题目内容
【题目】已知圆:内一点,点为圆上任意一点,线段的垂直平分线与线段连线交于点.
(1)求点的轨迹方程;
(2)设点的轨迹为曲线,过点的直线与曲线交于不同的两点、,求的内切圆半径的最大值.
【答案】(1);(2)
【解析】
(1)根据线段中垂线的性质可得,|MP|=|MQ|,又|MQ|+|M|=4,故有|M|+|MP|=4>|P|,根据椭圆的定义判断轨迹椭圆,求出值,即得椭圆的标准方程;
(2)设,,设的内切圆的半径为,当最大,就最大,利用直线和椭圆的位置关系求出最大值,进而可得的最大值.
(1)由圆的方程可知,圆心(1,0),半径等于4,设点M的坐标为,
∵PQ的垂直平分线交Q于M,
∴|MP|=|MQ|.
又|MQ|+|M|=4(半径),
∴|M|+|MP|=4>|A|=2.
∴点M满足椭圆的定义,且2=4,2=
∴=2,=1,
,
∴点M的轨迹方程为;
(2)设,,设的内切圆的半径为,因为的周长为,,因此最大,就最大,
,由题意知,直线的斜率不为零,可设直线的方程为,
由得,
所以,,
又因直线与椭圆交于不同的两点,故,即,,则,
令,则,
,令,
由函数的性质可知,函数在上是单调递增函数,即当时,在上单调递增,因此有,所以,
即当,时,最大,此时,故当直线的方程为时,内切圆半径的最大值为.
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