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解答题已知⊙M:x2+(y-2)2=1 Q是x轴上的动点 QA QB分别切⊙M于A B

时间:2022-05-15 01:00:44

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解答题已知⊙M:x2+(y-2)2=1 Q是x轴上的动点 QA QB分别切⊙M于A B

问题补充:

解答题已知⊙M:x2+(y-2)2=1,Q是x轴上的动点,QA、QB分别切⊙M于A、B两点.

(Ⅰ)求证直线AB恒过一个定点;

(Ⅱ)求动弦AB的中点P的轨迹方程.

答案:

(Ⅰ)证明:设Q(a,0),由题意知M,A,Q,B四点共圆,直径为MQ,设R(x,y)是该圆上任一点,

由?=0得,x(x-a)+(y-2)y=0,即x2+y2-ax-2y=0.①

①式与x2+(y-2)2=1联立,消去x2+y2项得两圆公共弦AB的方程为-ax+2y=3,

∴无论a取何值,直线AB恒过点(0,).

(Ⅱ)解:连接MB,MQ,设P(x,y),Q(a,0),点M、P、Q在一条直线上,当a≠0时,得=.②

由射影定理有|MB|2=|MP|?|MQ|,即?=1.③

由②及③消去a,并注意到y<2,可得x2+(y-)2=(y<2).

当a=0时,P点为(0,),满足方程x2+(y-)2=(y<2).

∴中点P的轨迹方程为x2+(y-)2=(y<2).解析分析:(Ⅰ)由题意知M,A,Q,B四点共圆,直径为MQ,由?=0求出圆的方程与x2+(y-2)2=1联立,消去x2+y2项得两圆公共弦AB的方程,即可证得直线AB恒过定点;(Ⅱ)利用点M、P、Q在一条直线上,结合由射影定理,可得中点P的轨迹方程.点评:本题考查圆的方程,考查直线过定点,考查轨迹方程的求解,考查学生的计算能力,属于中档题.

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