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  431044  431052  431058  431062  431068  431070  431074  431080  431082  431088  431094  431098  431100  431104  431110  431112  431118  431122  431124  431128  431130  431134  431136  431138  431139  431140  431142  431143  431144  431146  431148  431152  431154  431158  431160  431164  431170  431172  431178  431182  431184  431188  431194  431200  431202  431208  431212  431214  431220  431224  431230  431238  447090 

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