内容正文:
定值、定点与存在性问题
例1 已知动圆过定点A(4,0),且在y轴上截得弦MN的长为8.
(1)求动圆圆心的轨迹C的方程;
(2)已知点B(-1,0),设不垂直于x轴的直线l与轨迹C交于不同的两点P,Q,若x轴是∠PBQ的角平分线,证明直线l过定点.
题型一 定点、定值问题
【解析】 (1)如图,设动圆圆心O1(x,y),由题意,|O1A|=|O1M|.
当O1不在y轴上时,
过O1作O1H⊥MN交MN于H,则H是MN的中点,
∴|O1M|=eq \r(x2+42).又|O1A|=eq \r(x-42+y2),
∴eq \r(x-42+y2)=eq \r(x2+42),化简,得y2=8x(x≠0).
又当O1在y轴上时,O1与O重合,点O1的坐标(0,0)也满足方程y2=8x,
∴动圆圆心的轨迹C的方程为y2=8x.
(2)由题意,设直线l的方程为y=kx+b(k≠0),P(x1,y1),Q(x2,y2),
将y=kx+b代入y2=8x中,
得k2x2+(2bk-8)x+b2=0.
其中Δ=-32kb+64>0.
由求根公式,得x1+x2=eq \f(8-2bk,k2),①
x1x2=eq \f(b2,k2).②
因为x轴是∠PBQ的角平分线,
所以eq \f(y1,x1+1)=-eq \f(y2,x2+1).
即y1(x2+1)+y2(x1+1)=0.
∴(kx1+b)(x2+1)+(kx2+b)(x1+1)=0.
∴2kx1x2+(b+k)(x1+x2)+2b=0.③
将①,②代入③,得2kb2+(k+b)(8-2bk)+2k2b=0.
∴k=-b,此时Δ>0.
∴直线l的方程为y=k(x-1),即直线l过定点(1,0).
点评:定值、定点问题是指曲线变化或参数值变化时,某一个量不变或某一个点不变,解决的方法都是用参数把有关量表示出来,进行化简变形得出要求的定值.这类问题考查的是代数运算能力.
(2015·山东淄博期末)已知动圆C与圆C1:(x+1)2+y2=1相外切,与圆C2:(x-1)2+y2=9相内切,设动圆圆心C的轨迹为T,且轨迹T与x轴右半轴的交点为A.
(1)求轨迹T的方程;
(2)已知直线l:y=kx+m与轨迹T相交于M,N两点(M,N不在x轴上).若以MN为直径的圆过点A,求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标.
对点训练
【解