高中数学苏教版选修22.6曲线与方程教学设计
展开1.曲线与方程
一般地,在平面直角坐标系中,如果某曲线C上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下关系:
(1)曲线上点的坐标都是这个方程的解.
(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点.那么这个方程叫做曲线的方程,这条曲线叫做方程的曲线.
2.求动点轨迹方程的一般步骤
(1)建立适当的坐标系,用有序实数对(x,y)表示曲线上任意一点M的坐标;
(2)写出适合条件p的点M的集合P={M|p(M)};
(3)用坐标表示条件p(M),列出方程f(x,y)=0;
(4)化方程f(x,y)=0为最简形式;
(5)说明以化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上.
3.曲线的交点
设曲线C1的方程为F1(x,y)=0,曲线C2的方程为F2(x,y)=0,则C1,C2的交点坐标即为方程组eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(F1x,y=0,,F2x,y=0))的实数解.若此方程组无解,则两曲线无交点.
[小题体验]
1.已知两定点A(-2,0),B(1,0),如果动点P满足PA=2PB,则点P的轨迹方程为________.
解析:设P点的坐标为(x,y),
∵A(-2,0),B(1,0),动点P满足PA=2PB,
∴eq \r(x+22+y2)=2eq \r(x-12+y2),
平方得(x+2)2+y2=4[(x-1)2+y2],
化简得(x-2)2+y2=4,
∴点P的轨迹是以(2,0)为圆心、2为半径的圆,方程为(x-2)2+y2=4.
答案:(x-2)2+y2=4
2.已知点P是直线2x-y+3=0上的一个动点,定点M(-1,2),Q是线段PM延长线上的一点,且PM=MQ,则Q点的轨迹方程是________.
解析:设Q(x,y),则P为(-2-x,4-y),代入2x-y+3=0,得Q点的轨迹方程为2x-y+5=0.
答案:2x-y+5=0
3.已知F是抛物线y=eq \f(1,4)x2的焦点,P是该抛物线上的动点,则线段PF中点的轨迹方程是________.
解析:因为抛物线x2=4y的焦点F(0,1),设线段PF的中点坐标是(x,y),则P(2x,2y-1)在抛物线x2=4y上,所以(2x)2=4(2y-1),化简得x2=2y-1.
答案:x2=2y-1
1.曲线与曲线方程、轨迹与轨迹方程是两个不同的概念,前者指曲线的形状、位置、大小等特征,后者指方程(包括范围).
2.求轨迹方程时易忽视轨迹上特殊点对轨迹的“完备性与纯粹性”的影响.
[小题纠偏]
1.若M,N为两个定点,且|MN|=6,动点P满足eq \(PM,\s\up7(―→))·eq \(PN,\s\up7(―→))=0,则P点的轨迹是________.
解析:因为eq \(PM,\s\up7(―→))·eq \(PN,\s\up7(―→))=0,所以PM⊥PN.
所以点P的轨迹是以线段MN为直径的圆.
答案:以线段MN为直径的圆
2.在△ABC中,A为动点,B,C为定点,Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(a,2),0)),Ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,2),0))(a>0),且满足条件 sin C-sin B=eq \f(1,2)sin A,则动点A的轨迹方程是________.
解析:由正弦定理得eq \f(AB,2R)-eq \f(AC,2R)=eq \f(1,2)×eq \f(BC,2R),
即AB-AC=eq \f(1,2)BC,故动点A是以B,C为焦点,eq \f(a,2)为实轴长的双曲线右支.
即动点A的轨迹方程为eq \f(16x2,a2)-eq \f(16y2,3a2)=1(x>0且y≠0).
答案:eq \f(16x2,a2)-eq \f(16y2,3a2)=1(x>0且y≠0)
eq \a\vs4\al(考点一 直接法求轨迹方程) eq \a\vs4\al(基础送分型考点——自主练透)
[题组练透]
1.已知点O(0,0),A(1,-2),动点P满足|PA|=3|PO|,则P点的轨迹方程是________.
解析:设P点的坐标为(x,y),
则eq \r(x-12+y+22)=3eq \r(x2+y2),
整理得8x2+8y2+2x-4y-5=0.
答案:8x2+8y2+2x-4y-5=0
2.已知M(-2,0),N(2, 0),求以MN为斜边的直角三角形的直角顶点P的轨迹方程.
解:设P(x,y),
因为△MPN为以MN为斜边的直角三角形,
所以MP2+NP2=MN2,
所以(x+2)2+y2+(x-2)2+y2=16,
整理得x2+y2=4.
因为M,N,P不共线,所以x≠±2,
所以轨迹方程为x2+y2=4(x≠±2).
3.设F(1,0),点M在x轴上,点P在y轴上,且eq \(MN,\s\up7(―→))=2eq \(MP,\s\up7(―→)),eq \(PM,\s\up7(―→))⊥eq \(PF,\s\up7(―→)),当点P在y轴上运动时,求点N的轨迹方程.
解:设M(x′,0),P(0,y′),N(x,y),
由eq \(MN,\s\up7(―→))=2eq \(MP,\s\up7(―→)),得(x-x′,y)=2(-x′,y′),
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x-x′=-2x′,y=2y′,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x′=-x,,y′=\f(y,2).))
因为eq \(PM,\s\up7(―→))⊥eq \(PF,\s\up7(―→)),eq \(PM,\s\up7(―→))=(x′,-y′),eq \(PF,\s\up7(―→))=(1,-y′),
所以(x′,-y′)·(1,-y′)=0,
即x′+y′2=0,
所以-x+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(y,2)))2=0,
即y2=4x.
因此所求的轨迹方程为y2=4x.
[谨记通法]
直接法求轨迹方程的2种常见类型及解题策略
(1)题目给出等量关系,求轨迹方程.可直接代入即可得出方程.
(2)题中未明确给出等量关系,求轨迹方程.可利用已知条件寻找等量关系,得出方程.但要注意完备性易忽视.
eq \a\vs4\al(考点二 定义法求轨迹方程) eq \a\vs4\al(重点保分型考点——师生共研)
[典例引领]
1.(2017·扬州模拟)△ABC的顶点A(-5,0),B(5,0),△ABC的内切圆圆心在直线x=3上,则顶点C的轨迹方程是________________.
解析:如图,AD=AE=8,
BF=BE=2,CD=CF,
所以CA-CB=8-2=6.
根据双曲线的定义,所求轨迹是以A,B为焦点,
实轴长为6的双曲线的右支,
方程为eq \f(x2,9)-eq \f(y2,16)=1(x>3).
答案:eq \f(x2,9)-eq \f(y2,16)=1(x>3)
2.(2019·常熟中学检测)已知动圆M与直线y=2相切,且与定圆C:x2+(y+3)2=1外切,那么动圆圆心M的轨迹方程________.
解析:由题意知动圆M与直线y=2相切,且与定圆C:x2+(y+3)2=1外切,
∴动点M到C(0,-3)的距离与到直线y=3的距离相等,
由抛物线的定义知,点M的轨迹是以C(0,-3)为焦点,直线y=3为准线的抛物线,
故所求M的轨迹方程为x2=-12y.
答案:x2=-12y
[由题悟法]
定义法求曲线方程的2种策略
(1)运用圆锥曲线的定义求轨迹方程,可从曲线定义出发直接写出方程,或从曲线定义出发建立关系式,从而求出方程.
(2)定义法和待定系数法适用于已知曲线的轨迹类型,其方程是何形式的情况,利用条件把待定系数求出来,使问题得解.
[即时应用]
1.(2019·海门中学检测)已知△ABC的周长为20,且顶点B(0,-4),C(0,4),则顶点A的轨迹方程是________.
解析:∵△ABC的周长为20,顶点B(0,-4),C(0,4),
∴BC=8,AB+AC=20-8=12,
∵12>8,∴点A到两个定点的距离之和等于定值,
∴点A的轨迹是椭圆,∵a=6,c=4,∴b2=20,
∴椭圆的方程为eq \f(x2,20)+eq \f(y2,36)=1(x≠0).
答案:eq \f(x2,20)+eq \f(y2,36)=1(x≠0)
2.如图,已知△ABC的两顶点坐标A(-1,0),B(1,0),圆E是 △ABC的内切圆,在边AC ,BC,AB上的切点分别为P,Q,R,CP=1,动点C的轨迹为曲线M.求曲线M的方程.
解:由题知CA+CB=CP+CQ+AP+BQ=2CP+AB=4>AB,
所以曲线M是以A,B为焦点,长轴长为4的椭圆(挖去与x轴的交点).
设曲线M:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0,y≠0),
则a2=4,b2=a2-12=3,
所以曲线M:eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1(y≠0)为所求.
eq \a\vs4\al(考点三 代入法求轨迹方程) eq \a\vs4\al(重点保分型考点——师生共研)
[典例引领]
如图,已知P是椭圆eq \f(x2,4)+y2=1上一点,PM⊥x轴于M.若eq \(PN,\s\up7(―→))=λeq \(NM,\s\up7(―→)).
(1)求N点的轨迹方程;
(2)当N点的轨迹为圆时,求λ的值.
解:(1)设点P,点N的坐标分别为P(x1,y1),N(x,y),
则M的坐标为(x1,0),且x=x1,
所以eq \(PN,\s\up7(―→))=(x-x1,y-y1)=(0,y-y1),
eq \(NM,\s\up7(―→))=(x1-x,-y)=(0,-y),
由eq \(PN,\s\up7(―→))=λeq \(NM,\s\up7(―→))得(0,y-y1)=λ(0,-y).
所以y-y1=-λy,即y1=(1+λ)y.
因为P(x1,y1)在椭圆eq \f(x2,4)+y2=1上,
则eq \f(x\\al(2,1),4)+yeq \\al(2,1)=1,所以eq \f(x2,4)+(1+λ)2y2=1,
故eq \f(x2,4)+(1+λ)2y2=1即为所求的N点的轨迹方程.
(2)要使点N的轨迹为圆,则(1+λ)2=eq \f(1,4),
解得λ=-eq \f(1,2)或λ=-eq \f(3,2).
所以当λ=-eq \f(1,2)或λ=-eq \f(3,2)时,N点的轨迹是圆.
[由题悟法]
代入法求轨迹方程的4个步骤
(1)设出所求动点坐标P(x,y).
(2)寻求所求动点P(x,y)与已知动点Q(x′,y′)的关系.
(3)建立P,Q两坐标间的关系,并表示出x′,y′.
(4)将x′,y′代入已知曲线方程中化简求解.
[即时应用]
1.(2019·丰县中学检测)定长为3的线段AB的两个端点A,B分别在x轴,y轴上滑动,动点P满足eq \(BP,\s\up7(―→))=2eq \(PA,\s\up7(―→)),求点P的轨迹方程.
解:设A(x0,0),B(0,y0),P(x,y),
由eq \(BP,\s\up7(―→))=2eq \(PA,\s\up7(―→)),得(x,y-y0)=2(x0-x,-y),
则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=2x0-2x,,y-y0=-2y,))即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x0=\f(3,2)x,,y0=3y,))
又因为AB的定长为3,所以xeq \\al(2,0)+yeq \\al(2,0)=9,
所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2)x))2+(3y)2=9,化简得eq \f(x2,4)+y2=1,
故点P的轨迹方程为eq \f(x2,4)+y2=1.
2.已知曲线E:ax2+by2=1(a>0,b>0),经过点Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),3),0))的直线l与曲线E交于点A,B,且eq \(MB,\s\up7(―→))=-2eq \(MA,\s\up7(―→)).若点B的坐标为(0,2),求曲线E的方程.
解:设A(x0,y0),因为B(0,2),Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),3),0)),
故eq \(MB,\s\up7(―→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(\r(3),3),2)),eq \(MA,\s\up7(―→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x0-\f(\r(3),3),y0)).
由于eq \(MB,\s\up7(―→))=-2eq \(MA,\s\up7(―→)),
所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(\r(3),3),2))=-2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x0-\f(\r(3),3),y0)).
所以x0=eq \f(\r(3),2),y0=-1,即Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),2),-1)).
因为A,B都在曲线E上,
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a·02+b·22=1,,a·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),2)))2+b·-12=1,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=1,,b=\f(1,4).))
所以曲线E的方程为x2+eq \f(y2,4)=1.
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1.方程(x+y-1)eq \r(x-1)=0表示的曲线是______________.
解析:由(x+y-1)eq \r(x-1)=0,得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x+y-1=0,,x-1≥0))或eq \r(x-1)=0,即x+y-1=0(x≥1)或x=1.所以方程表示的曲线是射线x+y-1=0(x≥1)和直线x=1.
答案:射线x+y-1=0(x≥1)和直线x=1
2.平面上有三个点A(-2,y),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(y,2))),C(x,y),若eq \(AB,\s\up7(―→))⊥eq \(BC,\s\up7(―→)),则动点C的轨迹方程为________.
解析:由题意得eq \(AB,\s\up7(―→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,-\f(y,2))),eq \(BC,\s\up7(―→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x,\f(y,2))),由eq \(AB,\s\up7(―→))⊥eq \(BC,\s\up7(―→)),得eq \(AB,\s\up7(―→))·eq \(BC,\s\up7(―→))=0,即2x+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(y,2)))·eq \f(y,2)=0,所以动点C的轨迹方程为y2=8x.
答案:y2=8x
3.(2018·江苏太湖高级中学检测)若动点P(x,y)满足条件|eq \r(x+42+y2)-eq \r(x-42+y2)|=6,则点P的轨迹是________.
解析:|eq \r(x+42+y2)-eq \r(x-42+y2)|=6表示点P到(4,0),(-4,0)两点的距离的差的绝对值为6,根据定义得点P轨迹是双曲线.
答案:双曲线
4.设点A为圆(x-1)2+y2=1上的动点,PA是圆的切线,且PA=1,则P点的轨迹方程为________.
解析:如图,设P(x,y),圆心为M(1,0).连结MA,PM,
则MA⊥PA,且MA=1,又因为PA=1,
所以PM=eq \r(MA2+PA2)=eq \r(2),
即PM2=2,所以(x-1)2+y2=2.
答案:(x-1)2+y2=2
5.已知点A(-2,0),B(3,0),动点P(x,y),满足eq \(PA,\s\up7(―→))·eq \(PB,\s\up7(―→))=x2-6,则动点P的轨迹方程是________.
解析:因为动点P(x,y)满足eq \(PA,\s\up7(―→))·eq \(PB,\s\up7(―→))=x2-6,
所以(-2-x,-y)·(3-x,-y)=x2-6,即y2=x,
所以动点P的轨迹方程是y2=x.
答案:y2=x
6.已知定点A(4,0)和圆x2+y2=4上的动点B,动点P(x,y)满足eq \(OA,\s\up7(―→))+eq \(OB,\s\up7(―→))=2eq \(OP,\s\up7(―→)),则点P的轨迹方程为________.
解析:设B(x0,y0),由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(4+x0=2x,,y0=2y,))得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x0=2x-4,,y0=2y,))
代入圆方程得(2x-4)2+4y2=4,
即(x-2)2+y2=1.
答案:(x-2)2+y2=1
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1.(2019·盐城一模)设点Q(2,0),圆C:x2+y2=1,若动点M到圆C的切线长与MQ长的比等于2,则动点M的轨迹方程是________.
解析:如图,设MN切圆于N,则动点M满足MN=2MQ,
∵圆的半径ON=1,
∴MN2=MO2-ON2=MO2-1.
设点M的坐标为(x,y),
则eq \r(x2+y2-1)=2eq \r(x-22+y2),化简得3x2+3y2-16x+17=0.
答案:3x2+3y2-16x+17=0
2.长为3的线段AB的端点A,B分别在x轴,y轴上移动,eq \(AC,\s\up7(―→))=2eq \(CB,\s\up7(―→)),则点C的轨迹方程为________________.
解析:设C(x,y),A(a,0),B(0,b),则a2+b2=9,①
又eq \(AC,\s\up7(―→))=2eq \(CB,\s\up7(―→)),所以(x-a,y)=2(-x,b-y),
即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=3x,,b=\f(3,2)y,))②
代入①式整理可得x2+eq \f(y2,4)=1.
答案:x2+eq \f(y2,4)=1
3.已知A(-1,0),B(1,0)两点,过动点M作x轴的垂线,垂足为N,若eq \(MN,\s\up7(―→))2=λeq \(AN,\s\up7(―→))·eq \(NB,\s\up7(―→)),当λ<0时,动点M的轨迹为________.
解析:设M(x,y),则N(x,0),所以eq \(MN,\s\up7(―→))2=y2,λeq \(AN,\s\up7(―→))·eq \(NB,\s\up7(―→))=λ(x+1,0)·(1-x,0)=λ(1-x2),所以y2=λ(1-x2),即λx2+y2=λ,变形为x2+eq \f(y2,λ)=1.又因为λ<0,所以动点M的轨迹为双曲线.
答案:双曲线
4.设圆(x+1)2+y2=25的圆心为C,A(1,0)是圆内一定点,Q为圆周上任一点.线段AQ的垂直平分线与CQ的连线交于点M,则M的轨迹方程为________.
解析:因为M为AQ垂直平分线上一点,
则AM=MQ,
所以MC+MA=MC+MQ=CQ=5,
故M的轨迹为以点C,A为焦点的椭圆,所以a=eq \f(5,2),c=1,
则b2=a2-c2=eq \f(21,4),
所以椭圆的方程为eq \f(4x2,25)+eq \f(4y2,21)=1.
答案:eq \f(4x2,25)+eq \f(4y2,21)=1
5.设过点P(x,y)的直线分别与x轴的正半轴和y轴的正半轴交于A,B两点,点Q与点P关于y轴对称,O为坐标原点.若eq \(BP,\s\up7(―→))=2eq \(PA,\s\up7(―→)),且eq \(OQ,\s\up7(―→))·eq \(AB,\s\up7(―→))=1,则点P的轨迹方程是________.
解析:设A(a,0),B(0,b),a>0,b>0.
由eq \(BP,\s\up7(―→))=2eq \(PA,\s\up7(―→)),得(x,y-b)=2(a-x,-y),
即a=eq \f(3,2)x>0,b=3y>0.
即eq \(AB,\s\up7(―→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,2)x,3y)),
点Q(-x,y),故由eq \(OQ,\s\up7(―→))·eq \(AB,\s\up7(―→))=1,
得(-x,y)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,2)x,3y))=1,
即eq \f(3,2)x2+3y2=1.
故所求的轨迹方程为eq \f(3,2)x2+3y2=1(x>0,y>0).
答案:eq \f(3,2)x2+3y2=1(x>0,y>0)
6.(2019·扬州一模)如图,已知椭圆eq \f(x2,4)+y2=1的焦点为F1,F2,点P为椭圆上任意一点,过F2作∠F1PF2的外角平分线的垂线,垂足为点Q,过点Q作y轴的垂线,垂足为N,线段QN的中点为M,则点M的轨迹方程为________.
解析:因为点F2关于∠F1PF2的外角平分线PQ的对称点Q′在直线F1P的延长线上,故F1Q′=PF1+PF2=2a=4,
又OQ是△F2F1Q′的中位线,所以OQ=eq \f(1,2)F1Q′=2,
设M(x,y),则Q(2x,y),
所以有4x2+y2=4.
故点M的轨迹方程为eq \f(y2,4)+x2=1.
答案:eq \f(y2,4)+x2=1
7.在平面直角坐标系xOy中,动点P和点M(-2,0),N(2,0)满足|eq \(MN,\s\up7(―→))|·|eq \(MP,\s\up7(―→))|+eq \(MN,\s\up7(―→))·eq \(NP,\s\up7(―→))=0,则动点P(x,y)的轨迹方程为________.
解析:因为|eq \(MN,\s\up7(―→))|·|eq \(MP,\s\up7(―→))|+eq \(MN,\s\up7(―→))·eq \(NP,\s\up7(―→))=0,
所以4eq \r(x+22+y2)+4(x-2)=0,
化简变形,得y2=-8x.
答案:y2=-8x
8.(2019·通州一模)已知⊙C:(x+1)2+y2=36及点A(1,0),点P为圆上任意一点,AP的垂直平分线交CP于点M,则点M的轨迹方程为________.
解析:由圆的方程可知,圆心C(-1,0),半径等于6,设点M的坐标为(x,y),
∵AP的垂直平分线交CP于M,∴MA=MP,
又MP+MC=6,∴MC+MA=6>AC=2,∴点M满足椭圆的定义,且2a=6,2c=2,∴a=3,c=1,∴b2=a2-c2=8,∴点M的轨迹方程为eq \f(x2,9)+eq \f(y2,8)=1.
答案:eq \f(x2,9)+eq \f(y2,8)=1
9.已知长为1+eq \r(2)的线段AB的两个端点A,B分别在x轴,y轴上滑动,P是AB上一点,且eq \(AP,\s\up7(―→))=eq \f(\r(2),2)eq \(PB,\s\up7(―→)),求点P的轨迹方程.
解:设A(x0,0),B(0,y0),P(x,y),由已知知eq \(AP,\s\up7(―→))=eq \f(\r(2),2)eq \(PB,\s\up7(―→)),
又eq \(AP,\s\up7(―→))=(x-x0,y),eq \(PB,\s\up7(―→))=(-x,y0-y),
所以x-x0=-eq \f(\r(2),2)x,y=eq \f(\r(2),2)(y0-y),
得x0=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(\r(2),2)))x,y0=(1+eq \r(2))y.
因为AB=1+eq \r(2),
即xeq \\al(2,0)+yeq \\al(2,0)=(1+eq \r(2))2,
所以eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(\r(2),2)))x))2+[(1+eq \r(2))y]2=(1+eq \r(2))2,
化简得eq \f(x2,2)+y2=1.
即点P的轨迹方程为eq \f(x2,2)+y2=1.
10.已知动圆过定点A(4,0),且在y轴上截得弦MN的长为8.
(1)求动圆圆心的轨迹C的方程;
(2)已知点B(-1,0),设不垂直于x轴的直线l与轨迹C交于不同的两点P,Q,若x轴是∠PBQ的角平分线,证明:直线l过定点.
解:(1)如图,设动圆圆心为O1(x,y),
由题意O1A=O1M,
当O1不在y轴上时,过O1作O1H⊥MN交MN于H,
则H是MN的中点.
所以O1M=eq \r(x2+42),
又O1A=eq \r(x-42+y2),
所以eq \r(x-42+y2)=eq \r(x2+42),化简得y2=8x(x≠0).
当O1在y轴上时,O1与O重合,点O1的坐标(0,0)也满足方程y2=8x,
所以动圆圆心的轨迹C的方程为y2=8x.
(2)证明:由题意,设直线l的方程为y=kx+b(k≠0),P(x1,y1),Q(x2,y2),将y=kx+b代入y2=8x,
得k2x2+(2kb-8)x+b2=0.
则Δ=-32kb+64>0.
且x1+x2=eq \f(8-2kb,k2),①
x1x2=eq \f(b2,k2),②
因为x轴是∠PBQ的角平分线,所以eq \f(y1,x1+1)=-eq \f(y2,x2+1),
即y1(x2+1)+y2(x1+1)=0,
(kx1+b)(x2+1)+(kx2+b)(x1+1)=0,
2kx1x2+(b+k)(x1+x2)+2b=0,③
将①②代入③得2kb2+(k+b)(8-2kb)+2k2b=0,
所以k=-b,此时Δ>0,
所以直线l的方程为y=k(x-1),即直线l过定点(1,0).
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在平面直角坐标系xOy中,已知两点M(1,-3),N(5,1),若点C的坐标满足eq \(OC,\s\up7(―→))=teq \(OM,\s\up7(―→))+(1-t)eq \(ON,\s\up7(―→))(t∈R),且点C的轨迹与抛物线y2=4x交于A,B两点.
(1)求证:OA⊥OB;
(2)在x轴上是否存在一点P(m,0),使得过点P任作一条抛物线的弦,并以该弦为直径的圆都过原点.若存在,求出m的值及圆心的轨迹方程;若不存在,请说明理由.
解:(1)证明:由eq \(OC,\s\up7(―→))=teq \(OM,\s\up7(―→))+(1-t)eq \(ON,\s\up7(―→)) (t∈R),可知点C的轨迹是M,N两点所在的直线,
所以点C的轨迹方程为y+3=eq \f(1--3,5-1)(x-1),
即y=x-4.
联立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=x-4,,y2=4x,))化简得x2-12x+16=0,
设C的轨迹方程与抛物线y2=4x的交点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=12,x1x2=16,
y1y2=(x1-4)(x2-4)=x1x2-4(x1+x2)+16=-16,
因为eq \(OA,\s\up7(―→))·eq \(OB,\s\up7(―→))=x1x2+y1y2=16-16=0,
所以OA⊥OB.
(2)假设存在这样的P点,并设AB是过抛物线的弦,且A(x1,y1),B(x2,y2),其方程为x=ny+m,
代入y2=4x得y2-4ny-4m=0,
此时y1+y2=4n,y1y2=-4m,
所以kOAkOB=eq \f(y1,x1)·eq \f(y2,x2)=eq \f(y1,\f(y\\al(2,1),4))·eq \f(y2,\f(y\\al(2,2),4))=eq \f(16,y1y2)=-eq \f(4,m)=-1,
所以m=4(定值),故存在这样的点P(4,0)满足题意.
设AB的中点为T(x,y),
则y=eq \f(1,2)(y1+y2)=2n,x=eq \f(1,2)(x1+x2)=eq \f(1,2)(ny1+4+ny2+4)=eq \f(n,2)(y1+y2)+4=2n2+4,消去n得y2=2x-8.
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