题目内容
已知动圆M经过点G(0,-1),且与圆Q:x2+(y-1)2=8内切.
(Ⅰ)求动圆M的圆心的轨迹E的方程.
(Ⅱ)以
为方向向量的直线l交曲线E于不同的两点A、B,在曲线E上是否存在点P使四边形OAPB为平行四边形(O为坐标原点).若存在,求出所有的P点的坐标与直线l的方程;若不存在,请说明理由.
解:(Ⅰ)依题意,点G(0,-1)在圆Q:x2+(y-1)2=8内部,
动圆与定圆相内切,且动圆在定圆内部,
∴得|
,
可知M到两个定点G、Q的距离和为常数,并且常数大于|GQ|,所以P点的轨迹为椭圆,可以求得
,c=1,b=1,
所以曲线E的方程为
.…5分
(Ⅱ)假设E上存在点P,使四边形OAPB为平行四边形.
由 (Ⅰ)可知曲线E的方程为
.
设直线l的方程为
,A(x1,y1),B(x2,y2).
由
,得
,
由△>0得m2<4,且
,
,…7分
则
,y1+y2=
,E上的点P使四边形OAPB为平行四边形的充要条件是
,
即P点的坐标为(x1+x2,y1+y2)
且
,
又
,
,所以可得2x1x2+y1y2+1=0,
可得m2=1,即m=1或m=-1.
当m=1时,
,直线l方程为
;
当m=-1时,
,直线l方程为
.
分析:(I)依题意,动圆与定圆相内切,得|
,可知M到两个定点G、Q的距离和为常数,根据椭圆的定义即可求得动点M(x,y)的轨迹E的方程;
(Ⅱ)假设存在在曲线E上是否存在点P使四边形OAPB为平行四边形,设出直线l的方程,联立直线和椭圆方程,利用平行四边形的充要条件结合韦达定理即可得出结论.
点评:本题主要考查了直线与圆锥曲线的综合问题.突出考查了数形结合、分类讨论、函数与方程、等价转化等数学思想方法,
动圆与定圆相内切,且动圆在定圆内部,
∴得|
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可知M到两个定点G、Q的距离和为常数,并且常数大于|GQ|,所以P点的轨迹为椭圆,可以求得
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所以曲线E的方程为
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(Ⅱ)假设E上存在点P,使四边形OAPB为平行四边形.
由 (Ⅰ)可知曲线E的方程为
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设直线l的方程为
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由
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由△>0得m2<4,且
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则
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即P点的坐标为(x1+x2,y1+y2)
且
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又
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可得m2=1,即m=1或m=-1.
当m=1时,
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当m=-1时,
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分析:(I)依题意,动圆与定圆相内切,得|
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(Ⅱ)假设存在在曲线E上是否存在点P使四边形OAPB为平行四边形,设出直线l的方程,联立直线和椭圆方程,利用平行四边形的充要条件结合韦达定理即可得出结论.
点评:本题主要考查了直线与圆锥曲线的综合问题.突出考查了数形结合、分类讨论、函数与方程、等价转化等数学思想方法,
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