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已知⊙M:x2+(y-2)2=1,Q是x轴上的动点,QA、QB分别切⊙M于A、B两点.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/15 16:32:36
已知⊙M:x2+(y-2)2=1,Q是x轴上的动点,QA、QB分别切⊙M于A、B两点.
(Ⅰ)求证直线AB恒过一个定点;
(Ⅱ)求动弦AB的中点P的轨迹方程.
(Ⅰ)证明:设Q(a,0),由题意知M,A,Q,B四点共圆,直径为MQ,设R(x,y)是该圆上任一点,


MR•

QR=0得,x(x-a)+(y-2)y=0,即x2+y2-ax-2y=0.①
①式与x2+(y-2)2=1联立,消去x2+y2项得两圆公共弦AB的方程为-ax+2y=3,
∴无论a取何值,直线AB恒过点(0,
3
2).
(Ⅱ)连接MB,MQ,设P(x,y),Q(a,0),点M、P、Q在一条直线上,当a≠0时,得
2
−a=
2−y
−x.②
由射影定理有|MB|2=|MP|•|MQ|,即
x2+(y−2)2•
a2+4=1.③
由②及③消去a,并注意到y<2,可得x2+(y-
7
4)2=
1
16(y<2).
当a=0时,P点为(0,
3
2),满足方程x2+(y-
7
4)2=
1
16(y<2).
∴中点P的轨迹方程为x2+(y-
7
4)2=
1
16(y<2).