如图,在Rt△ABC中,∠CAB=90°,|AB|=2,,一曲线E过点C,且曲线E上任一点到A,B两点的距离之和不变.
(1)建立适当的坐标系,求曲线E的方程;
(2)设点Q是曲线E上的一动点,求线段QA中点的轨迹方程;
(3)设M,N是曲线E上不同的两点,直线CM和CN的倾斜角互补,试判断直线MN的斜率是否为定值.如果是,求这个定值;如果不是,请说明理由.
(4)若点D是曲线E上的任一定点(除曲线E与直线AB的交点),M,N是曲线E上不同的两点,直线DM和DN的倾斜角互补,直线MN的斜率是否为定值呢?如果是,请你指出这个定值.(本小题不必写出解答过程)
网友回答
解:(1)以AB的中点为原点,AB所在直线为x轴建立直角坐标系.
∵|CA|+|CB|=4[(1分)]
不难知道:曲线E是以A,B为两焦点、长轴长为4的椭圆.
故曲线E的方程为,
(2)设线段QA的中点为P(x,y),∵A(-1,0),
∴Q(2x+1,2y)[(5分)]
∵点Q在曲线E上,故可得:[(7分)]
即线段QA中点的轨迹方程为[(8分)]
(3)设直线CM和CN的斜率分别为k,-k
直线CM的直线方程为
代入曲线E的方程,得[(9分)]
由韦达定理:,
∴
同理[(10分)]
而,
∴
故直线MN的斜率为定值[(12分)]
(4)设D(a,b),当直线DM和DN的倾斜角都为90°时,直线MN即为D'(a,-b)处的切线,则直线MN的斜率为定值
解析分析:(1)由于曲线E上任一点到A,B两点的距离之和不变,所以其轨迹是椭圆,求方程先建立坐标系,从而可求;(2)先假设线段QA中点的坐标P,利用中点坐标公式得出P,Q坐标之间的关系,再结合(1)求出线段QA中点的轨迹方程;(3)由于直线CM和CN的倾斜角互补,所以可设直线CM和CN的斜率分别为k,-k,再结合M,N是曲线E上不同的两点,可知直线MN的斜率是定值;(4)利用极限位置考虑:当直线DM和DN的倾斜角都为90°时,直线MN即为D'(a,-b)处的切线.
点评:本题主要考查曲线轨迹方程的求解,涉及定义法、代入法等,同时解决了定值问题.