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.
(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
=0.y2 x2-a
将 x1=my1+2,x2=my2+2代入上式,整理得
=0,2my1y2+(2-a)(y1+y2) (my1+2-a)(my2+2-a)
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
,消去y得k2x2-4(k2+1)x+4k2=0,y=k(x-2) y2=4x
△=32k2+16>0,x1+x2=
,x1x2=4,4k2+4 k2
∵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
=0.y2 x2-a
将y1=k(x1-2)y2=k(x2-2)代入上式,
整理得
=0,k(x1-2)(x2-a)+k(x2-2)(x1-a) (x1-a)(x2-a)
∴k(x1-2)(x2-a)+k(x2-2)(x1-a)=0
整理得2x1x2-(x1+x2)(2+a)+4a=0,
将x1+x2=
,x1x2=4代入化简得a=-2,4k2+4 k2
故定点P的坐标为(-2,0).