在平面直角坐标系xOy中,已知点A(a,0)(a≠0),圆C的圆心在直线y=-4x上,并且与直线l:x+y-1=0相切于

2025-05-15 02:00:47
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回答1:

(Ⅰ)设所求圆的圆心坐标为C(a,b),半径为r.
因为圆心C(a,b)在直线y=-4x上,
所以b=-4a,即圆心C(a,-4a).
因为圆C与直线l:x+y-1=0相切于点P(3,-2),
所以圆心C(a,-4a)到直线l的距离d=|PC|.
即 

|a?4a?1|
2
(a?3)2+(?4a+2)2

整理得:a2-2a+1=0.
解得:a=1.
所以圆C的方程为(x-1)2+(y+4)2=8…(4分)
(Ⅱ)设M(x,y).
因为|MA|=2|MO|,所以
(x?a)2+y2
=2
x2+y2

整理得 (x+
a
3
)2+y2
4a2
9

即点M的轨迹是以D(?
a
3
,0)
为圆心,r=
2
3
|a|
为半径的圆D.…(8分)
(Ⅲ)存在实数a,使得|CM|的取值范围是[1,9].
(1)当圆D与圆C外离时,依题意可得:
|CD|+r=9
|CD|?r=1.
,即
|CD|=5
r=4.

由|CD|=5解得a=6或-12;由r=4解得a=6或-6,
所以a=6.
(2)当圆C内含于圆D时,依题意可得:
r+|CD|=9
r?|CD|=1.
|CD|=4
r=5.

|CD|=
(1+
1
3
a)
2
+16
=4
,解得a=-3.
此时r=
2
3
|?3|=2
,与r=5矛盾.
综上所述,存在实数a=6,使得|CM|的取值范围是[1,9].…(13分)