(文)已知一个动圆与圆M1:(x+1)2+y2=1外切,同时又与圆M2:(x-1)2+y2=25内切.
(Ⅰ)求动圆圆心M的轨迹C的方程;
(II)设经过圆M1的圆心且不与坐标轴垂直的直线交(Ⅰ)中的轨迹C于两点A、B,线段AB的垂直平分线与x轴交于点G,求G点横坐标的取值范围.
(I)不妨记圆M1,M2的圆心分别为M1,M2
由题意可知,动圆M与定圆与定圆M1相外切与定圆M2相内切
∴MM1=r+1,MM2=5-r(2分)
∴MM1+MM2=6>M1M2=2(3分)
∴动圆圆心M的轨迹是以M1,M2为焦点的椭圆
由椭圆的定义可知,c=1,a=3,b2=a2-c2=8(4分)
∴所求的轨迹C的方程为
+x2 9
=1(5分)y2 8
(II)由题意可知,直线AB过圆M1的圆心且不与坐标轴垂直,故可设直线AB的方程为y=k(x+1),k≠0
联立
可得(9k2+8)x2+18k2x+9k2-72=0(6分)y=k(x+1)
+x2 9
=1y2 8
∴
(7分)△=182k4-4(9k2+8)(9k2-72)>0 x1+x2=- 18k2 9k2+8 x1x2= 9k2-72 9k2+8
设线段AB的中点为P(x0,y0),则x0=
,y0=-9k2 9k2+8
(9分)8k 9k2+8
过点P(x0,y0)且垂直于AB的直线l2的方程为
y-
=-8k 9k2+8
(x+1 k
)(11分)9k2 9k2+8
令y=0可得点G的横坐标x=-
=-k2 9k2+8
+1 9
,k≠ 08 9(9k2+8)
∴-
<x<01 9
∴所求的x的范围是(-
,0)(13分)..1 9