题目内容
【题目】已知圆
:
内一点
,
点为圆
上任意一点,线段
的垂直平分线与线段
连线交于点
.
(1)求点
的轨迹方程;
(2)设点
的轨迹为曲线
,过点
的直线
与曲线
交于不同的两点
、
,求
的内切圆半径的最大值.
【答案】(1)
;(2)![]()
【解析】
(1)根据线段中垂线的性质可得,|MP|=|MQ|,又|MQ|+|M
|=4,故有|M
|+|MP|=4>|P
|,根据椭圆的定义判断轨迹椭圆,求出
值,即得椭圆的标准方程;
(2)设
,
,设
的内切圆的半径为
,当
最大,
就最大,利用直线和椭圆的位置关系求出
最大值,进而可得
的最大值.
(1)由圆的方程可知,圆心
(1,0),半径等于4,设点M的坐标为
,
∵PQ的垂直平分线交
Q于M,
∴|MP|=|MQ|.
又|MQ|+|M
|=4(半径),
∴|M
|+|MP|=4>|A
|=2.
∴点M满足椭圆的定义,且2
=4,2
=
∴
=2,
=1,
,
∴点M的轨迹方程为
;
(2)设
,
,设
的内切圆的半径为
,因为
的周长为
,
,因此
最大,
就最大,
,由题意知,直线
的斜率不为零,可设直线
的方程为
,
由
得
,
所以
,
,
又因直线
与椭圆
交于不同的两点,故
,即
,
,则![]()
,
令
,则
,
,令
,
由函数的性质可知,函数
在
上是单调递增函数,即当
时,
在
上单调递增,因此有
,所以
,
即当
,
时,
最大,此时
,故当直线
的方程为
时,
内切圆半径的最大值为
.
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