在平面直角坐标系中,已知两圆C1:(x-1)2+y2=25和C2:(x+1)2+y2=1,动圆在C1内部且和圆C1相内切并和

2025-05-18 05:11:58
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(1)设动圆圆心D(x,y),半径为r,由题意,动圆内切于圆C1,且和圆C2相外切,
∵|DC1|=5-r,|DC2|=1+r,
∴|DC1|+|DC2|=6>|C1C2|=2
∴D点的轨迹图形E是C1、C2为焦点的椭圆    (3分)
其中2a=6,c=1,
∴a=3,b2=a2-c2=8(4分)
∴D点的轨迹图形E:

x2
9
+
y2
8
=1(6分)
(2)解法一:由题设知F(1,0),
∵P在E上
∴设P(3cosθ,2
2
sinθ)
,θ∈[0,2π](8分)
则|PF|2=(3cosθ?1)2+(2
2
sinθ)2
=9cos2θ-6cosθ+1+8sin2θ=cos2θ-6cosθ+9(9分)
|PO|2=(3cosθ)2+(2
2
sinθ)2=cos2θ+8
(10分)
|PF|2+|PO|2=2cos2θ?6cosθ+17=2(cosθ?
3
2
)2+
25
2
(12分)
∵cosθ∈[-1,1],
∴当cosθ=1时,|PO|2+|PF|2的最小值为13.(14分)
解法二:设P(x,y),x∈[-3,3],(7分)
则|PO|2=x2+y2,(8分)|PF|2=(x-1)2+y2(9分)
∴|PO|2+|PF|2=2x2-2x+2y2+1(10分)
点P(x,y)满足
x2
9
+
y2
8
=1

y2=8(1?
x2
9
)
,(11分)
∴|PO|2+|PF|2=
2
9
(x?
9
2
)2+
25
2
(12分)
x∈[?