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【题目】已知圆,圆,动圆与圆和圆均内切.

1)求动圆圆心的轨迹的方程;

2)过点的直线与轨迹交于两点,过点且垂直于的直线交轨迹于两点两点,求四边形面积的最小值.

【答案】12

【解析】

1)由两圆位置关系可得,确定圆心的轨迹是以为焦点,以4为长轴长的椭圆.由此可得轨迹方程;

2)分类:当直线的斜率不存在或为0时,直接求出面积,当直线的斜率存在且不为0时,不妨设其方程为:,代入曲线的方程,整理后由韦达定理得,由弦长公式求得弦长,同理得,计算面积,利用基本不等式可得最小值.

解:(1)设点坐标为,圆的半径为.

从而.

所以圆心的轨迹是以为焦点,以4为长轴长的椭圆.

故动圆圆心的轨迹的方程为:.

2)①当直线的斜率不存在或为0时,此时不妨设

此时.

②当直线的斜率存在且不为0时,不妨设其方程为:

联立

此时.

同理得:.

.

当且仅当“”,即时等号成立,又.

故四边形面积的最小值为.

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1.47

20.6

0.78

2.35

0.81

-19.3

16.2

表中.

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