题目内容
已知两定点
,动点P满足
,由点P向x轴作垂线PQ,垂足为Q,点M满足
,点M的轨迹为C.
(I)求曲线C的方程;
(II)若线段AB是曲线C的一条动弦,且|AB|=2,求坐标原点O到动弦AB距离的最大值.
解:(Ⅰ)设动点P(x0,y0),则
,
.
∵动点P满足
,∴
,化为
即动点P的轨迹方程为
.
设动点M(x,y),则Q(x,0),如图所示,
∵
,
,
,
∴
,化为
,
代入动点P的轨迹方程得x2+2y2=2,即曲线C的方程为
.
(Ⅱ)当直线AB的斜率不存在时,∵|AB|=2=短轴长,∴直线AB经过原点,此时原点到直线的距离=0;
当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+t,
联立
,消去y得(1+2k2)x2+4ktx+2t2-2=0,
∵直线与椭圆有两个交点,∴△=16k2t2-4(1+2k2)(2t2-2)>0,化为t2<1+2k2.(*)
∴
,
,
∴|AB|=
,
∴22=
,
化为
.(**)
原点O到直线AB的距离d=
,∴
,
把(**)代入上式得
=
,当且仅当
,即k2=0,k=0时取等号.
此时
,满足(*)式.
∴
,∴
,即原点O到直线AB的最大距离d=
.
综上可知:坐标原点O到动弦AB距离的最大值是
.
分析:(Ⅰ)先求出动点P的轨迹方程,再根据已知条件用点M的坐标表示点P,使用“代点法”即可得出;
(Ⅱ)先对直线BA的斜率讨论,把直线AB的方程与椭圆的方程联立,利用根与系数的关系、弦长公式、点到直线的距离公式、基本不等式的性质即可得出.
点评:熟练掌握直线与椭圆相交问题的解题模式、根与系数的关系、弦长公式、点到直线的距离公式、基本不等式的性质、“代点法”是解题的关键.
∵动点P满足
即动点P的轨迹方程为
设动点M(x,y),则Q(x,0),如图所示,
∵
∴
代入动点P的轨迹方程得x2+2y2=2,即曲线C的方程为
(Ⅱ)当直线AB的斜率不存在时,∵|AB|=2=短轴长,∴直线AB经过原点,此时原点到直线的距离=0;
当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+t,
联立
∵直线与椭圆有两个交点,∴△=16k2t2-4(1+2k2)(2t2-2)>0,化为t2<1+2k2.(*)
∴
∴|AB|=
∴22=
化为
原点O到直线AB的距离d=
把(**)代入上式得
此时
∴
综上可知:坐标原点O到动弦AB距离的最大值是
分析:(Ⅰ)先求出动点P的轨迹方程,再根据已知条件用点M的坐标表示点P,使用“代点法”即可得出;
(Ⅱ)先对直线BA的斜率讨论,把直线AB的方程与椭圆的方程联立,利用根与系数的关系、弦长公式、点到直线的距离公式、基本不等式的性质即可得出.
点评:熟练掌握直线与椭圆相交问题的解题模式、根与系数的关系、弦长公式、点到直线的距离公式、基本不等式的性质、“代点法”是解题的关键.
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