题目内容

已知A(-2,0)、B(2,0),点C、点D依次满足|
AC
|=2,
AD
=
1
2
(
AB
+
AC
)

(1)求点D的轨迹方程;
(2)过点A作直线l交以A、B为焦点的椭圆于M、N两点,线段MN的中点到y轴的距离为
4
5
,且直线l与点D的轨迹相切,求该椭圆的方程.
分析:(1)设C、D点的坐标分别为C(x0,y0),D(x,y),欲求点D的轨迹方程,即寻找x,y之间 的关系式,利用向量间的关系求出P点的坐标后代入距离公式即可得;
(2)设椭圆方程为
x2
a2
+
y2
b2
=1
,根据圆的切线性质及中点条件,利用待定系数法求出待定系数a,b即可.
解答:解:(1)设C、D点的坐标分别为C(x0,y0),D(x,y),
AC
=(x0+2,y0
),
AB
=(4,0)

AB
+
AC
=(x0+6,y0)

AD
=
1
2
(
AB
+
AC
)=(
x0
2
+3,
y0
2
)

x0=2x-2
y0=2y.

代入|
AC
|=
(x0+2)2+
y
2
0
=2
中,整理得x2+y2=1,
即为所求点D的轨迹方程.
(2)易知直线l与x轴不垂直,设直线l的方程为y=k(x+2),①
又设椭圆方程为
x2
a2
+
y2
b2
=1
,②
a2-b2=4,
因为直线l:kx-y+2k=0与圆x2+y2=1相切.
|2k|
k2+1
=1

解得k2=
1
3
.将①代入②整理得,(a2k2+a2-4)x2+4a2k2x+4a2k2-a4+4a2=0,③
k2=
1
3
代入上式,
整理得(a2-3)x2+a2x-
3
4
a4+4a2=0

设M(x1,y1),N(x2,y2),
x1+x2=-
a2
a2-3

由题意有,求得.
经检验,此时③的判别式
故所求的椭圆方程为
x2
8
+
y2
4
=1
点评:求曲线的轨迹方程是解析几何的基本问题.求符合某种条件的动点的轨迹方程,其实质就是利用题设中的几何条件,用“坐标化”将其转化为寻求变量间的关系.
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