题目内容

已知动点P到y轴的距离等于P到圆x2-3x+y2=0的切线长,设点P的轨迹为曲线E;
(1)求曲线E的方程;
(2)试求出定点Q,使得过点Q任作一直线与轨迹E交于M、N两点时,都有
|MQ|2+|NQ|2
|MQ|•|NQ|
为定值.
分析:(1)设P(x,y),圆方程x2-3x+y2=0化为标准式为:(x-
3
2
)2+y2=
9
4
,利用动点P到y轴的距离等于P到圆x2-3x+y2=0的切线长,可得方程,化简即得曲线E的方程;
(2)设定点Q的坐标为(m,n),设出过点Q任作的直线方程
x=m+tcosa
y=n+tsina
(α为直线的倾斜角)代入曲线E的方程,进而利用韦达定理,得t1+t2=
3cosα-2nsinα
sin2α
t1t2=
n2-3m
sin2α
,利用直线参数方程的意义,知|MQ|=t1,|NQ|=t2,利用
|MQ|2+|NQ|2
|MQ|•|NQ|
为定值,可求定点Q的坐标.
解答:解:(1)设P(x,y),圆方程x2-3x+y2=0化为标准式为:(x-
3
2
)2+y2=
9
4

则有|x|=
(x-
3
2
)
2
+y2-
9
4

∴x2=x2-3x+y2
∴y2=3x
∴曲线E的方程为:y2=3x
(2)设定点Q的坐标为(m,n),过点Q任作的直线方程可设为:
x=m+tcosa
y=n+tsina
(a为直线的倾斜角)
代入曲线E的方程y2=3x,得(n+tsinα)2=3(m+tcosα)
sin2αt2+(2nsinα-3cosα)t+n2-3m=0
由韦达定理,得t1+t2=
3cosα-2nsinα
sin2α
t1t2=
n2-3m
sin2α

由直线参数方程的意义,知:|MQ|=t1,|NQ|=t2

|MQ|2+|NQ|2
|MQ|2|NQ|2
=
t12+t22
(t1t2)2
=
(t1+t2)2-2t1t2
(t1t2)2
=
(
3cosα-2nsinα
sin2α
)
2
-2(
n2-3m
sin2α
)
(
n2-3m
sin2α
)
2
=
(3cosα-2nsinα)2-2(n2-3m)sin2α
(n2-3m)2

=
9cos2α-12nsinαcosα+2n2sin2α+6msin2α
(n2-3m)2

=
9-12nsinαcosα+(2n2+6m-9)sin2α
(n2-3m)2

令-12n与2n2+6m-9同时为0,得n=0,m=
3
2

此时
|MQ|2+|NQ|2
|MQ|2|NQ|2
=
4
9
为定值,
|MQ|2+|NQ|2
|MQ||NQ|
=
2
3
为定值
∴定点Q的坐标为:(
3
2
,0)
点评:本题的考点是直线的参数方程,考查轨迹方程的求解,考查直线的参数方程,同时考查参数的几何意义,解决恒为定值问题,一般式先把定值探求出来,再求定点的坐标,有难度.
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