已知圆O:x2+y2=4与x轴交于点A(-2,0),过圆上一动点M作x轴的垂线,垂足为H,设MH的中点为N,记N的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)过(-65,0)作与x轴不重合的直线l交曲线C于P,Q两点,直线OQ与曲线C的另一交点为S,设直线AP,AS的斜率分别为k1,k2.证明:k1=4k2.
(
-
6
5
,
0
)
【考点】轨迹方程.
【答案】(1);
(2)证明:①当直线l的斜率不存在时,直线l的方程为:,
若点P在轴上方,则点Q在x轴下方,则,
直线OQ与曲线C的另一交点为S,则S与Q关于原点对称,
∴,
∴,
∴k1=4k2;
若点P在x轴下方,则点Q在x轴上方,
同理得:,
∴,
∴k1=4k2;
②当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为:,
由与联立,得:,
其中,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则S(-x2,-y2),
则,
∴,
则
=,
∴k1=4k2.
x
2
4
+
y
2
=
1
(2)证明:①当直线l的斜率不存在时,直线l的方程为:
x
=
-
6
5
若点P在轴上方,则点Q在x轴下方,则
P
(
-
6
5
,
4
5
)
,
Q
(
-
6
5
,-
4
5
)
直线OQ与曲线C的另一交点为S,则S与Q关于原点对称,
∴
S
(
6
5
,
4
5
)
∴
k
1
=
k
AP
=
4
5
-
0
-
6
5
+
2
=
1
,
k
2
=
k
AS
=
4
5
-
0
6
5
+
2
=
1
4
∴k1=4k2;
若点P在x轴下方,则点Q在x轴上方,
同理得:
P
(
-
6
5
,-
4
5
)
,
Q
(
-
6
5
,
4
5
)
,
S
(
6
5
,-
4
5
)
∴
k
1
=
k
AP
=
-
4
5
-
0
6
5
+
2
=
-
1
,
k
2
=
k
AS
=
-
4
5
-
0
6
5
+
2
=
-
1
4
∴k1=4k2;
②当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为:
x
=
my
-
6
5
由
x
=
my
-
6
5
x
2
4
+
y
2
=
1
(
m
2
+
4
)
y
2
-
12
m
5
y
-
64
25
=
0
其中
Δ
=
144
m
2
25
+
4
×
(
m
2
+
4
)
×
64
25
>
0
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则S(-x2,-y2),
则
y
1
+
y
2
=
12
m
5
m
2
+
4
,
y
1
y
2
=
-
64
25
m
2
+
4
∴
k
1
=
k
AP
=
y
1
-
0
x
1
+
2
=
y
1
x
1
+
2
,
k
2
=
k
AS
=
-
y
2
-
0
-
x
2
+
2
=
y
2
x
2
-
2
则
k
1
k
2
=
y
1
x
1
+
2
•
x
2
-
2
y
2
=
y
1
(
m
y
2
-
16
5
)
(
m
y
1
+
4
5
)
y
2
=
m
y
1
y
2
-
16
5
y
1
m
y
1
y
2
+
4
5
(
y
1
+
y
2
)
-
4
5
y
1
=
-
64
25
m
m
2
+
4
-
16
5
y
1
-
64
25
m
m
2
+
4
+
4
5
•
12
5
m
m
2
+
4
-
4
5
y
1
=
-
64
25
m
m
2
+
4
-
16
5
y
1
-
16
25
m
m
2
+
4
-
4
5
y
1
=
4
∴k1=4k2.
【解答】
【点评】
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