(Ⅱ)由设直线的方程为
,得点坐标为,
,代入椭圆方程中整理得: ,由
得
则
,
所以
,当时,
21.【广东省汕头市金山中学高三上学期期中】在平面直角坐标系xoy中,设点F (1,0),直线l: x??1,点P在直线l上移动, R是线段PF与y轴的交点, 异于点R的点Q满足: RQ?FP, PQ?l. (1)求动点Q的轨迹的方程;
(2) 记Q的轨迹的方程为E,过点F作两条互相垂直的曲线E 的弦AB. CD,设AB. CD 的中点分别为M,N. 问直线MN是否经过某个定点?如果是,求出该定点, 如果不是,说明理由.
【答案】(Ⅰ) y?4x(x?0);(Ⅱ)以直线MN恒过定点R ?3,0?.
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试题解析:(Ⅰ)依题意知,直线l的方程为: x??1.点R是线段FP的中点, 且RQ⊥FP,∴RQ是线段FP的垂直平分线. ∴PQ是点Q到直线l的距离.
∵点Q在线段FP的垂直平分线,∴PQ?QF. 故动点Q的轨迹E是以F为焦点, l为准线的抛物线, 其方程为: y?4x(x?0).
(Ⅱ) 设A?xA,yA?,B?xB,yB?, M?xM,yM?,N?xN,yN?,
由AB⊥CD,且AB、CD与抛物线均有两个不同的交点,故直线AB、CD斜率均存在,设直线AB的方程为
2y?k?x?1? yA2?4xA则{2yB?4xB?1? 2??42,即yM?, kk2?2?2?1,.所以点M的坐标为?1?2?. 2k?k?k(1)—(2)得yA?yB?代入方程y?k?x?1?,解得xM?同理可得: N的坐标为2k2?1,?2k. 直线MN的斜率为kMN???yM?yNk?,方程为
xM?xN1?k2y?2k?k22,整理得x?2k?1y1?k?k?x?3?, 21?k????显然,不论k为何值, ?3,0?均满足方程,所以直线MN恒过定点R ?3,0?.
22.【辽宁省庄河市高级中学高三上学期开学】设点M是x轴上的一个定点,其横坐标为a(a?R),已知当a?1时,动圆N过点M且与直线x??1相切,记动圆N的圆心N的轨迹为C. (Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)当a?2时,若直线l与曲线C相切于点P?x0,y0?(y0?0),且l与以定点M为圆心的动圆M也相切,当动圆M的面积最小时,证明: M、P两点的横坐标之差为定值. 【答案】(Ⅰ)y?4x;(Ⅱ)证明见解析.
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试题解析:
(Ⅰ)因为圆N与直线x??1相切,所以点N到直线x??1的距离等于圆N的半径, 所以,点N到点M?1,0?的距离与到直线x??1的距离相等.
所以,点N的轨迹为以点M?1,0?为焦点,直线x??1为准线的抛物线, 所以圆心N的轨迹方程,即曲线C的方程为y?4x.
(Ⅱ)由题意,直线l的斜率存在,设直线l的方程为y?y0?k?x?x0?, 由{2y?y0?k?x?x0?,y2?4x, 得
k2y?y?kx0?y0?0, 42又y0?4x0,所以
k2ky?y?y02?y0?0, 442?k2?y0?y0??0,解得k?. 4y??0因为直线l与曲线C相切,所以??1?k??2所以,直线l的方程为4x?2y0y?y0?0.
动圆M的半径即为点M?a,0?到直线l的距离d?4a?y0216?4y02. 当动圆M的面积最小时,即d最小,而当a?2时;
d?4a?y0216?4y02?y02?4a2y0?42 ?y02?4?4a?42y0?42 ?y02?42?4a?42y0?42?2a?1.
2当且仅当y0?4a?8,即x0?a?2时取等号,
所以当动圆M的面积最小时, a?x0?2,
即当动圆M的面积最小时, M、P两点的横坐标之差为定值.