题目内容

【题目】已知圆M:x2+y2+2y﹣7=0和点N(0,1),动圆P经过点N且与圆M相切,圆心P的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)点A是曲线E与x轴正半轴的交点,点B、C在曲线E上,若直线AB、AC的斜率k1 , k2 , 满足k1k2=4,求△ABC面积的最大值.

【答案】
(1)解:圆M:x2+y2+2y﹣7=0的圆心为M(0,﹣1),半径为

点N(0,1)在圆M内,因为动圆P经过点N且与圆M相切,

所以动圆P与圆M内切.设动圆P半径为r,则 ﹣r=|PM|.

因为动圆P经过点N,所以r=|PN|, >|MN|,

所以曲线E是M,N为焦点,长轴长为 的椭圆.

,得b2=2﹣1=1,

所以曲线E的方程为


(2)解:直线BC斜率为0时,不合题意

设B(x1,y1),C(x2,y2),直线BC:x=ty+m,

联立方程组 得 (1+2t2)y2+4mty+2m2﹣2=0,

又k1k2=4,知y1y2=4(x1﹣1)(x2﹣1)=4(ty1+m﹣1)(ty2+m﹣1)

=

代入得

又m≠1,化简得(m+1)(1﹣4t2)=2(﹣4mt2)+2(m﹣1)(1+2t2),

解得m=3,故直线BC过定点(3,0)

由△>0,解得t2>4, =

(当且仅当 时取等号).

综上,△ABC面积的最大值为


【解析】(1)利用圆与圆的位置关系,得出曲线E是M,N为焦点,长轴长为 的椭圆,即可求曲线E的方程;(2)联立方程组 得 (1+2t2)y2+4mty+2m2﹣2=0,利用韦达定理,结合k1k2=4,得出直线BC过定点(3,0),表示出面积,即可求△ABC面积的最大值.

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