M无交点,所以直线l不存在.

当直线l斜率存在时,设斜率为k,则直线l的方程为y=k(x-2),

由方程组

x2
2
+y2=1
y=k(x-2)
得(2k2+1)x2-8k2x+8k2-2=0①,

依题意△=(-8k22-4(2k2+1)(8k2-2)>0,即-2k2+1>0,解得-

2
2
<k<
2
2

当-

2
2
<k<
2
2
时,设交点C(x1,y1),D(x2,y2),CD的中点为N(x0,y0),

方程①的解为x1=

8k2+
4k2+2
x2=
8k2-
4k2+2
,则x0=
x1+x2
2
=
4k2
2k2+1

∴y0=k(x0-2)=k(

4k2
2k2+1
-2)=
-2k
2k2+1

要使|C1C|=|C1D|,必须有C1N⊥l,即kkC1N=-1,

∴k

-2k
2k2+1
-0
4k2
2k2+1
-1
=-1,化简得0=-1,显然不成立;         

所以不存在直线l,使得|C1C|=|C1D|,

综上所述,不存在直线l,使得|C1C|=|C1D|;

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