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已知圆C1的方程为x2+(y-2)2=1,定直线l的方程为y=-1.动圆C与圆C1外切,且与直线l相切.

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/14 20:43:51
已知圆C1的方程为x2+(y-2)2=1,定直线l的方程为y=-1.动圆C与圆C1外切,且与直线l相切.
(1)求动圆圆心C的轨迹M的方程;
(2)直线l′与轨迹M相切于第一象限的点P,过点P作直线l′的垂线恰好经过点A(0,6),并交轨迹M于异于点P的点Q,求直线PQ的方程及弦|PQ|的长.
已知圆C1的方程为x2+(y-2)2=1,定直线l的方程为y=-1.动圆C与圆C1外切,且与直线l相切.
(1)设动圆圆心C的坐标为(x,y),动圆半径为R,
则|CC1|=
x2+(y−2)2=R+1,且|y+1|=R---(2分)
可得 
x2+(y−2)2=|y+1|+1.
由于圆C1在直线l的上方,所以动圆C的圆心C应该在直线l的上方,所以有y+1>0,
从而得
x2+(y−2)2=y+2,整理得x2=8y,即为动圆圆心C的轨迹M的方程.---(6分)
(2)如图示,设点P的坐标为(x0,
x02
8),则切线的斜率为
x0
4,可得直线PQ的斜率为−
4
x0,
所以直线PQ的方程为y−
x02
8=−
4
x0(x−x0).
由于该直线经过点A(0,6),所以有6−
x02
8=4,得x02=16.
因为点P在第一象限,
所以x0=4,点P坐标为(4,2),直线PQ的方程为x+y-6=0.---(10分)
把直线PQ的方程与轨迹M的方程联立得x2+8x-48=0,解得x=-12或4,
∴|PQ|=