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已知定圆Q:x2+y2-2x-15=0,动圆M和已知圆内切,且过点P(-1,0),

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/07 09:59:48
已知定圆Q:x2+y2-2x-15=0,动圆M和已知圆内切,且过点P(-1,0),
(1)求圆心M的轨迹及其方程;
(2)试确定m的范围,使得所求方程的曲线C上有两个不同的点关于直线l:y=4x+m对称.
解 (1)已知圆可化为(x-1)2+y2=16,设动圆圆心M(x,y),则|MP|为半径,又圆M和圆Q内切,即|MP|+|MQ|=4,故M的轨迹是以P,Q为焦点的椭圆,且PQ中心为原点,故动圆圆心M的轨迹方程是
x2
4+
y2
3=1
(2)假设具有对称关系的两点所在直线l′的方程为y=−
1
4x+n,代入椭圆方程中有3x2+4(−
1
4x+n)2−12=0,即13x2-8nx+16n2-48=0.
若要椭圆上关于直线l对称得不同两点存在,则需l′与椭圆相交,且两交点P、Q到直线l的距离相等,即线段PQ的中点M在直线l上,
故△=64n2-4×13×(16n2-48)>0,∴−

13
2<n<

13
2.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则x1+x2=
8n
13,y1+y2=−
1
4(x1+x2)+2n=
24
13n,∴
12n
13=4×
4n
13+m,
故m=−
4n
13,∴n=−
13m
4,
∴−

13
2<−
13m
4<