在平面直角坐标系中,已知三点A(-2,0)、B(2,0),△ABC的外接圆为圆,椭圆的右焦点为F.(1)求圆M的方程;(2)若点P为圆M上异于A、B的任意一点,过原点

发布时间:2020-07-31 12:58:13

在平面直角坐标系中,已知三点A(-2,0)、B(2,0),△ABC的外接圆为圆,椭圆的右焦点为F.
(1)求圆M的方程;
(2)若点P为圆M上异于A、B的任意一点,过原点O作PF的垂线交直线于点Q,试判断直线PQ与圆M的位置关系,并给出证明.

网友回答

解:(1)法一设圆M的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
因为圆M过A,B,C,
所以(4分)
解得D=E=0,F=-4,故圆M方程为x2+y2=4.(6分)
解法二:由题意知,
所以KAC=,则KAC?KBC=-1
所以AC⊥BC,所以△ABC是以C为直角顶点的直角三角形,(4分)
所以外接圆M以原点O为圆心,线段AB为直径,故其方程为x2+y2=4.(6分)
(2)直线PQ与圆M相切.
下证明这个结论:由椭圆E的方程=1,可知,(8分)
设P(x0,y0)(x0≠±2),则y02=4-x02.
当x0=2时,=-1,
所以OP⊥PQ所以直线PQ与圆M相切.(10分)
当x0≠6时,kFP=7,
所以直线OQ的方程为y=-x,因此,
点Q的坐标为,
所以kPQ=-,(12分)
所以当x0=0时,kPQ=0,OP⊥PQ,直线PQ始终与圆M相切;
当x0≠0时,kPQ?kOP=-1,OP⊥PQ,直线PQ始终与圆M相切.
综上,当x0≠±2时,总有OP⊥PQ,故直线PQ始终与圆M相切.(16分)
解析分析:(1)解法一:设圆M的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,因为圆M过A,B,C,所以,由此能求出圆M方程.解法二:由题意知A(-2,0),B(2,0),,所以KAC=,则KAC?KBC=-1所以AC⊥BC,所以△ABC是以C为直角顶点的直角三角形,由此知以外接圆M以原点O为圆心,线段AB为直径,从而得到其方程.(2)直线PQ与圆M相切.证明这个结论:由椭圆E的方程=1,可知,设P(x0,y0)(x0≠±2),则y02=4-x02.然后通过分类讨论知当x0≠±2时,直线PQ始终与圆M相切.

点评:本题考查圆锥曲线的性质和应用,解题时要注意公式的合理运用和分类讨论思想的合理运用.
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