Question

如图，已知两点A（-，0）、B（，0），△ABC的内切圆的圆心在直线x=2上移动．
（Ⅰ）求点C的轨迹方程；
（Ⅱ）过点M（2，0）作两条射线，分别交（Ⅰ）中所求轨迹于P、Q两点，且=0，求证：直线PQ必过定点．

Answer

（Ⅰ）由题意，根据平面几何知识可知C的轨迹是以A、B为焦点，实轴长为4的双曲线的右支（不含右顶点），
由|CA|-|CB|=|AD|-|BD|求出实半轴，结合b2=c2-a2求出b2，则C点的轨迹可求；
（Ⅱ）设出直线PQ与x轴的交点，由此写出直线PQ所在直线方程，和双曲线方程联立后化为关于y的一元二次方程，利用根与系数关系得到P，Q两点的纵坐标的和与积，结合=0列式求出PQ与x轴交点的横坐标为定值．
【解析】
（Ⅰ）设△ABC内切圆切AB边于点D，
则．
∴点C的轨迹是以A、B为焦点，实轴长为4的双曲线的右支（不含右顶点），
由a=2，c=，得．
所以点C的方程为；
（Ⅱ）设PQ：x=my+a（a＞2），代入，
得（m2-4）y2+2amy+a2-4=0
设P（x1，y1），Q（x2，y2），
则．
∵
=．
∴．
化简，得3a2-16a+20=0，解得a=2（舍去）或．
故直线PQ必过定点．