已知点F(0,1),一动圆过点F且与圆x2+(y+1)2=8内切,

已知点F(0,1),一动圆过点F且与圆x2+(y+1)2=8内切,
(1)求动圆圆心的轨迹C的方程;
(2)设点A(a,0),点P为曲线C上任一点,求点A到点P距离的最大值d(a);
(3)在0<a<1的条件下,设△POA的面积为s1(O是坐标原点,P是曲线C上横坐标为a的点),以d(a)为边长的正方形的面积为s2.若正数m满足s1
1
4
ms2
,问m是否存在最小值,若存在,请求出此最小值,若不存在,请说明理由.
陈幽泓 1年前 已收到1个回答 举报

hanliux 幼苗

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解题思路:(1)设圆心坐标为P(x,y),则动圆的半径为r=
x2+(y−1)2
,又动圆与x2+(y+1)2=8内切,故
x2+(y+1)2
=|2
2
−r|
,由此能求出动圆圆心的轨迹C的方程.
(2)设P(x,y),则|PA|2=(x-a)2+y2=(x-a)2+2-2x2=-(x+a)2+2a2+2,令f(x)=-(x+a)2+2a2+2,x∈[-1,1].再分类讨论能够推导出d(a)=
1−a,a<−1
2a2+2
,−1≤a≤1
1+a,a>1

(3)当0<a<1时,P(a,±
2−2a2
),于是S1
1
2
a
2(1−a2)
,S2=2a2+2,若正数m满足条件,则m≥
a
2(1−a2)
a2+1

m2
2a2(1−a2)
(a2+1)2
,令f(a)=
2a2(1−a2)
(a2+1)2
,设t=a2+1,则t∈(1,2),a2=t-1,于是f(a)=
2(t−1)(2−t)
t2
=-4(
1
t
3
4
)
2
+
1
4
,由此能够导出m存在最小值[1/2].

(1)设圆心坐标为P(x,y),则动圆的半径为r=
x2+(y−1)2,
又动圆与x2+(y+1)2=8内切,

x2+(y+1)2=|2
2−r|,
整理得2x2+y2=2,
∴动圆圆心的轨迹C的方程为2x2+y2=2.
(2)设P(x,y),则
|PA|2=(x-a)2+y2=(x-a)2+2-2x2
=-x2-2ax+a2+2
=-(x+a)2+2a2+2,
令f(x)=-(x+a)2+2a2+2,x∈[-1,1],
∴当-a<-1,即a>1时,f(x)在[-1,1]上是减函数,
[f(x)]max=f(-1)=(a+1)2
当-1≤-a≤1,即-1≤a≤1时,f(x)在[-1,-a]上是增函数,在[-a,1]上是减函数,
则[f(x)]max=f(-a)=2a2+2.
当-a>1,即a<-1时,f(x)在[-1,1]上是增函数,
[f(x)]max=f(1)=(a-1)2
∴d(a)=

1−a,a<−1

2a2+2,−1≤a≤1
1+a,a>1.
(3)当0<a<1时,P(a,±
2−2a2),于是S

点评:
本题考点: 圆与圆锥曲线的综合;轨迹方程.

考点点评: 本题主要考查直线与圆锥曲线的综合应用能力,具体涉及到轨迹方程的求法及直线与椭圆的相关知识,解题时要注意合理地进行等价转化.

1年前

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