解答题已知圆C1:(x+1)2+y2=8,点C2(1,0),点Q在圆C1上运动,QC2的垂直平分线交QC1于点P.
(Ⅰ)?求动点P的轨迹W的方程;
(Ⅱ)?设M,N是曲线W上的两个不同点,且点M在第一象限,点N在第三象限,若,O为坐标原点,求直线MN的斜率k;
(Ⅲ)过点且斜率为k的动直线l交曲线W于A,B两点,在y轴上是否存在定点D,使以AB为直径的圆恒过这个点?若存在,求出D的坐标,若不存在,说明理由.
网友回答
解(1)∵QC2的垂直平分线交QC1于P,
∴|PQ|=|PC2|,
|PC2|+|PC1|=|PC1|+|PQ|=|QC1|=2>|C1C2|=2,
∴动点P的轨迹是点C1,C2为焦点的椭圆.
设这个椭圆的标准方程是,
∵2a=2,2c=2,∴b2=1,
∴椭圆的标准方程是.
(Ⅱ)设M(a1,b1),N(a2,b2),
则a12+2b12=2,a22+2b22=2.
∵,
则a1+2a2=-2,b1+2b2=0,
∴,,
∴直线MN的斜率为.
(Ⅲ)直线l的方程为y=kx-,联立直线和椭圆方程,得
,∴(1+2k2)x2-12kx-16=0,
由题意知,点S(0,-)在直线上,动直线l交曲线W于A、B两点,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则 ,
假设在y轴上存在定点D(0,m),使以AB为直径的圆恒过这个点,
则 ,
,
∵,
∴x1x2+(y1-m)(y2-m)=x1x2+y1y2-m(y1+y2)+m2
=
=-
==0.
∴,∴m=1,
所以,在y轴上存在满足条件的定点D,点D的坐标为(0,1).解析分析:(I)由QC2的垂直平分线交QC1于P,知|PQ|=|PC2|,动点P的轨迹是点C1,C2为焦点的椭圆.由此能够求出椭圆的标准方程.(Ⅱ)设M(a1,b1),N(a2,b2),则a12+2b12=2,a22+2b22=2.由,a1+2a2=-2,b1+2b2=0,由此能求出直线MN的斜率.(Ⅲ)直线l的方程为y=kx-,联立直线和椭圆方程,得 ,整理得(1+2k2)x2-12kx-16=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则 ,假设在y轴上存在定点D(0,m),使以AB为直径的圆恒过这个点,,由此能够求出D点坐标.点评:本题主要考查直线与圆锥曲线的综合应用能力,具体涉及到轨迹方程的求法及直线与椭圆的相关知识,解题时要注意合理地进行等价转化.