问题 问答题

设圆x2+y2+2x-15=0的圆心为A,直线l过点B(1,0)且与x轴不重合,l交圆A于C,D两点,过B作AC的平行线交AD于点E。

(I)证明为定值,并写出点E的轨迹方程;

(II)设点E的轨迹为曲线C1,直线l交C1于M,N两点,过B且与l垂直的直线与圆A交于P,Q两点,求四边形MPNQ面积的取值范围。

答案

参考答案:

(Ⅰ)因为〡AD〡=〡AC〡,EB∥AC,故∠EBD=∠ACD=∠ADC,

所以〡EB〡=〡ED〡,故〡EA〡+〡EB〡=〡EA〡+〡ED〡=〡AD〡。

又圆A的标准方程为(x+1)2+y2=16,从而〡AD〡=4,所以〡EA〡+〡EB〡=4。

由题设得A(-1,0),B(1,0),〡AB〡=2,由椭圆定义可得点E的轨迹方程为:

(Ⅱ)当l与x轴不垂直时,设l的方程为y=k(x-1)(k≠0),M(x1,y1),N(x2,y2)。

得(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0。

所以

过点B(1,0)且与l垂直的直线m:,A到m的距离为,所以

故四边形MPNQ的面积

可得当l与x轴不垂直时,四边形MPNQ面积的取值范围为

当l与x轴垂直时,其方程为,四边形MPNQ的面积为12。

综上,四边形MPNQ面积的取值范围为

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