22. (本小题满分14分)

,在平面直角坐标系中,已知向量,向量,,动点的轨迹为E.

(1)求轨迹E的方程,并说明该方程所表示曲线的形状;

(2)已知,证明:存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与轨迹E恒有两个交点A,B,且(O为坐标原点),并求出该圆的方程;

(3)已知,设直线与圆C:(1<R<2)相切于A1,且与轨迹E只有一个公共点B1,当R为何值时,|A1B1|取得最大值?并求最大值.

解:(1)因为,,,

所以,   即.

当m=0时,方程表示两直线,方程为;

时, 方程表示的是圆

时,方程表示的是椭圆;

时,方程表示的是双曲线.

(2).当时, 轨迹E的方程为,设圆心在原点的圆的一条切线为,解方程组,即,

要使切线与轨迹E恒有两个交点A,B,

则使△=,

,即,   且

,

要使,  需使,即,

所以,  即,  即恒成立.

所以又因为直线为圆心在原点的圆的一条切线,

所以圆的半径为,, 所求的圆为.

当切线的斜率不存在时,切线为,与交于点也满足.

综上, 存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A,B,且.

(3)当时,轨迹E的方程为,设直线的方程为,因为直线与圆C:(1<R<2)相切于A1, 由(2)知,  即   ①,

因为与轨迹E只有一个公共点B1,

由(2)知,

有唯一解

则△=,   即,   ②

由①②得,  此时A,B重合为B1(x1,y1)点,

,所以,,

B1(x1,y1)点在椭圆上,所以,所以,

在直角三角形OA1B1中,因为当且仅当时取等号,所以,即

时|A1B1|取得最大值,最大值为1.

[命题立意]:本题主要考查了直线与圆的方程和位置关系,以及直线与椭圆的位置关系,可以通过解方程组法研究有没有交点问题,有几个交点的问题.

 0  399685  399693  399699  399703  399709  399711  399715  399721  399723  399729  399735  399739  399741  399745  399751  399753  399759  399763  399765  399769  399771  399775  399777  399779  399780  399781  399783  399784  399785  399787  399789  399793  399795  399799  399801  399805  399811  399813  399819  399823  399825  399829  399835  399841  399843  399849  399853  399855  399861  399865  399871  399879  447090 

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