Question

已知直线l：x-my+1-m=0（m∈R），圆C：x²+y²+4x-2y-4=0．
（Ⅰ）证明：对任意m∈R，直线l与圆C恒有两个公共点．
（Ⅱ）过圆心C作CM⊥l于点M，当m变化时，求点M的轨迹Γ的方程．
（Ⅲ）直线l：x-my+1-m=0与点M的轨迹Γ交于点M，N，与圆C交于点A，B，是否存在m的值，使得？若存在，试求出m的值；若不存在，请说明理由．

Answer

（Ⅰ）方法1：先利用点到直线的距离公式求出圆心C到直线l距离d，然后比较d与圆的半径的大小即可判断
方法2：联立方程组直线与圆的方程，通过判断方程解的个数即可判断直线与圆的位置关系
方法3：将圆x2+y2+4x-2y-4=0化成标准方程，而x-my+1-m=0可得：x+1-m（1+y）=0可求直线恒过定点N（-1，-1）．由N在圆C内，可判断直线l与圆的位置关系
（Ⅱ）设CN的中点为D，由题意可知M点的轨迹T为以CN为直径的圆可求轨迹T的方程
（Ⅲ）假设存在满足条件的m，而⇔⇔，利用点到直线的距离公式及直线与圆相交的性质，结合勾股定理即可求解m
【解析】
（Ⅰ）方法1：圆心C的坐标为（-2，1），半径为3
圆心C到直线l距离d==
∴
==＜0
∴d2＜9即d＜3
∴直线l与圆C恒有两个公共点
方法2：联立方程组
消去x，得（m2+1）y2+（2m2+2m-2）y+（m2+2m-7）=0
△=（2m2+2m-2）2-4（m2+1）（m2+2m-7）=4（5m2+8）＞0
∴直线l与圆C恒有两个公共点
方法3：将圆x2+y2+4x-2y-4=0化成标准方程为（x+2）2+（y-1）2=9．
由x-my+1-m=0可得：x+1-m（1+y）=0．
解得x=-1，y=-1，所以直线l过定点N（-1，-1）．
因为N在圆C内，所以直线l与圆C恒有两个公共点．
（Ⅱ）设CN的中点为D，由于∠CMN=90°
∴DM=CN
∴M点的轨迹T为以CN为直径的圆．
CN中点D的坐标为（-），．
∴所以轨迹T的方程为
（Ⅲ）假设存在m的值，使得如图所示，有
⇔⇔，
又MB2=9-d2，MN2=5-d2，
其中=为C到直线L的距离．
所以9-d2=4（5-d2），化简得m2+12m-8=0．解得m=．
所以存在m，使得且m=．