问题 解答题

(理)已知圆(x+4)2+y2=25的圆心为M1,圆(x-4)2+y2=1的圆心为M2,一个动圆与这两个圆都外切. 

(Ⅰ)求动圆圆心M的轨迹C的方程;

(Ⅱ)若经过点M2的直线与(Ⅰ)中的轨迹C有两个交点A、B,求|AM1|•|BM1|的最小值.

答案

(I)∵动圆M与这两个圆都外切,

∴|MM1|-5=|MM2|-1

即|MM1|-|MM2|=4,

∵|MM1|-|MM2|=4,4<|M1M2|=8

∴动圆圆心M的轨迹是以M1,M2为焦点的双曲线的右支

由定义可得 c=4,a=2,b2=12

∴动圆圆心M的轨迹C的方程为

x2
4
-
y2
12
=1(x≥2)

(II)∵M2(4,1),

∴设经过点M2的直线方程为x=ty+4

代入双曲线方程

x2
4
-
y2
12
=1,并整理得(3t2-1)y2+24ty+36=0

设A(x1,y1),B(x2,y2),则有△>0,y1+y2=-

24t
3t2-1
,y1y2=
36
3t2-1

由y1y2<0,得t2

1
3

而|AM1|•|BM1|=e(x1+1)•e(x2+1)=4(ty1+5)(ty2+5)

=4[t2(y1y2)+5t(y1+y2)+25]

=4[t2

36
3t2-1
+5t•(-
24t
3t2-1
)+25]

=-112×(1+

1
3t2-1
)+100

∵-1≤3t2-1<0

∴当3t2-1=-1时,即t=0时,|AM1|•|BM1|取得最小值100

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