已知圓C與兩圓x
2+(y+4)
2=1,x
2+(y-2)
2=1外切,圓C的圓心軌跡方程為L(zhǎng),設(shè)L上的點(diǎn)與點(diǎn)M(x,y)的距離的最小值為m,點(diǎn)F(0,1)與點(diǎn)M(x,y)的距離為n.
(Ⅰ)求圓C的圓心軌跡L的方程;
(Ⅱ)求滿足條件m=n的點(diǎn)M的軌跡Q的方程;
(Ⅲ)試探究軌跡Q上是否存在點(diǎn)B(x
1,y
1),使得過(guò)點(diǎn)B的切線與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積等于
.若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)B的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(Ⅰ)兩圓半徑都為1,兩圓心分別為C
1(0,-4)、C
2(0,2),
由題意得CC
1=CC
2,可知圓心C的軌跡是線段C
1C
2的垂直平分線,C
1C
2的中點(diǎn)為(0,-1),直線C
1C
2的斜率等于零,故圓心C的軌跡是線段C
1C
2的垂直平分線方程為y=-1,即圓C的圓心軌跡L的方程為y=-1. (4分)
(Ⅱ)因?yàn)閙=n,所以M(x,y)到直線y=-1的距離與到點(diǎn)F(0,1)的距離相等,
故點(diǎn)M的軌跡Q是以y=-1為準(zhǔn)線,點(diǎn)F(0,1)為焦點(diǎn),頂點(diǎn)在原點(diǎn)的拋物線,
∴
=1,即p=2,所以,軌跡Q的方程是x
2=4y; (8分)
(Ⅲ)由(Ⅱ)得
y=x2,
y′=x,所以過(guò)點(diǎn)B的切線的斜率為
k=x1,
設(shè)切線方程為
y?y1=x1(x?x1),
令x=0得y=
?x12+y1,令y=0得
x=?+x1,
因?yàn)辄c(diǎn)B在x
2=4y上,所以
y1=x12,
所以切線與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積為S=
|x12||x1|=
|x13|設(shè)S=
,即
|x13|=得|x
1|=2,所以x
1=±2
當(dāng)x
1=2時(shí),y
1=1,當(dāng)x
1=-2時(shí),y
1=1,所以點(diǎn)B的坐標(biāo)為(2,1)或(-2,1).(14分)