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已知A(-2,0)、B(2,0),点C、点D满足|AC|=2,向量AD=1/2(向量AB+向量AC)

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/04/28 01:50:15
已知A(-2,0)、B(2,0),点C、点D满足|AC|=2,向量AD=1/2(向量AB+向量AC)
(1)求点D的轨迹方程
(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
.特别是第二题...好难吖.
设C(xc,yc),D(x,y),则
向量AB=(4,0),向量AC=(xc+2,yc),向量AD=(x+2,y)
∵|AC|=2
∴C的轨迹方程为:
(xc+2)²+yc²=4(1)
∵向量AD=1/2(向量AB+向量AC)
∴代数表达为:
x+2=1/2(xc+2+4)
y=1/2yc
整理,得:
xc=2x-2(2)
yc=2y(3)
将(2)、(3)代入(1),得:
4x²+4y²=4
x²+y²=1
答:D的轨迹方程为x²+y²=1.
显然:过点A(-2,0)且与x轴垂直的直线不可能与D的轨迹相切,
不符合题意
∴直线l的斜率必然存在
设l:y=k(x+2),即kx-y+2k=0
∵直线l与D的轨迹相切
∴D的轨迹的圆心O(0,0)到直线l的距离为半径r=1
代入点到直线的距离公式,有:
|2k|/(k²+1)^0.5=1
解得:k=±√3/3
经画图、分析可知:图像关于x轴对称
∴k=√3/3与k=-√3/3等价
∴不妨设k=√3/3
则l:y=√3/3(x+2)
设椭圆的方程为:x²/a²+y²/b²=1
∵A(-2,0),B(2,0)为焦点
∴a²-b²=4
设M(x1,y1),N(x2,y2)
将椭圆方程与直线方程联立,得:
x²/a²+(x+2)²/(3b²)=1
3b²x²+a²x²+4a²x+4a²=3a²b²
(a²+3b²)x²+4a²x+4a²-3a²b²=0
根据韦达定理,有:
x1+x2=-2a²/(a²+3b²)
∵M(x1,y1),N(x2,y2)在直线l:y=√3/3(x+2)上
∴y1=√3/3(x1+2),y2=√3/3(x2+2)
∴y1+y2=√3/3(x1+x2+4)=√3/3[-2a²/(a²+3b²)+4]
设MN中点为E(xe,ye),则
根据题意,有:ye=4/5
∵E为MN中点
∴ye=1/2(y1+y2)=√3/3[-a²/(a²+3b²)+2]=4/5
又∵a²-b²=4
∴解得:a²=(1845+60√3)/457,b²=(17+60√3)/457
答:椭圆的方程为457x²/(1845+60√3)+457y²/(17+60√3)=1.