题目内容
【题目】如图,已知圆:,点是圆内一个定点,点是圆上任意一点,线段的垂直平分线和半径相交于点.当点在圆上运动时,点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)设过点的直线与曲线相交于两点(点在两点之间).是否存在直线使得?若存在,求直线的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)存在,或.
【解析】
(1)结合垂直平分线的性质和椭圆的定义,求出椭圆的方程.
(2)设出直线的方程,联立直线的方程和椭圆方程,写出韦达定理,利用,结合向量相等的坐标表示,求得直线的斜率,进而求得直线的方程.方法一和方法二的主要曲边是直线的方程的设法的不同.
(1)因为圆的方程为,
所以,半径.
因为是线段的垂直平分线,所以.
所以.
因为,
所以点的轨迹是以,为焦点,长轴长的椭圆.
因为,,,
所以曲线的方程为.
(2)存在直线使得.
方法一:因为点在曲线外,直线与曲线相交,
所以直线的斜率存在,设直线的方程为.
设,
由 得.
则, ①
, ②
由题意知,解得.
因为,
所以,即. ③
把③代入①得, ④
把④代入②得,得,满足.
所以直线的方程为:或.
方法二:因为当直线的斜率为0时,,,,
此时.
因此设直线的方程为:.
设,
由 得.
由题意知,解得或,
则, ①
, ②
因为,所以. ③
把③代入①得, ④
把④代入②得,,满足或.
所以直线的方程为或.
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