Question

一動(dòng)圓與已知⊙O₁：相外切，與⊙O₂：相內(nèi)切．
（Ⅰ）求動(dòng)圓圓心的軌跡C；
（Ⅱ）若軌跡C與直線y=kx+m （k≠0）相交于不同的兩點(diǎn)M、N，當(dāng)點(diǎn)A（0，-1）滿足||=||時(shí)，求m的取值范圍．

Answer 1

【答案】分析：（Ⅰ）由動(dòng)圓與已知⊙O₁：相外切，可得到|MO₁|=1+R，由與⊙O₂：相內(nèi)切，可得，|MO₂|=（2）-R，從而|MO₁|+|MO₂|=2．根據(jù)橢圓的定義可得M點(diǎn)的軌跡是以O(shè)₁，O₂為焦點(diǎn)的橢圓，故可求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程．
（Ⅱ）直線y=kx+m與橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程聯(lián)立，消去y得（3k²+1）x²+6mkx+3（m²-1）=0，所以△=-12m²+36k²+12＞0⇒m²＜3k²+1．設(shè)P為MN的中點(diǎn)，則MN⊥AP，可得2m=3k²+1，從而可求m的取值范圍．
解答：解：（Ⅰ）設(shè)動(dòng)圓圓心為M（x，y），半徑為R，則由題設(shè)條件，可知：
|MO₁|=1+R，|MO₂|=（2）-R，∴|MO₁|+|MO₂|=2．
由橢圓定義知：M在以O(shè)₁，O₂為焦點(diǎn)的橢圓上，且，，b²=a²-c²=3-2=1，故動(dòng)圓圓心的軌跡方程為．…（4分）
（Ⅱ）設(shè)P為MN的中點(diǎn)，聯(lián)立方程組，⇒（3k²+1）x²+6mkx+3（m²-1）=0．△=-12m²+36k²+12＞0⇒m²＜3k²+1 …（1）…（6分）
又
由MN⊥…（2）…（9分）．故．…（12分）
點(diǎn)評(píng)：本題考查圓與圓的位置關(guān)系，橢圓的定義和標(biāo)準(zhǔn)方程，得到|MO₁|+|MO₂|＞|O₁O₂|是解題的關(guān)鍵．考查直線與橢圓的位置關(guān)系，掌握其常規(guī)方法．