- 动点的轨迹方程
- 共573题
一动圆与圆x2+y2=1外切,而与圆x2+y2-6x+8=0内切,则动圆圆心的轨迹是______.
正确答案
设动圆的半径为r,动圆圆心为P(x,y),
因为圆与圆O:x2+y2=1外切,圆B:x2+y2-6x+8=0内切,
则PO=r-1,PB=r+1.
∴PB-PO=2
因此点的轨迹是焦点为O、B,中心在(,0)的双曲线的右支.
故填:双曲线的右支.
①在直角坐标系中,表示什么曲线?(其中a,b,r是常数,且r为正数,θ为变量.)
②若点P为圆C:(x-2)2+(y-3)2=4上任意一点,且O为原点,A(1,0),求•
的取值范围.
正确答案
①∵a,b,r是常数,且r为正数,θ为变量,且,
∴有:⇒(x-a)2+(y-b)2=r2. …(3分)
所以,在直角坐标系中,表示的是以(a,b)为圆心,r为半径的圆. …(6分)
②∵点P为圆C:(x-2)2+(y-3)2=4上任意一点,故由①可设点P的坐标为(2+2cosθ,3+2sinθ). …(8分)
∴=(2+2cosθ,3+2sinθ),
=(1+2cosθ,3+2sinθ). …(10分)
故•
=(2+2cosθ)(1+2cosθ)+(3+2sinθ)2
⇒•
=15+6cosθ+12sinθ=15+6
sin(θ+φ)…(12分)
又∵-1≤sin(θ+φ)≤1,∴15-6≤
•
≤15+6
. …(13分)
已知定点A(-1,0),动点B是圆F:(x-1)2+y2=s(F为圆心)上一点,线段AB的垂直平分线交线段BF于点P.
(I)求动点P的轨迹方程;
(II)是否存在过点E(0,2)的直线1交动点P的轨迹于点R、T,且满足•
=0(O为原点),若存在,求直线1的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
(I)由题意得 圆心F(1,0),半径等于下,|PA|=|PB|,
∴|PF|+|PA|=|PF|+|PB|=|BF|=半径下>|AF|,故点P的轨迹是以A、F 为焦点的椭圆,
下a=下,c=1,∴b=1,∴椭圆的方程为
+y下=&二bsp;1.
(II)&二bsp;设存在满足条件的直线l,则直线l的斜率存在,设直线l的方程为 y=kx+下,设 R (x1,y1&二bsp;),
T(x下,y下),∵•
=0,∴x1x下+y1y下=0&二bsp;&二bsp;&二bsp;&二bsp;&二bsp;①.
把线l的方程 y=kx+下代入椭圆方程化简可得 (下k下+1)x下+8kx+6=0,∴x1+x下=,
x1x下=,∴y1y下=(kx1+下)(kx下+下)=k下x1x下+下k(x1+x下)+4,
∴x1x下+y1y下=(k下+1)+下k
+4=
=0,
∴k=&二bsp; 或-
.满足△>0,故存在满足条件的直线l,其方程为 y=±
&二bsp;x=下,
即 &二bsp;x-y+下=0,或
&二bsp;x+y-下=0.
已知三点A(-1,0),B(1,0),C(-1,),曲线E过C点,且动点P在曲线E上运动,并保持|PA|+|PB|的值不变.
(I)求曲线E的方程;
(II)若C、M(x1,y1),N(x2,y2)是曲线E上的不同三点,直线CM、CN的倾斜角互补.问直线MN的斜率是否是定值?如果是,求出该定值,如果不是,说明理由.
正确答案
(I)由题意知2a=|PA|+|PB|=|CA|+|CB|=4>2=|AB|=2c,(3分)
∴由定义得P点轨迹是椭圆,
且b2=a2-c2=3.
因此,曲线E的方程为+
=1.(5分)
(II)由条件知直线CM,CN的斜率存在且不为0,
设直线CM的方程为y=k(x+1)+,
由消去y,
整理得(4k2+3)x2+4k(2k+3)x+4k2+12k-3=0
∵C在椭圆上,
∴方程两根为-1,x1∴-x1=,x1=-
.(9分)
∵直线PM,PN的倾斜角互补,
∴直线PM,PN的斜率互为相反数,
∴x2=-.(11分)
则x1-x2=,x1+x2=
.
又y1=k(x1+1)+,y2=-k(x2+1)+
,
∴y1-y2=k(x1+x2+2)=k(+2)=
.
∴直线MN的斜率KMN==-
(定值)(13分)
已知定点A(-2,0),动点B是圆F:(x-2)2+y2=64(F为圆心)上一点,线段AB的垂直平分线交BF于P.
(I)求动点P的轨迹方程;
(II)是否存在过点E(0,-4)的直线l交P点的轨迹于点R,T,且满足•
=
(O为原点).若存在,求直线l的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
(I)由题意得|PA|=|PB|且|PB|+|PF|=r=8.故|PA|+|PF|=8>|AF|=4
∴P点轨迹为以A、F为焦点的椭圆.
设椭圆方程为+
=1(a>b>0)
∴p点轨迹方程为+
=1.
(II)假设存在满足题意的直线L.易知当直线的斜率不存在时,•
<0不满足题意.
故设直线L的斜率为k,R(x1,y1),T(x2,y2).
∵•
=
,∴x1x2+y1y2=
.
由得(3+4k2)x2-32kx+16=0.由△>0得,(-32k)2-4(3+4k2)•16>0解得k2>
.…①.
∴x1+x2=,x1•x2=
.
∴y1•y2=(kx1-4)(kx2-4)=k2x1x2-4k(x1+x2)+16,
故x1x2+y1y2=+
-
+16=
.解得k2=1.…②.
由①、②解得k=±1.
∴直线l的方程为y=±x-4.
故存在直线l:,x+y+4=0或x-y-4=0,满足题意.
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