题目内容

已知A(-3,0),B(3,0).若△ABC周长为16.
(1)求点C轨迹L的方程;
(2)过O作直线OM、ON,分别交轨迹L于M、N点,且OM⊥ON,求S△MON的最小值;
(3)在(2)的前提下过O作OP⊥MN交于P点.求证点P在定圆上,并求该圆的方程.
(1)由已知:|AC|+|BC|+|AB|=16
∴|AC|+|BC|=10
∴a=5,c=3
∴b2=a2-c2=16
∴点C的轨迹为:
x2
25
+
y2
16
=1(y≠0)

(2)显然OM,ON斜率均存在.设OM:y=kx,则ON:y=-
1
k
x

联立OM与L可知:
x2
25
+
k2x2
16
=1⇒x2=
1
1
25
+
k2
16

|OM|=
1+k2
•|x|=
1+k2
1
25
+
k2
16
同理|ON|=
1+
1
k2
1
25
+
1
16k2
=
1+k2
1
25
k2+
1
16

S△MON=
1
2
|OM|•|ON|=
1
2
(1+k2)2
(
1
25
+
k2
16
)(
k2
25
+
1
16
)
1
2
1+k2
1
25
+
k2
16
+
k2
25
+
1
16
2
=
400
41

当且仅当:
1
25
+
k2
16
=
k2
25
+
1
16
时取“=”即k=±1时取“=”
∴S△MON的最小值为
400
41

(3)由已知:|MN|=
|OM|2+|ON|2
=
1+k2
1
25
+
k2
16
+
1+k2
k2
25
+
1
16

|OP|=
|OM|•|ON|
|MN|
=
1+k2
1
25
+
k2
16
1+k2
1
25
k2+
1
16
1+k2
1
25
+
k2
16
+
1+k2
k2
25
+
1
16
=
400
41
=
20
41
41

∴点P一定在定圆x2+y2=
400
41
上.
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