题目内容

设x,y∈R,,为直角坐标平面内x,y轴正方向上单位向量,若向量,,且.
(1)求点M(x,y)的轨迹C的方程;
(2)若直线L与曲线C交于A、B两点,若,求证直线L与某个定圆E相切,并求出定圆E的方程.
【答案】分析:(1)由题意,可得点M(x,y)到两个定点F1(,0),F2(,0)的距离之和为,从而点M的轨迹C是以F1、F2为焦点的椭圆,故可得方程;
(2)当直线的斜率存在时,设直线为y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),联立直线与椭圆的方程,利用韦达定理及x1•x2+y1•y2=0,可得直线L与圆x2+y2=2相切;当直线的斜率不存在时,可得直线为,与圆x2+y2=2相切.
解答:(1)解:∵,,且.
∴点M(x,y)到两个定点F1(,0),F2(,0)的距离之和为
∴点M的轨迹C是以F1、F2为焦点的椭圆,其方程为(5分)
(2)证明:当直线的斜率存在时,设直线为y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立直线与椭圆的方程,得
消去y并整理得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-6=0.
因为直线与椭圆有两个不同的交点,所以16k2m2-4(1+2k2)(2m2-6)>0,所以m2<6k2+3(﹡)
,(7分)
y1•y2=(kx1+m)(kx2+m)=
∵,∴x1•x2+y1•y2=0
∴=0
∴m2=2k2+2满足(﹡)式,并且,即原点到直线L的距离是,
∴直线L与圆x2+y2=2相切.(10分)
当直线的斜率不存在时,直线为x=m,
∴A(m,),B(m,-),
∵,∴x1•x2+y1•y2=0
∴,,直线L的方程是,
∴直线L与圆x2+y2=2相切.
综合之得:直线L与圆x2+y2=2相切.(12分)
点评:本题考查向量知识的运用,考查椭圆的定义与标准方程,考查直线与圆、椭圆的位置关系,正确运用向量条件是关键.
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