题目内容
(本小题满分13分)
在平面直角坐标系中,已知点
,点
在直线
上运动,过点
与
垂直的直线和
的中垂线相交于点
.
(Ⅰ)求动点
的轨迹
的方程;
(Ⅱ)设点
是轨迹
上的动点,点
,
在
轴上,圆![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758046200.gif)
(
为参数)内切于
,求
的面积的最小值.
在平面直角坐标系中,已知点
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757765442.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757781203.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757796398.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757781203.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757812181.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757827228.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757843319.gif)
(Ⅰ)求动点
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757843319.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757874197.gif)
(Ⅱ)设点
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757874197.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757874197.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757999203.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758015199.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758030192.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758046200.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758061637.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758077193.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758093389.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758093389.gif)
(1)
(2)当点
的坐标为
或
时,
的面积取最小值![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758202196.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758108372.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757874197.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758155320.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758171328.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758093389.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758202196.gif)
(Ⅰ)设点
的坐标为
,由题设知,
.
所以动点
的轨迹
是以
为焦点,
为准线的抛物线,其方程为
. ……
分
(Ⅱ)设
,
,
,且
,
故直线
的方程为
.
由
消去参数
,得
. ……
分
由题设知,圆心
到直线
的距离为
,即
.
注意到
,化简上式,得
,同理可得
.
由上可知,
,
为方程
的两根,根据求根公式,可得
. ……
分
故
的面积为
,等号当且仅当
时成立.此时点
的坐标为
或
.
综上所述,当点
的坐标为
或
时,
的面积取最小值
.
……
分
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757843319.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758233367.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758233532.gif)
所以动点
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757843319.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757874197.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757765442.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757796398.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758108372.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758327137.gif)
(Ⅱ)设
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758342435.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758373309.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758373405.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758389227.gif)
故直线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758405229.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758420573.gif)
由
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758061637.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758077193.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758451465.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758483197.gif)
由题设知,圆心
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758483268.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758405229.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758514132.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758529783.gif)
注意到
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758545246.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758561600.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758576570.gif)
由上可知,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758592191.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758607132.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758623577.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758639851.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758654214.gif)
故
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758093389.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231407587791637.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758795239.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757874197.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758155320.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758171328.gif)
综上所述,当点
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140757874197.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758155320.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758171328.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758093389.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758202196.gif)
……
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823140758966206.gif)
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