已知点F( 1,0),⊙F与直线4x+3y+1=0相切,动圆M与⊙F及y轴都相切.
(I )求点M的轨迹C的方程;
(II)过点F任作直线l,交曲线C于A,B两点,由点A,B分别向⊙F各引一条切线,切点 分别为P,Q,记α=∠PAF,β=∠QBF.求证sinα+sinβ是定值.
(Ⅰ)⊙F的半径r
=1,∴⊙F的方程为(x-1)2+y2=1,|4+1| 42+32
由题意动圆M与⊙F及y轴都相切,分以下情况:
(1)动圆M与⊙F及y轴都相切,但切点不是原点的情况:
作MH⊥y轴于H,则|MF|-1=|MH|,即|MF|=|MH|+1,
过M作直线x=-1的垂线MN,N为垂足,
则|MF|=|MN|,
∴点M的轨迹是以F为焦点,x=-1为准线的抛物线,
∴点M的轨迹C的方程为y2=4x(x≠0);
(2)动圆M与⊙F及y轴都相切且仅切于原点的情况:
此时点M的轨迹C的方程为y=0(x≠0,1);
(Ⅱ)对于(Ⅰ)中(1)的情况:
当l不与x轴垂直时,设直线l的方程为y=k(x-1),
由
得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,y=k(x-1) y2=4x
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=2k2+4,x1x2=1,
∴sinα+sinβ=
+1 |AF|
=1 |BF|
+1 x1+1
=1 x2+1
=1.x1+x2+2 x1x2+x1+x2+1
当l与x轴垂直时,也可得sinα+sinβ=1,
对于(Ⅰ)中(2)的情况不符合题意(即作直线l,交C于一个点或无数个点,而非两个交点).
综上,有sinα+sinβ=1.