题目内容
(本小题满分14分)
动圆G与圆外切,同时与圆内切,设动圆圆心G的轨迹为。
(1)求曲线的方程;
(2)直线与曲线相交于不同的两点,以为直径作圆,若圆C与轴相交于两点,求面积的最大值;
(3)设,过点的直线(不垂直轴)与曲线相交于两点,与轴交于点,若试探究的值是否为定值,若是,求出该定值,若不是,请说明理由。
动圆G与圆外切,同时与圆内切,设动圆圆心G的轨迹为。
(1)求曲线的方程;
(2)直线与曲线相交于不同的两点,以为直径作圆,若圆C与轴相交于两点,求面积的最大值;
(3)设,过点的直线(不垂直轴)与曲线相交于两点,与轴交于点,若试探究的值是否为定值,若是,求出该定值,若不是,请说明理由。
(1);(2);(3)。
本试题主要是考查了椭圆方程的求解,以及直线与椭圆方程的位置关系的综合运用。
(1) 利用圆圆位置关系,得到圆心距与半径的关系式,从而得到点的轨迹方程。
(2) 设出直线方程与椭圆方程联立,结合韦达定理得到结论。
(3) 设直线与椭圆联立方程组,利用过圆心得到垂直关系,结合韦达定理得到结论。
解:(1)设圆G的半径为r,依题意得:,
所以,所以G点轨迹是以为焦点的椭圆,
所以曲线的方程是………… 4分
(2)依题意,圆心为.
由 得. ∴ 圆的半径为.
∵ 圆与轴相交于不同的两点,且圆心到轴的距离,
∴ ,即.
∴ 弦长 ∴的面积
当且仅当即时,等号成立,
所以面积的最大值是 ………………… 8分
(3)依题意,直线的斜率存在,设,,,则
由消得:,
则 ① ②
由得,所以
又不垂直轴,所以,故,同理;
所以=,
将①②代入上式得………………… 14分
(1) 利用圆圆位置关系,得到圆心距与半径的关系式,从而得到点的轨迹方程。
(2) 设出直线方程与椭圆方程联立,结合韦达定理得到结论。
(3) 设直线与椭圆联立方程组,利用过圆心得到垂直关系,结合韦达定理得到结论。
解:(1)设圆G的半径为r,依题意得:,
所以,所以G点轨迹是以为焦点的椭圆,
所以曲线的方程是………… 4分
(2)依题意,圆心为.
由 得. ∴ 圆的半径为.
∵ 圆与轴相交于不同的两点,且圆心到轴的距离,
∴ ,即.
∴ 弦长 ∴的面积
当且仅当即时,等号成立,
所以面积的最大值是 ………………… 8分
(3)依题意,直线的斜率存在,设,,,则
由消得:,
则 ① ②
由得,所以
又不垂直轴,所以,故,同理;
所以=,
将①②代入上式得………………… 14分
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