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如图所示,已知圆C:(x+1)2+y2=8,A(1,0)为定点,B为圆C上的动点,线段AB的垂直平分线交BC于点D,点D

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/07/06 12:34:05
如图所示,已知圆C:(x+1)2+y2=8,A(1,0)为定点,B为圆C上的动点,线段AB的垂直平分线交BC于点D,点D的轨迹为曲线E.
(Ⅰ)求曲线E的方程;
(Ⅱ)过点p(0,2)作直线l交曲线E于M,N两点,设线段MN的中垂线交y轴于点Q(0,m),求实数m的取值范围.
(本小题满分14分)
(Ⅰ)∵线段AB的垂直平分线交BC于点D,∴BD|=|AD|.
又|BD|+|CD|=2
2,|CD|+|AD|=2
2>2,
∴动点D的轨迹是以点A(1,0)、C(-1,0)为焦点的椭圆,
且椭圆的长轴长2a=2
2,
焦距2c=2.a=
2,c=1,b=1,
∴曲线E的方程为
x2
2+y2=1.(6分)
(Ⅱ)①当l的斜率不存在时,线段MN的中垂线为x轴,m=0;(8分)
②当l的斜率存在时,设l的方程为y=kx+2(k≠0),
代入
x2
2+y2=1,得:(
1
2+k2)x2+4kx+3=0,
由△>0得,k2>
3
2(10分)
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=
−4k

1
2+k2,

x1+x2
2=
−4k
1+2k2,
y1+y2
2=
kx1+2+kx2+2
2=
2
2k2+1,
∴线段MN的中点为(
−4k
1+2k2,
2
2k2+1),
中垂线方程为y-
2
2k2+1=−
1
k(x−
−4k
1+2k2),(12分)
令x=0,得y=
−2
2k2+1=m,由k2>
3
2,得-
1
2<m<0,
综上,实数m的取值范围是(-
1
2,0].(14分)