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)。
由得(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0。
则。
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。