在平面直角坐标系xOy中,已知圆C1:(x-1)2+y2=16,圆C2:(x+1)2+y2=1,点S为圆C1上的一个动点,现将

2025-05-16 06:38:10
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(1)由题意得|PC1|+|PC2|=|PC1|+|PS|=4>|C1C2|,故P点的轨迹是以C1、C2为焦点,4为长轴长的椭圆,
则2a=4,c=1,所以a=2,b=

3
,故P点的轨迹方程是
x2
4
+
y2
3
=1
.(5分)
(2)法1(几何法) 四边形SMC2N的面积=
1
2
SC2?MN=
1
2
SM?MC2×2=SM

所以MN=
2SM
SC2
=2cos∠MSC2=2
1?sin2∠MSC2
=2
1?
1
SC22
,(9分)
从而SC2取得最小值时,MN取得最小值,显然当S(-3,0)时,SC2取得最小值2,
所以MNmin=2
1?
1
4
3
.(12分)
法2(代数法) 设S(x0,y0),则以SC2为直径的圆的标准方程为(x?
x0?1
2
)2+(y?
y0
2
)2=(
x0+1
2
)2+(
y0
2
)2

该方程与圆C2的方程相减得,(x0+1)x+y0y+x0=0,(8分)
则圆心C2到直线MN的距离d=
1
(x0+1)2+y02
=
1
x02+y02+2x0+1

因为(x0?1)2+y02=16,所以x02+y02=15+2x0,从而d=
1
16+4x0
,x0∈[-3,5],
故当x0=-3时dmax=
1
2

因为MN=2
1?d2
,所以MNmin=2
1?(
1
2
)
2
=
3
.(12分)
(3)设Q(m,n),则“切点弦”AB的方程为(m-1)(x-1)+ny=16,
将点(-1,0)代入上式得m=-7,n∈R,故点Q在定直线x=-7上.(16分)