已知圆E:(x+3)2+y2=16,点F(3,0),P是圆E上任意一点,线段PF的垂直平分线和半径PE相交于Q.
(Ⅰ)求动点Q的轨迹Γ的方程;
(Ⅱ)直线l过点(1,1),且与轨迹Γ交于A,B两点,点M满足AM=MB,点O为坐标原点,延长线段OM与轨迹Γ交于点R,四边形OARB能否为平行四边形?若能,求出此时直线l的方程,若不能,说明理由.
3
3
AM
MB
【考点】直线和圆的方程的应用.
【答案】(I)轨迹方程为:+y2=1;
(II)能,理由:
(1)当直线l与x轴垂直时,直线l的方程为x=1,显然四边形OARB是平行四边形;
(2)当直线l与x轴不垂直时,设直线l:y=kx+m,显然k≠0,m≠0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),M(xM,yM).
联立方程组
,得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0,
∴x1+x2=-,
∵=,即M是AB的中点,
∴xM==-,yM=kxM+m=,
若四边形OARB是平行四边形,当且仅当AB,OR互相平分,
∴R(-,),
代入椭圆方程得:+=1,即16k2m2+4m2=16k4+8k2+1,
又直线l:y=kx+m经过点(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=,
∴直线l的方程为y=x+时,四边形OARB是平行四边形,
综上,直线l的方程为x=1或y=x+.
x
2
4
(II)能,理由:
(1)当直线l与x轴垂直时,直线l的方程为x=1,显然四边形OARB是平行四边形;
(2)当直线l与x轴不垂直时,设直线l:y=kx+m,显然k≠0,m≠0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),M(xM,yM).
联立方程组
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
若四边形OARB是平行四边形,当且仅当AB,OR互相平分,
∴R(-
8
km
1
+
4
k
2
2
m
1
+
4
k
2
代入椭圆方程得:
16
k
2
m
2
(
1
+
4
k
2
)
2
4
m
2
(
1
+
4
k
2
)
2
又直线l:y=kx+m经过点(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
∴直线l的方程为y=
3
8
5
8
综上,直线l的方程为x=1或y=
3
8
5
8
【解答】
【点评】
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