已知圆C1的圆心在坐标原点O,且恰好与直线l1:x−y−22=0相切.

已知圆C1的圆心在坐标原点O,且恰好与直线l1x−y−2
2
=0
相切.
(Ⅰ)求圆的标准方程;
(Ⅱ)设点A(x0,y0)为圆上任意一点,AN⊥x轴于N,若动点Q满足
OQ
=m
OA
+n
ON
,(其中m+n=1,m,n≠0,m为常数),试求动点Q的轨迹方程C2
(Ⅲ)在(Ⅱ)的结论下,当m=
3
2
时,得到曲线C,问是否存在与l1垂直的一条直线l与曲线C交于B、D两点,且∠BOD为钝角,请说明理由.
xqh197491 1年前 已收到1个回答 举报

强风666 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)根据圆与直线l1x−y−2
2
=0
相切,利用点到直线的距离,求出圆的半径,从而可求圆C1的方程;
(Ⅱ)设出点的坐标,利用向量条件,确定动点坐标之间的关系,利用A为圆上的点,即可求得动点Q的轨迹方程C2
(Ⅲ)m=
3
2
时,曲线C方程为
x2
4
+
y2
3
=1
,假设直线l的方程,与椭圆
x2
4
+
y2
3
=1
联立,利用韦达定理及向量条件,利用数量积小于0,即可得到结论.

(Ⅰ)设圆的半径为r,圆心到直线l1距离为d,则d=
|−2
2|

12+12=2…(2分)
所以圆C1的方程为x2+y2=4…(3分)
(Ⅱ)设动点Q(x,y),A(x0,y0),AN⊥x轴于N,N(x0,0)
由题意,(x,y)=m(x0,y0)+n(x0,0),所以

x=(m+n)x0=x0
y=my0…(5分)
即:

x0=x
y0=
1
my,将A(x,
1
my)代入x2+y2=4,得
x2
4+
y2
4m2=1…(7分)
(Ⅲ)m=

3
2时,曲线C方程为
x2
4+
y2
3=1,假设存在直线l与直线l1:x−y−2
2=0垂直,
设直线l的方程为y=-x+b…(8分)
设直线l与椭圆
x2
4+
y2
3=1交点B(x1,y1),D(x2,y2
联立得:

y=−x+b
3x2+4y2=12,得7x2-8bx+4b2-12=0…(9分)
因为△=48(7-b2)>0,解得b2<7,且x1+x2=
8b
7,x1x2=
4b2−12
7…(10分)


OD•

OB=x1x2+y1y2=x1x2+(b−x1)(b−x2)=2x1x2−b(x1+x2)+b2
=
8b2−24
7−
8b2
7+b2=
7b2−24
7…(12分)
因为∠BOD为钝角,所以
7b2−24
7<0且b≠0,
解得b2<
24
7且b≠0,满足b2<7
∴−
2
42
7<b<
2
42
7且b≠0,
所以存在直线l满足题意…(14分)

点评:
本题考点: 向量在几何中的应用;直线与圆的位置关系;直线和圆的方程的应用.

考点点评: 本题考查圆的标准方程,考查代入法求轨迹方程,考查直线与椭圆的位置关系,考查向量知识的运用,解题的关键是直线与椭圆方程联立,利用韦达定理进行求解.

1年前

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