已知圓E:(x+3)2+y2=16,點F(3,0),P是圓E上任意一點,線段PF的垂直平分線和半徑PE相交于Q.
(Ⅰ)求動點Q的軌跡Γ的方程;
(Ⅱ)直線l過點(1,1),且與軌跡Γ交于A,B兩點,點M滿足AM=MB,點O為坐標原點,延長線段OM與軌跡Γ交于點R,四邊形OARB能否為平行四邊形?若能,求出此時直線l的方程,若不能,說明理由.
3
3
AM
MB
【考點】直線和圓的方程的應(yīng)用.
【答案】(I)軌跡方程為:+y2=1;
(II)能,理由:
(1)當直線l與x軸垂直時,直線l的方程為x=1,顯然四邊形OARB是平行四邊形;
(2)當直線l與x軸不垂直時,設(shè)直線l:y=kx+m,顯然k≠0,m≠0,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),M(xM,yM).
聯(lián)立方程組
,得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0,
∴x1+x2=-,
∵=,即M是AB的中點,
∴xM==-,yM=kxM+m=,
若四邊形OARB是平行四邊形,當且僅當AB,OR互相平分,
∴R(-,),
代入橢圓方程得:+=1,即16k2m2+4m2=16k4+8k2+1,
又直線l:y=kx+m經(jīng)過點(1,1),∴m=1-k,
∴16k2(1-k)2+4(1-k)2=16k4+8k2+1,
∴32k3-12k2+8k-3=0,即(4k2+1)(8k-3)=0.
∴k=,m=,
∴直線l的方程為y=x+時,四邊形OARB是平行四邊形,
綜上,直線l的方程為x=1或y=x+.
x
2
4
(II)能,理由:
(1)當直線l與x軸垂直時,直線l的方程為x=1,顯然四邊形OARB是平行四邊形;
(2)當直線l與x軸不垂直時,設(shè)直線l:y=kx+m,顯然k≠0,m≠0,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),M(xM,yM).
聯(lián)立方程組
y = kx + m |
x 2 4 + y 2 = 1 |
∴x1+x2=-
8
km
1
+
4
k
2
∵
AM
MB
∴xM=
x
1
+
x
2
2
4
km
1
+
4
k
2
m
1
+
4
k
2
若四邊形OARB是平行四邊形,當且僅當AB,OR互相平分,
∴R(-
8
km
1
+
4
k
2
2
m
1
+
4
k
2
代入橢圓方程得:
16
k
2
m
2
(
1
+
4
k
2
)
2
4
m
2
(
1
+
4
k
2
)
2
又直線l:y=kx+m經(jīng)過點(1,1),∴m=1-k,
∴16k2(1-k)2+4(1-k)2=16k4+8k2+1,
∴32k3-12k2+8k-3=0,即(4k2+1)(8k-3)=0.
∴k=
3
8
5
8
∴直線l的方程為y=
3
8
5
8
綜上,直線l的方程為x=1或y=
3
8
5
8
【解答】
【點評】
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