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设圆Q过点P(0,2),且在x轴上截得的弦RG的长为4. (1)求圆心Q的轨迹E...

设圆Q过点P(0,2),且在x轴上截得的弦RG的长为4.
(1)求圆心Q的轨迹E的方程;
(2)过点F(0,1),作轨迹E的两条互相垂直的弦AB,CD,设AB、CD的中点分别为M,N,试判断直线MN是否过定点?并说明理由.

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(1)借助于图象把已知条件转化为|QR|2=|QH|2+|RH|2,就可求出圆心Q的轨迹E的方程; (2)先利用条件求出AB的中点M的坐标与直线AB的斜率之间的关系式,以及CD的中点N与直线CD的斜率之间的关系式;再求出直线MN的方程,整理可以得到直线MN所过定点. 【解析】 (1)设圆心Q的坐标为(x、y),如图过圆心Q作QH⊥x轴于H, 则H为RG的中点,在Rt△RHQ中,|QR|2=|QH|2+|RH|2 ∵|QR|=|QP|,|RH|=2, ∴x2+(y-2)2=y2+4 即x2=4y,所以轨迹E的方程为x2=4y.(5分) (2)设A(xA,yA)、B(xB,yB),M(xm,ym)、N(xN,yN) 直线AB的方程为y=kx+1(k≠0),联立x2=4y有:x2-4kx-4=0 ∴,yM=kxM+1=2k2+1, ∴点M的坐标为(2k,2k2+1).(7分) 同理可得:点N的坐标为. 直线MN的斜率为, 其方程为,整理得k(y-3)=(k2-1)x, 不论k为何值,点(0,3)均满足方程, ∴直线MN恒过定点(0,3).(12分)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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