问题 解答题
已知动圆M经过点G(0,-1),且与圆Q:x2+(y-1)2=8内切.
(Ⅰ)求动圆M的圆心的轨迹E的方程.
(Ⅱ)以m=(1,
2
)
为方向向量的直线l交曲线E于不同的两点A、B,在曲线E上是否存在点P使四边形OAPB为平行四边形(O为坐标原点).若存在,求出所有的P点的坐标与直线l的方程;若不存在,请说明理由.
答案

(Ⅰ)依题意,点G(0,-1)在圆Q:x2+(y-1)2=8内部,

动圆与定圆相内切,且动圆在定圆内部,

∴得|MG|+|MQ|=2

2

可知M到两个定点G、Q的距离和为常数,并且常数大于|GQ|,所以P点的轨迹为椭圆,可以求得a=

2
,c=1,b=1,

所以曲线E的方程为x2+

y2
2
=1.…5分

(Ⅱ)假设E上存在点P,使四边形OAPB为平行四边形.

由 (Ⅰ)可知曲线E的方程为x2+

y2
2
=1.

设直线l的方程为y=

2
x+m,A(x1,y1),B(x2,y2).

y=
2
x+m
x2+
y2
2
=1.
,得4x2+2
2
mx+m2-2=0

由△>0得m2<4,且x1+x2=-

2
m
2
x1x2=
m2-2
4
,…7分

y1y2=(

2
x1+m)(
2
x2+m)=
m2-2
2
,y1+y2=(
2
x1+m)+(
2
x2+m)=m
,E上的点P使四边形OAPB为平行四边形的充要条件是
OP
=
OA
+
OB

即P点的坐标为(x1+x2,y1+y2

(x1+x2)2+

(y1+y2)2
2
=1,

x12+

y12
2
=1,x22+
y22
2
=1
,所以可得2x1x2+y1y2+1=0,…9分

可得m2=1,即m=1或m=-1.

当m=1时,P(-

2
2
,1),直线l方程为y=
2
x+1

当m=-1时,P(

2
2
,-1),直线l方程为y=
2
x-1
.  12分.

综合
选择题