题目内容
在平面直角坐标系内已知两点A(-1,0)、B(1,0),若将动点P(x,y)的横坐标保持不变,纵坐标扩大到原来的倍后得到点,且满足.(I)求动点P所在曲线C的方程;
(II)过点B作斜率为的直线l交曲线C于M、N两点,且++=,又点H关于原点O的对称点为点G,试问M、G、N、H四点是否共圆?若共圆,求出圆心坐标和半径;若不共圆,请说明理由.
【答案】分析:(I)确定向量AQ,BQ的坐标,利用,即可得到动点P所在曲线C的轨迹方程.
(II)假设l的方程与椭圆方程联立,利用向量知识,确定M,N,G,H的坐标,进而确定点到四点的距离相等,从而可得结论.
解答:解::(I)依据题意,有=(x+1,y),=(x-1,y),
∵,∴x2-1+2y2=1,
∴动点P所在曲线C的轨迹方程是 +y2=1.
(II)因直线l过点B,且斜率为k=-,故有l:y=-(x-1).
联立方程组,得2x2-2x-1=0.
设两曲线的交点为M(x1,y1)、N(x2,y2),∴x1+x2=1,y1+y2=.
又 ++=,点G与点H关于原点对称,于是,可得点H(-1,-)、G(1,).
若线段MN、GH的中垂线分别为l1和l2,则有l1:y-=(x-),l2:y=-x.
联立方程组,解得l1和l2的交点为O1(,-).
因此,可算得|O1H|==,|O1M|==.
所以,四点M、G、N、H共圆,圆心坐标为O1(,-),半径为 .
点评:本题考查椭圆的标准方程,考查向量知识的运用,考查四点共圆,正确运用向量知识,确定圆心坐标与半径是关键,属于难题.
(II)假设l的方程与椭圆方程联立,利用向量知识,确定M,N,G,H的坐标,进而确定点到四点的距离相等,从而可得结论.
解答:解::(I)依据题意,有=(x+1,y),=(x-1,y),
∵,∴x2-1+2y2=1,
∴动点P所在曲线C的轨迹方程是 +y2=1.
(II)因直线l过点B,且斜率为k=-,故有l:y=-(x-1).
联立方程组,得2x2-2x-1=0.
设两曲线的交点为M(x1,y1)、N(x2,y2),∴x1+x2=1,y1+y2=.
又 ++=,点G与点H关于原点对称,于是,可得点H(-1,-)、G(1,).
若线段MN、GH的中垂线分别为l1和l2,则有l1:y-=(x-),l2:y=-x.
联立方程组,解得l1和l2的交点为O1(,-).
因此,可算得|O1H|==,|O1M|==.
所以,四点M、G、N、H共圆,圆心坐标为O1(,-),半径为 .
点评:本题考查椭圆的标准方程,考查向量知识的运用,考查四点共圆,正确运用向量知识,确定圆心坐标与半径是关键,属于难题.
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