题目内容
(本小题满分14分)
如图所示,已知圆,为定点,为圆上的动点,线段的垂直平分线交于点,点的轨迹为曲线E.
(Ⅰ)求曲线的方程;
(Ⅱ)过点作直线交曲线于两点,设线段的中垂线交轴于点,求实数m的取值范围.
【答案】
(Ⅰ);(Ⅱ).
【解析】本试题主要是考查了直线与椭圆的位置关系的运用,以及椭圆方程的求解的综合运用。
(1)因为由题意知,.
又,
∴动点D的轨迹是以点为焦点的椭圆
(2)根据已知条件设出直线方程,对于斜率要分类讨论是否存在,然后结合直线方程与椭圆方程联立方程组,结合韦达定理和中点公式得到中垂线方程求解。
解:(Ⅰ)由题意知,.
又,
∴动点D的轨迹是以点为焦点的椭圆,且椭圆的长轴长,
焦距. ,
∴曲线的方程为 6分
(Ⅱ)①当的斜率不存在时,线段的中垂线为轴,; 8分
②当的斜率存在时,设的方程为,代入
得:
,由得, 10分
设,则,,
,
∴线段的中点为,中垂线方程为,12分
令得. 由,易得.
综上可知,实数m的取值范围是. 14分
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