题目内容

在平面直角坐标系xOy中,点A(4,0)、B(1,0),动点P满足
AB
AP
=6|
PB
|

(1)求点P的轨迹C的方程.
(2)若直线y=x+b(b>0)与轨迹C相交于M、N两点,直线y=x-b与轨迹C相交于P、Q两点,顺次连接M、N、P、Q得到的四边形MNPQ是菱形,求b.
(1)设P(x,y),则
AB
=(-3,0)
AP
=(x-4,y)
PB
=(1-x,-y)

因为
AB
AP
=6|
PB
|
,所以-3(x-4)=6
(x-1)2+y2

化简整理得点P的轨迹C的方程为
x2
4
+
y2
3
=1

(2)设M(x1,y1)、N(x2,y2),由C的对称性,得P(-x1,-y1)、Q(-x2,-y2),
因为MNPQ是菱形,所以MP⊥NQ,
MP
NQ
=0
,即x1x2+y1y2=0,
x2
4
+
y2
3
=1
y=x+b
得7x2+8bx+(4b2-12)=0,x1+x2=-
8b
7
x1x2=
4b2-12
7

x1x2+y1y2=x1x2+(x1+b)(x2+b)=2x1x2+b(x1+x2)+b2=b2-
24
7
=0

检验知,此时△=(8b)2-4×7×(4b2-12)=336-48b2=
1200
7
>0

所以b=
2
42
7
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