解答题已知圆C的方程是:x2+y2=4,P是圆C上任意一点,过点P作PD⊥x轴于点D,M为PD的中点.
(1)求点M的轨迹E的方程;
(2)若直线l与轨迹E交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,已知,若.试问:△AOB的面积是否为定值?如果是,请给予证明;如果不是,请说明理由.
网友回答
解:(1)设M(x,y),则P(x,2y),代入圆C的方程是:x2+y2=4,可得:x2+4y2=4
即点M的轨迹方程为…(5分)
(2)①当直线l的斜率不存在时,x1=x2,y1=-y2,则由可得x1x2+4y1y2=0
即,而,由上两式可解得,,
此时为定值;…(8分)
②当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=kx+m
由消去y,并整理得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0,
则△=64k2m2-4(4k2+1)(4m2-4)=16(1+4k2-m2),
,(Ⅰ)…(10分)
由可得x1x2+4y1y2=0,即x1x2+4(kx1+m)(kx2+m)=0
所以,
将(Ⅰ)代入得:,化简可得:1+4k2=2m2
由弦长公式可得
由点到直线的距离公式可得原点O到直线AB的距离为
所以△AOB的面积为定值
综上知,△AOB的面积总为定值1.…(13分)解析分析:(1)确定M,P坐标之间的关系,利用相关点法可求点M的轨迹方程;(2)分斜率存在与不存在,同时借助于韦达定理,利用向量垂直,分别表示三角形的面积,即可求得结论.点评:本题考查轨迹方程,考查三角形面积的计算,考查分类讨论的数学思想,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.