(本小题满分15分)
已知定点A、B间的距离为2,以B为圆心作半径为2的圆,P为圆上一点,线段AP的垂直平分线l与直线PB交于点M,当P在圆周上运动时,点M的轨迹记为曲线C.
(1)建立适当的坐标系,求曲线C的方程,并说明它是什么样的曲线;
(2)试判断l与曲线C的位置关系,并加以证明.
(本小题满分15分)
已知定点A、B间的距离为2,以B为圆心作半径为2的圆,P为圆上一点,线段AP的垂直平分线l与直线PB交于点M,当P在圆周上运动时,点M的轨迹记为曲线C.
(1)建立适当的坐标系,求曲线C的方程,并说明它是什么样的曲线;
(2)试判断l与曲线C的位置关系,并加以证明.
解 (1)以AB中点为坐标原点,直线AB所在直线为x轴建立平面直角坐标系,则A(-1,0),B(1,0).
设M(x, y),由题意:|MP|=|MA|, |BP|=2,所以 |MB|+|MA|=2
.
故曲线C是以A、B为焦点,长轴长为2的椭圆,其方程为x2+2y2=2.
(2)直线l与曲线C的位置关系是相切.
证法一:由(1)知曲线C方程为x2+2y2=2,
设P(m, n),则P在⊙B上,故(m-1)2+n2=8, 即m2+n2=7+2m.
当P、A、B共线时,直线l的方程为x=±,显然结论成立.
当P、A、B不共线时,直线l的方程为:
,整理得,
把直线l的方程代入曲线C方程得:,
整理得
∴直线l与曲线C相切.(说明:以A或B为原点建系亦可)
证法二:在直线l上任取一点,连结
,由垂直平分线的性质得
,
∴ (当且仅当M、
重合时取“=”号)
∴直线l与椭圆C有且仅有一个公共点M. 结论得证