Question

在x軸同側(cè)的兩個(gè)圓：動(dòng)圓C₁和圓4a²x²+4a²y²-4abx-2ay+b²=0外切（a，b∈N，a≠0），且動(dòng)圓C₁與x軸相切，求：
（1）動(dòng)圓C₁的圓心軌跡方程L；
（2）若直線(xiàn)4（

7

-1）abx-4ay+b²+a²-6958a=0與曲線(xiàn)L有且僅有一個(gè)公共點(diǎn)，求a，b之值．

Answer 1

分析：（1）由4a²x²+4a²y²-4abx-2ay+b²=0可得(x-

b

2a

)2+(y-

1

4a

)2=(

1

4a

)2，利用動(dòng)圓C₁和圓4a²x²+4a²y²-4abx-2ay+b²=0外切（a，b∈N，a≠0），且動(dòng)圓C₁與x軸相切，建立方程，即可求動(dòng)圓C₁的圓心軌跡方程L；
（2）直線(xiàn)代入曲線(xiàn)，消去y，利用△=0，再代入換元，即可求得結(jié)論．

解答：解：（1）由4a²x²+4a²y²-4abx-2ay+b²=0可得(x-

b

2a

)2+(y-

1

4a

)2=(

1

4a

)2，
由a，b∈N，以及兩圓在x軸同側(cè)，可知?jiǎng)訄A圓心在x軸上方，
設(shè)動(dòng)圓圓心坐標(biāo)為（x，y），
則有

(x- b 2a )2+(y- 1 4a )2

=y+

1

4a

，
整理得到動(dòng)圓圓心軌跡方程y=ax2-bx+

b2

4a

（x≠

b

2a

）．
（2）直線(xiàn)代入曲線(xiàn)，消去y得-4a²x²-4

7

abx-（a²-6958a）=0，
由△=16×7a²b²+16a²（a²-6958a）=0，
整理得7b²+a²=6958a①
令a=7a₁，代入③可得b2+7a12=6958a₁，
再令b=7b₁，代入上式得7b12+a12=994a₁，
從而可令a=49n，b=49m代入①可得7m²+n²=142n②
對(duì)②進(jìn)行配方，得 （n-71）²+7m²=71²
對(duì)此式進(jìn)行奇偶分析，可知m，n均為偶數(shù)，所以7m²=71²-（n-71）²為8的倍數(shù)，
令m=4r，則112r²≤71²，∴r²≤45．
∴|r|=0，1，2，3，4，5，6
僅當(dāng)|r|=0，4時(shí)，71²-112r²為完全平方數(shù)．
于是解得

a=6272 b=784

或

a=686 b=784

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查軌跡方程，考查直線(xiàn)與曲線(xiàn)的位置關(guān)系，考查學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力，求a，b的值有難度．