问题 解答题

设AB是单位圆O的直径,N是圆上的动点,过点N的切线与过点A、B的切线分别交于D、C两点.四边形ABCD的对角线AC和BD的交点为G,求G的轨迹.

答案

以圆心O为原点,直径AB为x轴建立直角坐标系,

则A(-1,0),B(1,0),单位圆的方程为x2+y2=1,

设N的坐标为(cosθ,sinθ),则切线DC的方程为:xcosθ+ysinθ=1,

由此可得C(1,

1-cosθ
sinθ
),D(-1,
1+cosθ
sinθ
),

AC的方程为y=

1-cosθ
2sinθ
(x+1),

BD的方程为y=-

1+cosθ
2sinθ
(x-1),

将两式相乘得:y2=-

1-cos2θ
4sin2θ
(x2-1),

即x2+4y2=1

当点N恰为A或B时,四边形ABCD变为线段AB,这不符合题意,所以轨迹不能包括A、B两点,所以G的轨迹方程为x2+4y2=1,(-1<x<1).

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