题目内容

已知两点M(-1,0),N(1,0)且点P使
MP
MN
PM
PN
NM
NP
成等差数列.
(1)若P点的轨迹曲线为C,求曲线C的方程;
(2)从定点A(2,4)出发向曲线C引两条切线,求两切线方程和切点连线的直线方程.
分析:(1)设出P的坐标为(x,y),再由M和N的坐标,表示出
MP
MN
,及
NP
,根据
MP
MN
PM
PN
NM
NP
成等差数列,利用等差数列的性质列出关系式,利用平面向量的数量积运算法则化简后,即可得到曲线C的方程;
(2)设切线方程的斜率为k,根据A的坐标表示出切线的方程,利用点到直线的距离公式表示出圆心到所设直线的距离d,由直线与圆相切,得到d=r列出关于k的方程,求出方程的解得到k的值,进而确定出切线方程,设M和N为对应切线的切点,根据垂径定理,由|OA|,|OM|,利用勾股定理求出|AM|的长,以A为圆心,|AM|长为半径写出圆A的标准方程,MN即为两圆的公共弦,利用两圆的方程相减即可求出公共弦MN所在的直线方程.
解答:解:(1)设动点P(x,y),
PM
=-
MP
=(-1-x,-y),
PN
=-
NP
=(1-x,-y)

MN
=-
NM
=(2,0)
MP
MN
=2(1+x)

PM
PN
=x2+y2-1
NM
NP
=2(1-x)

于是由
MP
MN
+
NM
NP
=2
PM
PN
得:2(x2+y2-1)=2(1+x)+2(1-x),
化简得:x2+y2=3即为所求的轨迹方程;
(2)设切线方程为y-4=k(x-2),即kx-y+4-2k=0,
|4-2k|
k2+1
=
3
⇒k=8±
51

所以切线方程为:y-4=(8±
51
)(x-2)

设M、N为对应切线的切点,则0A2=OM2+AM2,所以|AM|=
17

所以以A为圆心AM为半径作圆其方程为(x-2)2+(y-4)2=17,
则MN即为两圆的公共弦,
所以两圆方程相减得到公共弦MN方程为:2x+4y-3=0.
点评:此题考查了圆的切线方程,等差数列的性质,平面向量的数量积运算,点到直线的距离公式,轨迹方程,垂径定理及勾股定理,当直线与圆相切时,圆心到直线的距离等于圆的半径,第二问求出圆A的方程,得出MN为圆A和圆C的公共弦,是求公共弦MN所在直线方程的关键.
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