问题 解答题

过定点A(1,0)的动圆M与定圆B:(x+1)2+y2=8内切(圆心为B).

(1)求动圆圆心M的轨迹方程;

(2)设点N(0,1),是否存在直线l交M的轨迹于P,Q两点,使得△NPQ的垂心恰为点A.若存在,求出该直线l的方程;若不存在,请说明理由.

答案

(1)设M(x,y),由题意得|MB|=2

2
-|MA|,即|MA|+|MB|=2
2
>|AB|=2,

由椭圆的定义可得:点M的轨迹是以A(1,0),B(-1,0)为焦点的椭圆,

2a=2

2
,2c=2,解得a=
2
,c=1,b2=a2-c2=1.

故动圆圆心M的轨迹方程为

x2
2
+y2=1.

(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),

∵A是垂心,∴kl=-

1
kNA
=1,

设直线l的方程为y=x+m,联立

y=x+m
x2
2
+y2=1

消去y整理得3x2+4mx+2(m2-1)=0,

x1+x2=-

4m
3
x1x2=
2(m2-1)
3
,又AP⊥NQ,

AP
NQ
=0,∴(x1-1,x1+m)•(x2,x2+m-1)=0,整理为2x1x2+(m-1)(x1+x2)+m(m-1)=0,

4(m2-1)
3
+(m-1)(-
4m
3
)+m(m-1)=0,解之得m=1(舍去)或m=-
4
3

经检验m=-

4
3
符合题意,故存在符合题意的直线l:y=x-
4
3

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