已知点D在定线段MN上,且|MN|=3,|DN|=1,一个动圆C过点D且与MN相切,分别过M、N作圆C的另两条切线交于点P.(Ⅰ)建立适当的直角坐标系,求点P的轨迹方

发布时间:2020-08-01 02:06:02

已知点D在定线段MN上,且|MN|=3,|DN|=1,一个动圆C过点D且与MN相切,分别过M、N作圆C的另两条切线交于点P.
(Ⅰ)建立适当的直角坐标系,求点P的轨迹方程;
(Ⅱ)过点M作直线l与所求轨迹交于两个不同的点A、B,若(+λ)?(-λ)=0,且λ∈[2-,2+],求直线l与直线MN夹角θ的取值范围.

网友回答

解:(Ⅰ)以直线MN为x轴,MN的中点为坐标原点O,
建立直角坐标系xOy. (1分)
∵PM-PN=(PE+EM)-(PF+FN)=MD-ND=2
或PM-PN=(PE+EM)-(PF+FN)=MD-ND=-2 (3分)
∴点P的轨迹是以M、N为焦点,实轴长为2的双曲线(不包含顶点),
其轨迹方程为(y≠0) (5分)
(Ⅱ)∵(+λ)?(-λ)=0,且λ∈[2-,2+],
∴=±λ,(6分)
设A(x1,y1),B(x2,y2),则=(x1+2,y1),=(x2+2,y2)
设AB:my=x+2,代入得,3(my-2)2-y2-3=0,
即(3m2-1)y2-12my+9=0.
∴(7分)
①当=λ时,y1=λy2,∴(8分)得,,(9分)
∴∈[4,6],即4≤≤6.
∴解得,m2≥3,故tan2θ≤(10分)
②当=-λ时y1=-λy2,∴(11分)得,,即.
∵λ∈[2-,2+],∈[2,4]
∴∈[-2,0],即-2≤≤0.
∴即,故tan2θ≥11. (13分)
由①、②得tan2θ≤或tan2θ≥11.
则夹角θ∈(0,]∪arctan,),(14分)
∵tanθ不存在时,直线l符合条件,故θ=时,符合题意.
∴θ∈(0,]∪[arctan,). (15分)

解析分析:(Ⅰ)以直线MN为x轴,MN的中点为坐标原点O,建立直角坐标系xOy.由题意知点P的轨迹是以M、N为焦点,实轴长为2的双曲线(不包含顶点),其轨迹方程为(y≠0).(Ⅱ)由题设条件知=±λ,设A(x1,y1),B(x2,y2),则=(x1+2,y1),=(x2+2,y2)设AB:my=x+2,代入得,(3m2-1)y2-12my+9=0.所以.由此入手能够求出直线l与直线MN夹角θ的取值范围.

点评:本题考查直线和圆锥曲线的位置关系,解题时要认真审题,仔细解答.
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