问题 解答题

已知动圆过点M(2,0),且被y轴截得的线段长为4,记动圆圆心的轨迹为曲线C.

(Ⅰ)求曲线C的方程;

(Ⅱ)过点M的直线交曲线C于A,B两点,若在x轴上存在定点P(a,0),使PM平分∠APB,求P点的坐标.

答案

(Ⅰ)设动圆圆心的坐标为(x,y).

依题意,有 22+|x|2=(x-2)2+y2,化简得 y2=4x.

所以动圆圆心的轨迹方程为y2=4x.

(Ⅱ)解法1:设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为x=my+2.

将直线AB的方程与曲线C的方程联立,消去x得:y2-4my-8=0.

所以y1+y2=4m,y1y2=-8.

若PM平分∠APB,则直线PA,PB的倾斜角互补,所以kPA+kPB=0.

∵P(a,0),则有 

y1
x1-a
+
y2
x2-a
=0.

将 x1=my1+2,x2=my2+2代入上式,整理得 

2my1y2+(2-a)(y1+y2)
(my1+2-a)(my2+2-a)
=0,

所以 2my1y2+(2-a)(y1+y2)=0.

将 y1+y2=4m,y1y2=-8代入上式,

得 (a+2)•m=0对任意实数m都成立,

所以a=-2.故定点P的坐标为(-2,0).

解法2:设A(x1,y1),B(x2,y2),

当过点M(2,0)的直线斜率不存在,

则lAB:x=2,A,B两点关于x轴对称,x轴上任意一点P(a,0)(a≠2)均满足PM平分∠APB,不合题意.

当过点M(2,0)的斜率k存在时(k≠0),设lAB:y=k(x-2),

联立

y=k(x-2)
y2=4x
,消去y得k2x2-4(k2+1)x+4k2=0,

△=32k2+16>0,x1+x2=

4k2+4
k2
,x1x2=4,

∵PM平分∠APB,则直线PA,PB的倾斜角互补,∴kPA+kPB=0.

∵P(a,0),(a≠2),则有 

y1
x1-a
+
y2
x2-a
=0.

将y1=k(x1-2)y2=k(x2-2)代入上式,

整理得 

k(x1-2)(x2-a)+k(x2-2)(x1-a)
(x1-a)(x2-a)
=0,

∴k(x1-2)(x2-a)+k(x2-2)(x1-a)=0

整理得2x1x2-(x1+x2)(2+a)+4a=0,

x1+x2=

4k2+4
k2
,x1x2=4代入化简得a=-2,

故定点P的坐标为(-2,0).

单项选择题
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