为便于表述,我们设两圆的圆心分别为\(O_1\)、\(O_2\),两圆的半径分别为\(R_1\)、\(R_2\),且\(R_1>R_2\);
则两圆外离\(\Leftrightarrow\) \(|O_1O_2|\)\(>\)\(R_1\)\(+\)\(R_2\);
则两圆外切\(\Leftrightarrow\) \(|O_1O_2|\)\(=\)\(R_1\)\(+\)\(R_2\);
则两圆相交\(\Leftrightarrow\) \(R_1\)\(-\)\(R_2\)\(<\)\(|O_1O_2|\)\(<\)\(R_1\)\(+\)\(R_2\);
则两圆内切\(\Leftrightarrow\) \(|O_1O_2|\)\(=\)\(R_1\)\(-\)\(R_2\);
则两圆内含\(\Leftrightarrow\) \(|O_1O_2|\)\(<\)\(R_1\)\(-\)\(R_2\);
引申:两圆有公共点\(\Leftrightarrow\) \(R_1\)\(-\)\(R_2\)\(\leqslant\)\(|O_1O_2|\)\(\leqslant\)\(R_1\)\(+\)\(R_2\);
分析:由已知得,圆\(M\)的圆心为\(M(-1,0)\),半径\(r_1=1\);
圆\(N\)的圆心为\(N(1,0)\),半径\(r_2=3\);
设圆\(P\)的圆心为\(P(x,y)\),半径为\(R\);
由于圆\(P\)与圆\(M\)外切,则\(|PM|=R+r_1=R+1\),
又圆\(P\)与圆\(N\)内切,则则\(|PN|=r_2-R=3-R\),
所以\(|PM|+|PN|=(R+r_1)+(r_2-R)=r_1+r_2=4=2a\),\(2c=|MN|=2\),
由[椭圆的定义]可知,曲线\(C\)是以\(M\),\(N\)为左右焦点,长半轴长为\(a=2\),短半轴长为\(b=\sqrt{3}\)的椭圆(左顶点除外),
其轨迹方程为\(\cfrac{x^2}{4}+\cfrac{y^2}{3}=1(x\neq -2)\)。
(1). 设圆 \(N\) 与 \(x\) 轴相切,与圆 \(M\) 外切, 且圆心 \(N\) 在直线 \(x=6\) 上, 求圆 \(N\) 的标准方程;
分析:由于\(N\) 在直线 \(x=6\) 上, 故设 \(N(6, n)\),
由题可知,圆 \(N\) 与 \(x\) 轴相切,故圆 \(N\) 为 \(: (x-6)^{2}+(y-n)^{2}=n^{2}\), \(n>0\),
又圆 \(N\) 与圆 \(M\)外切设两圆的圆心分别为\(O_1\)、\(O_2\),两圆的半径分别为\(R_1\)、\(R_2\),则两圆外切\(\Leftrightarrow\) \(|O_1O_2|\)\(=\)\(R_1\)\(+\)\(R_2\)\(\quad\),\(\odot M\):\((x-6)^2+(y-7)^2=25\),圆心坐标为\(M(6,7)\);
故由两圆外切得到,\(|7-n|=|n|+5\), 解得 \(n=1\),
故得到圆 \(N\) 的标准方程为:\(\odot N\):\((x-6)^2+(y-1)^2=1\);
(2). 设平行于 \(OA\) 的直线 \(l\) 与圆 \(M\) 相交于\(B\),\(C\) 两点, 且 \(BC=OA\) ,求直线 \(l\) 的方程;
分析:由题意得 \(OA=2\sqrt{5}\), \(k_{OA}=2\), 设\(l: y=2x+b\),
则圆心\(M\)到直线\(BC:2x-y+b=0\)的距离 \(d=\cfrac{|2\times6-7+b|}{\sqrt{2^2+1^2}}=\cfrac{|5+b|}{\sqrt{5}}\),
则 \(|BC|=2\sqrt{5^{2}-d^{2}}=2\sqrt{25-\cfrac{(5+b)^{2}}{5}}\), \(BC=2\sqrt{5}\),
即 \(2\sqrt{25-\cfrac{(5+b)^{2}}{5}}=2\sqrt{5}\),解得 \(b=5\) 或 \(b=-15\),
故直线\(l\) 的方程为 \(: y=2x+5\) 或 \(y=2x-15\).
(3). 设点 \(T(t, 0)\) 满足: 存在圆 \(M\) 上的两点 \(P\) 和 \(Q\), 使得 \(\overrightarrow{TA}+\overrightarrow{TP}=\overrightarrow{TQ}\), 求实数 \(t\) 的取值范围.
分析: 设 \(P(x_{1}, y_{1})\), \(Q(x_{2}, y_{2})\),
由于\(A(2,4)\), \(T(t, 0)\), 且\(\overrightarrow{TA}+\overrightarrow{TP}=\overrightarrow{TQ}\),备注此处的向量表达式目的是从数的角度刻画\(P\)和\(Q\)两点满足的关系;\(\quad\).
即\((2-t,4)+(x_1-t,y_1)=(x_2-t,y_2)\),
故 \(\left\{\begin{array}{l}{x_{2}=x_{1}+2-t}\\{y_{2}=y_{1}+4}\end{array}\right.\)①,
由于点 \(Q\) 在圆 \(M\)上, 故 \((x_{2}-6)^{2}+(y_{2}-7)^{2}=25\)②,
将①代入②, 得 \((x_{1}-t-4)^{2}+(y_{1}-3)^{2}=25\),
即点\(P\)在圆心为\((t+4,3)\),半径为\(5\)的圆上,
从而圆 \((x-6)^{2}+(y-7)^{2}=25\) 与圆 \([x-(t+4)]^{2}+(y-3)^{2}=25\) 有公共点设两圆的圆心分别为\(O_1\)、\(O_2\),两圆的半径分别为\(R_1\)、\(R_2\),且\(R_1>R_2\),则两圆有公共点\(\Leftrightarrow\) \(R_1\)\(-\)\(R_2\)\(\leqslant\)\(|O_1O_2|\)\(\leqslant\)\(R_1\)\(+\)\(R_2\);\(\quad\),
故\(5-5\leqslant\sqrt{[(t+4)-6]^{2}+(3-7)^{2}}\leqslant 5+5\),
解得 \(2-2\sqrt{21}\leqslant t\leqslant 2+2\sqrt{21}\);
即实数 \(t\) 的取值范围为 \(t\in [2-2\sqrt{21},2+2\sqrt{21}]\);
原文:https://www.cnblogs.com/wanghai0666/p/14124006.html