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已知圆M:x2+(y-2)2=1,直线l:y=-1,动圆P与圆M相外切,且与直线l切,设动圆圆心P的轨迹为E.
(Ⅰ)求E的方程;
(Ⅱ)若点A,B是E上的两个动点,O为坐标原点,且OA

人气:420 ℃ 时间:2025-09-08 15:56:47
解答

(Ⅰ)由题意动圆P与直线y=-1相切,且与定圆M:x2+(y-2)2=1外切
所以动点P到M(0,2)的距离与到直线y=-2的距离相等
由抛物线的定义知,点P的轨迹是以C(0,2)为焦点,直线y=-2为准线的抛物线
故所求P的轨迹方程为:x2=8y.   …(4分)
(Ⅱ)证明:设直线AB:y=kx+b,A(x1,y1),B(x2,y2),
将直线AB代入到x2=8y中得x2-8kx-8b=0,
所以x1+x2=8k,x1x2=-8b…(6分)
又因为

OA•

OB=x1x2+y1y2=x1x2+
x12x22
64=-8b+b2=-16,
∴b=4,…(10分)
∴恒过定点(0,4).             …(12分)

试题解析:

(Ⅰ)根据动圆P与直线y=-1相切,且与定圆M:x2+(y-2)2=1外切,可得动动点P到M(0,2)的距离与到直线y=-2的距离相等,由抛物线的定义知,点P的轨迹是抛物线,由此易得轨迹方程;
(Ⅱ)设直线AB:y=kx+b,将直线AB代入到x2=8y中得x2-8kx-8b=0,利用韦达定理,结合OA•OB=-16,求出b,即可证明直线AB恒过定点.

名师点评:

本题考点: 直线和圆的方程的应用;轨迹方程.
考点点评: 本题考查轨迹方程,考查直线与抛物线的位置关系,考查转化思想与计算能力,熟记抛物线的定义是求解本题的关键.

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