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(2014•福建模拟)如图,在圆O:x2+y2=4上任取一点P,过点P作x轴的垂线段PD,D为垂足.设M为线段PD的中点

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/23 13:39:31
(2014•福建模拟)如图,在圆O:x2+y2=4上任取一点P,过点P作x轴的垂线段PD,D为垂足.设M为线段PD的中点.
(Ⅰ)当点P在圆O上运动时,求点M的轨迹E的方程;
(Ⅱ)若圆O在点P处的切线与x轴交于点N,试判断直线MN与轨迹E的位置关系.
满分(13分).
(Ⅰ)设M(x,y),则P(x,2y).
∵点P在圆x2 +y2=4上,∴x2 +(2y)2=4,
∴点M的轨迹E的方程为
x2
4+y2=1.…(4分)
(Ⅱ)(i) 当直线PN的斜率不存在时,
直线MN的方程为x=2或x=-2.与轨迹E相切;
(ii)当直线PN的斜率存在时,设PN的方程为y=kx+t,k≠0,
∵直线PN与圆O相切,∴
|t|

k2+1=2,即t2-4k2-4=0.…(7分)
又直线MN的斜率等于
k
2,点N的坐标为(-
t
k,0).
∴直线MN的方程为y=
k
2(x+
t
k),即y=
1
2(kx+t). …(9分)


y=
1
2(kx+t)

x2
4+y2=1,得(1+k2)x22-4=0.
∵△=(2kt)2-4(1+k2)(t2-4)
=4k2(t2-4k2-4)=0.
故直线MN与轨迹E相切.
综上(i)(ii)知,直线MN与轨迹E相切. …(13分)