Question

已知一動圓P（圓心為P）經(jīng)過定點Q（

2

，0），并且與定圓C：(x+

2

)2+y2=16（圓心為C）相切．
（1）求動圓圓心P的軌跡方程；
（2）若斜率為k的直線l經(jīng)過圓x²+y²-2x-2y=0的圓心M，交動圓圓心P的軌跡于A、B兩點．是否存在常數(shù)k，使得

CA

+

CB

=2

CM

？如果存在，求出k的值；如果不存在，請說明理由．

Answer 1

（1）設(shè)P（x，y），動圓半徑為r，則|PQ|=r．
因為點Q在圓C的內(nèi)部，所以動圓P與定圓C內(nèi)切，
所以|PC|=4-r．
所以|PC|+|PQ|=4＞|CQ|=2

2

，
根據(jù)橢圓的定義，動圓圓心P的軌跡是以C、Q為焦點的橢圓．
因為橢圓的中心在原點，焦點在x軸上，
故可設(shè)橢圓方程為

x2

a2

+

y2

b2

=1(a＞b＞0)．
由2a=4，2c=2

2

，得a=2，c=

2

，b=

2

，
所以橢圓方程為

x2

4

+

y2

2

=1．
所以動圓圓心P的軌跡方程為

x2

4

+

y2

2

=1．
（2）假設(shè)存在常數(shù)k，使得

CA

+

CB

=2

CM

，
即

AM

=

MB

，所以M為AB的中點．
圓方程可化為（x-1）²+（y-1）²=2，
所以圓心M為（1，1）．
因為直線l經(jīng)過點M，
所以直線l的方程為y-1=k（x-1）．
由

y-1=k(x-1) x2 4 + y2 2 =1

，
消去y得（1+2k²）x²+（4k-4k²）x+（2k²-4k-2）=0．
因為點M（1，1）在橢圓

x2

4

+

y2

2

=1的內(nèi)部，
所以恒有△＞0．
設(shè)A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），
則x1+x2=

4k2-4k

1+2k2

．
因為M為AB的中點，
所以

x1+x2

2

=1，
即

2k2-2k

1+2k2

=1，
解得k=-

1

2

．
所以存在常數(shù)k=-

1

2

，
使得

CA

+

CB

=2

CM

．