问题 解答题
已知圆M:(x+
5
)2+y2=36
,定点N(
5
,0)
,点P为圆M上的动点,点Q在NP上,点G在MP上,且满足
NP
=2
NQ
GQ
NP
=0

(I)求点G的轨迹C的方程;
(II)过点(2,0)作直线l,与曲线C交于A、B两点,O是坐标原点,设
OS
=
OA
+
OB
,是否存在这样的直线l,使四边形OASB的对角线相等(即|OS|=|AB|)?若存在,求出直线l的方程;若不存在,试说明理由.
答案

(I)

NP
=2
NQ
GQ
PN
=0
⇒Q为PN的中点且GQ⊥PN⇒GQ为PN的中垂线⇒|PG|=|GN|

∴|GN|+|GM|=|MP|=6,故G点的轨迹是以M、N为焦点的椭圆,其长半轴长a=3,半焦距c=

5

∴短半轴长b=2,∴点G的轨迹方程是

x2
9
+
y2
4
=1(5分)

(II)因为

OS
=
OA
+
OB
,所以四边形OASB为平行四边形

若存在l使得|

OS
|=|
AB
|,则四边形OASB为矩形∴
OA
OB
=0

若l的斜率不存在,直线l的方程为x=2,

x=2
x2
9
+
y2
4
=1
x=2
y=±
2
5
3
OA
OB
=
16
9
>0
,与
OA
OB
=0
矛盾,

故l的斜率存在.(7分)

设l的方程为y=k(x-2),A(x1,y1),B(x2,y2

y=k(x-2)
x2
9
+
y2
4
=1
⇒(9k2+4)x2-36k2x+36(k2-1)=0

x1+x2=

36k2
9k2+4
x1x2=
36(k2-1)
9k2+4

y1y2=[k(x1-2)][k(x2-2)]=k2[x1x2-2(x1+x2)+4]=-

20k2
9k2+4
②(9分)

把①、②代入x1x2+y1y2=0得k=±

3
2

∴存在直线l:3x-2y-6=0或3x+2y-6=0使得四边形OASB的对角线相等.

填空题
单项选择题