题目内容

【题目】在圆内有一点,为圆上一动点,线段的垂直平分线与的连线交于点

(Ⅰ)求点的轨迹方程.

(Ⅱ)若动直线与点的轨迹交于两点,且以为直径的圆恒过坐标原点.问是否存在一个定圆与动直线总相切.若存在,求出该定圆的方程;若不存在,请说明理由.

【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)存在定圆总与直线相切

【解析】

由点在线段的上结合垂直平分线的性质可得从而由椭圆的定义可得结果;直线斜率不存在时,原点到直线的距离为直线斜率存在时,可设直线的方程为,解消去得方程:利用向量垂直数量积为零,结合韦达定理可得由点点直线距离公式可得原点到直线的距离进而可得结果.

(Ⅰ)圆的圆心为,半径为

在线段的垂直平分线上

在线段的上

由椭圆的定义可知点的轨迹是以为焦点,长轴长为的椭圆,

,故点的轨迹方程为

(Ⅱ)假设存在这样的圆.设 .

由已知,以为直径的圆恒过原点,即,所以.

当直线垂直于轴时, ,所以,又,解得

不妨设 ,即直线的方程为,此时原点到直线的距离为.

当直线的斜率存在时,可设直线的方程为,解消去得方程: 因为直线与椭圆交于 两点,所以方程的判别式

,且 .

,得

所以整理得(满足).

所以原点到直线的距离.

综上所述,原点到直线的距离为定值,即存在定圆总与直线相切.

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