题目内容

【题目】如图,圆,是圆M内一个定点,P是圆上任意一点,线段PN的垂直平分线l和半径MP相交于点Q,当点P在圆M上运动时,点Q的轨迹为曲线E.

(1)求曲线E的方程;

(2)已知抛物线上,是否存在直线m与曲线E交于G,H,使得G,H中点F落在直线y=2x上,并且与抛物线相切,若直线m存在,求出直线m的方程,若不存在,说明理由.

【答案】(1);(2)存在,x+8y﹣8=0或x=0

【解析】

(1)根据垂直平分线性质得|QN|=|QP|,再根据椭圆定义求椭圆方程;

(2)先根据点差法求得直线斜率,再联立直线方程与抛物线方程,利用判别式为零得直线方程,最后考虑直线斜率不存在是是否满足题意.

解:(1)由题意可知,Q在PN的垂直平分线上,

所以|QN|=|QP|,又因为|QM|+|QP|=r=4,

所以|QM|+|QP|=4>|MN|,

所以Q点的轨迹为椭圆,且2a=4即a=2,

由题意可知c=,所以b=1,

∴曲线E的方程为.

(2)由已知抛物线方程是y2=﹣x,

若直线斜率存在,设直线与曲线E的交点坐标为G(x1,y1),H(x2,y2),满足曲线E的方程,

两式作差可得+(y1+y2)(y1﹣y2)=0,

因为G,H的中点F落在直线y=2x上

则有y1+y2=2(x1+x2)代入可得=﹣,

直线方程可以设为y=﹣x+b与抛物线方程联立,

消元可得方程y2﹣4y+4b=0,

直线与抛物线相切则有△=16﹣16b=0,所以b=1,

则直线的方程为x+8y﹣8=0,与椭圆方程联立:,

消元可得方程17y2﹣32y+15=0,△=322﹣4×17×15>0,

所以直线x+8y﹣8=0满足题意.

若直线斜率不存在时,直线x=0满足题意.

所以,综上这样的直线存在,方程是x+8y﹣8=0或x=0.

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