已知动圆M和圆C1:(x+1)2+y2=9内切,并和圆C2:(x-1)2+y2=1外切.
(1)求动圆圆心M的轨迹方程;
(2)过圆C1和圆C2的圆心分别作直线交(1)中曲线于点B、D和A、C,且AC⊥BD,垂足为P(x0,y0),设点E(-2,-1),求|PE|的最大值;
(3)求四边形ABCD面积的最小值.
(1)设动圆圆心为M(x,y),半径为r,则 ⇒ |MC1|+|MC2| =4.…(3分)
故动点M的轨迹是椭圆,a=2 , c=1 , b=,其方程为+=1.…(5分)
(2)显然点P在以线段C1C2为直径的圆上,x02+y02=1.…(7分)
设,则|PE| ===,
故所求最大值为=+1.(也可数形结合,求得|PE|max = |EO|+1=+1.)…(10分)
(3)当AC⊥x轴或BD⊥x轴时,S=|BD|•|AC| =•4•3=6.…(11分)
当AC、BD均不垂直于x轴时,联立⇒( 3+4k2) x2+8k2x+4k2-12=0,…(12分)|BD| =•|x1-x2| =•=,同理可得|AC| =.…(14分)S=|BD|•|AC| =72 ( k2+1 )2 |
( 3+4k2) ( 3k2+4 ) |
≥=,当且仅当k2=1时,Smin=.(15分)
又6>,∴四边形ABCD面积的最小值为.…(16分)