解答题已知A,B分别是直线y=x和y=-x上的两个动点,线段AB的长为2,D是AB的中

发布时间:2020-07-09 01:06:19

解答题已知A,B分别是直线y=x和y=-x上的两个动点,线段AB的长为2,D是AB的中点.
(1)求动点D的轨迹C的方程;
(2)若过点(1,0)的直线l与曲线C交于不同两点P、Q,
①当|PQ|=3时,求直线l的方程;
②设点E(m,0)是x轴上一点,求当?恒为定值时E点的坐标及定值.

网友回答

解:(1)设D(x,y),A(a,a),B(b,-b),
∵D是AB的中点,∴x=,y=,
∵|AB|=2,∴(a-b)2+(a+b)2=12,
∴(2y)2+(2x)2=12,∴点D的轨迹C的方程为x2+y2=3.
(2)①当直线l与x轴垂直时,P(1,),Q(1,-),
此时|PQ|=2,不符合题意;
当直线l与x轴不垂直时,设直线l的方程为y=k(x-1),
由于|PQ|=3,所以圆心C到直线l的距离为,
由=,解得k=.故直线l的方程为y=(x-1).
②当直线l的斜率存在时,设其斜率为k,则l的方程为y=k(x-1),
由消去y得(k2+1)x2-2k2x+k2-3=0,
设P(x1,y1),Q(x2,y2)则由韦达定理得x1+x2=,x1x2=,
则=(m-x1,-y1),=(m-x2,-y2),
∴?=(m-x1)(m-x2)+y1y2=m2-m(x1+x2)+x1x2+y1y2
=m2-m(x1+x2)+x1x2+k2(x1-1)(x2-1)
=m2-++k2(-+1)=
要使上式为定值须=1,解得m=1,
∴?为定值-2,
当直线l的斜率不存在时P(1,),Q(1,-),
由E(1,0)可得=(0,-),=(0,),
∴?=-2,
综上所述当E(1,0)时,?为定值-2.解析分析:(1)设D(x,y),A(a,a),B(b,-b),通过D是AB的中点,|AB|的距离,列出方程即可求动点D的轨迹C的方程;(2)若过点(1,0)的直线l与曲线C交于不同两点P、Q,①当|PQ|=3时,通过直线的斜率存在与不存在分别求解,利用圆心到直线的距离求出直线的斜率,然后求直线l的方程;②当直线l的斜率存在时,设其斜率为k,则l的方程为y=k(x-1),推出(k2+1)x2-2k2x+k2-3=0,由韦达定理以及?,确定?为定值-2,当直线l的斜率不存在时,求出P(1,),Q(1,-),得到?=-2,即可求出?恒为定值时E点的坐标及定值.点评:本题考查直线与圆心位置关系,数量积与韦达定理的应用,轨迹方程的求法,考查计算能力,分类讨论思想.
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