题目内容
已知点p是圆(x+1)2+y2=16上的动点,圆心为B.A(1,0)是圆内的定点;PA的中垂线交BP于点Q.(1)求点Q的轨迹C的方程;
(2)若直线l交轨迹C于M,N(MN与x轴、y轴都不平行)两点,G为MN的中点,求KMN•KOG的值(O为坐标系原点).
【答案】分析:(1)利用垂直平分线的性质可得|QA|=|QP|,由|QB|+|QP|=4,可得|QB|+|QA|=4,利用椭圆的定义可得点Q的轨迹是一个椭圆;
(2)法一:设M(x1,y1),N(x2,y2)(x1≠x2,y1≠y2),则.代入可得,利用点差法可得.再利用斜率计算公式即可得出KMN•KOG的值;
法二:设M(x1,y1),N(x2,y2)(x1≠x2,y1≠y2),直线MN的方程为y=kx+b(k≠0),则,
由于y1=kx1+b,y2=kx2+b,可得y1+y2=k(x1+x2)+2b,利用斜率计算公式可得,将y=kx+b代入椭圆方程得:(4k2+3)x2+8kbx+4b2-12=0,利用根与系数的关系可得,代入得到,即可得出KMN•KOG的值.
解答:解:(1)由条件知:|QA|=|QP|,
∵|QB|+|QP|=4,
∴|QB|+|QA|=4,
∵|AB|=2<4,
所以点Q的轨迹是以B,A为焦点的椭圆,
∵2a=4,2c=2,∴b2=3,
所以点Q的轨迹C的方程是.
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2)(x1≠x2,y1≠y2),则.
∵直线l与椭圆相较于点M,N,
∴,
∴,可得.
∵,
∴.
另解:设M(x1,y1),N(x2,y2)(x1≠x2,y1≠y2),直线MN的方程为y=kx+b(k≠0),
则,
∵y1=kx1+b,y2=kx2+b,∴y1+y2=k(x1+x2)+2b,
∴,
将y=kx+b代入椭圆方程得:(4k2+3)x2+8kbx+4b2-12=0,
∴,
∴,
所以.
点评:本题综合考查了圆与椭圆的定义及其标准方程、线段的垂直平分线、直线与椭圆相交问题转化为根与系数的关系、直线的斜率计算公式、点差法等基础知识与基本技能,考查了数形结合的能力、推理能力、计算能力.
(2)法一:设M(x1,y1),N(x2,y2)(x1≠x2,y1≠y2),则.代入可得,利用点差法可得.再利用斜率计算公式即可得出KMN•KOG的值;
法二:设M(x1,y1),N(x2,y2)(x1≠x2,y1≠y2),直线MN的方程为y=kx+b(k≠0),则,
由于y1=kx1+b,y2=kx2+b,可得y1+y2=k(x1+x2)+2b,利用斜率计算公式可得,将y=kx+b代入椭圆方程得:(4k2+3)x2+8kbx+4b2-12=0,利用根与系数的关系可得,代入得到,即可得出KMN•KOG的值.
解答:解:(1)由条件知:|QA|=|QP|,
∵|QB|+|QP|=4,
∴|QB|+|QA|=4,
∵|AB|=2<4,
所以点Q的轨迹是以B,A为焦点的椭圆,
∵2a=4,2c=2,∴b2=3,
所以点Q的轨迹C的方程是.
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2)(x1≠x2,y1≠y2),则.
∵直线l与椭圆相较于点M,N,
∴,
∴,可得.
∵,
∴.
另解:设M(x1,y1),N(x2,y2)(x1≠x2,y1≠y2),直线MN的方程为y=kx+b(k≠0),
则,
∵y1=kx1+b,y2=kx2+b,∴y1+y2=k(x1+x2)+2b,
∴,
将y=kx+b代入椭圆方程得:(4k2+3)x2+8kbx+4b2-12=0,
∴,
∴,
所以.
点评:本题综合考查了圆与椭圆的定义及其标准方程、线段的垂直平分线、直线与椭圆相交问题转化为根与系数的关系、直线的斜率计算公式、点差法等基础知识与基本技能,考查了数形结合的能力、推理能力、计算能力.
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