问题 解答题
已知A(-2,0),B(2,0),点C、D依次满足|
AC
|=2,
AD
=
1
2
(
AB
+
AC
)

(1)求点D的轨迹;
(2)过点A作直线l交以A、B为焦点的椭圆于M、N两点,线段MN的中点到y轴的距离为
4
5
,且直线l与点D的轨迹相切,求该椭圆的方程;
(3)在(2)的条件下,设点Q的坐标为(1,0),是否存在椭圆上的点P及以Q为圆心的一个圆,使得该圆与直线PA,PB都相切,如存在,求出P点坐标及圆的方程,如不存在,请说明理由.
答案

(1)设C(x0y0),D(x,y),

AC
=(x0+2,y0),
AB
=(4,0).

AD
=(
x0
2
+3,
y0
2
)=(x+2,y),则
x0=2(x-1)
y0=2y

代入|

AC
|2=(x0+2)2+y02=4,得x2+y2=1.

所以,点D的轨迹是以原点为圆心,1为半径的圆.      

(2)设直线l的方程为y=k(x+2).①

椭圆的方程

x2
a2
+
y2
a2-4
=1(a2>4);②

由l与圆相切得:

|2k|
1+k2
=1,k2=
1
3

将①代入②得:(a2k2+a2-4)x2+4a2k2x+4a2k2-a4+4a2=0,

k2=

1
3
,可得(a2-3)x2+a2x-
3
4
a4+4a2=0

x1,2=

-a2±
3
a(a2-4)
2(a2-3)

x1+x2=-

a2
a2-3
=-2×
4
5
,解得a2=8.

椭圆方程为

x2
8
+
y2
4
=1.

(3)假设存在椭圆上的一点P(x0,y0),使得直线PA,PB与以Q为圆心的圆相切,

则Q到直线PA,PB的距离相等,

A(-2,0),B(2,0),PA:(x0+2)y-y0x-2y0,PB:(x0-2)y-y0x+2y0=0,

d1=

|y0|
(x0-2)2+y02
=
|3y0|
(x0+2)2+y02
=d2

化简整理得:8x02-40x0+32+8y02=0

∵点P在椭圆上,∴x02+2y02=8

解得:x0=2或x0=8(舍)

x0=2时,y0

2
,r=1,

∴椭圆上存在点P,其坐标为(2,

2
)或(2,-
2
),使得直线PA,PB与以Q为圆心的圆(x-1)2+y2=1相切.

单项选择题
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