题目内容
已知两个同心圆,其半径分别为a,b(a>b),AB为小圆上的一条定直径,则以大圆的切线l为准线,且过A、B两点的抛物线焦点F的轨迹方程为( )(以线段AB所在直线为x轴,其中垂线为y轴建立平面直角坐标系)
A、
| ||||
B、
| ||||
C、
| ||||
D、
|
分析:根据题意作出图形,由抛物线的定义、梯形中位线定理与圆的切线的性质,推出点F到A、B两点的距离之和等于2a,所以点F的轨迹是以以A、B为焦点的椭圆,进而算出F点的轨迹方程.
解答:解:
设A、B、O在准线l上的射影分别为C、D、G,连线AC、BD、AF、BF、OG,则点F在OG上.
根据抛物线的定义,可得|AF|=|AC|且|BF|=|BD|,
∴|AF|+|BF|=|AC|+|BD|,
∵直线l切大圆于G点,∴OG⊥l,OG=a.
梯形ABDC中利用中位线定理,可得|AC|+|BD|=2|OG|=2a,
又∵A(-b,0),B(b,0)是x轴上两个定点,
∴点F到A、B两个定点的距离之和等于2a>2b,
根据椭圆的定义可得点A的轨迹是以A、B为焦点的椭圆,
该椭圆的短半轴为b',则b'=
,
该椭圆的方程为
+
=1,由于点G在x轴上时F、G重合,不能作出抛物线,所以x≠±a.
因此可得动点F的轨迹方程为
+
=1(x≠±a).
故选:A
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根据抛物线的定义,可得|AF|=|AC|且|BF|=|BD|,
∴|AF|+|BF|=|AC|+|BD|,
∵直线l切大圆于G点,∴OG⊥l,OG=a.
梯形ABDC中利用中位线定理,可得|AC|+|BD|=2|OG|=2a,
又∵A(-b,0),B(b,0)是x轴上两个定点,
∴点F到A、B两个定点的距离之和等于2a>2b,
根据椭圆的定义可得点A的轨迹是以A、B为焦点的椭圆,
该椭圆的短半轴为b',则b'=
a2-b2 |
该椭圆的方程为
x2 |
a2 |
y2 |
a2-b2 |
因此可得动点F的轨迹方程为
x2 |
a2 |
y2 |
a2-b2 |
故选:A
点评:本题给出动点F满足的条件,求F的轨迹方程.着重考查了直线与圆相切的性质、梯形的中位线定理、椭圆与抛物线的定义等知识,考查了动点轨迹方程求法,属于中档题.
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