已知圆A:x2+y2+2x-15=0和定点B(1,0),M是圆A上任意一点,线段MB的垂直平分线交MA于点N,设点N的轨迹为C.(Ⅰ)求C的方程;(Ⅱ)若直线y=k(x-1)与曲线C相交于P,Q两点,

已知圆A:x2+y2+2x-15=0和定点B(1,0),M是圆A上任意一点,线段MB的垂直平分线交MA于点N,设点N的轨迹为C.(Ⅰ)求C的方程;(Ⅱ)若直线y=k(x-1)与曲线C相交于P,Q两点,

问题描述:

已知圆A:x2+y2+2x-15=0和定点B(1,0),M是圆A上任意一点,线段MB的垂直平分线交MA于点N,设点N的轨迹为C.
(Ⅰ)求C的方程;
(Ⅱ)若直线y=k(x-1)与曲线C相交于P,Q两点,试问:在x轴上是否存在定点R,使当k变化时,总有∠ORP=∠ORQ?若存在,求出点R的坐标;若不存在,请说明理由.

最佳答案:

(Ⅰ)圆A:(x+1)2+y2=16,圆心A(-1,0),由已知得|NM|=|NB|,又|NM|+|NB|=4,所以|NA|+|NB|=4>|AB|=2,所以由椭圆的定义知点N的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,设其标准方程C:

x2
a2
+
y 2
b2
=1,则2a=4,2c=2,
所以a2=4,b2=3,所以曲线C:
x2
4
+
y 2
3
=1.
(Ⅱ)设存在点R(t,0)满足题设,联立直线y=k(x-1)与椭圆方程
x2
4
+
y 2
3
=1消y得
(4k2+3)x2-8k2x+(4k2-12)=0,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则由韦达定理得x1+x2=
8k2
4k2+3
①,x1x2=
4k2-12
4k2+3
②,
由题设知OR平分∠PRQ⇔直线RP与直RQ的倾斜角互补,即直线RP与直线RQ的斜率之和为零,
y1
x1-t
+
y2
x2-t
=0,即x1y2+x2y1-t(y1+y2)=0,
即2kx1x2-(1+t)k(x1+x2)+2tk=0③,
把①、②代入③并化简得
(t-4)k
4k2+3
=0,即(t-4)k=0④,
所以当k变化时④成立,只要t=4即可,
所以存在定点R(4,0)满足题设.
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