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在平面直角坐标系中,已知点A(-1,0),B(1,0),动点P满足PA⊥PB, ...

在平面直角坐标系中,已知点A(-1,0),B(1,0),动点P满足PA⊥PB,
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)若过点Q(1,2)的直线l与点P的轨迹有且只有一个交点,求直线l的方程.
(1)设出P的坐标为(x,y),由A和B的坐标分别表示出与的坐标,且由两向量垂直得到其数量积为0,故利用平面向量的数量积运算法则列出x与y的关系式,可得出动点P的运动轨迹; (2)由第一问得出的动点P的运动轨迹为圆心为原点,半径为1的圆(除去与x轴的两交点),如图所示,由过点Q的直线l与点P的轨迹有且只有一个交点,分两种情况:①直线l与圆相切,也分两种情况:直线l的斜率存在时与不存在时,当直线l的斜率存在时,设出直线l的斜率为k,由Q的坐标表示出直线l的方程,根据直线与圆相切时,圆心到直线的距离等于圆的半径,故利用点到直线的距离公式列出关于k的方程,求出方程的解得到k的值,进而确定出直线l的方程;当直线l的斜率不存在时,此时直线l的方程为直线x=1,经检验,不合题意;②当直线l与圆相交时,根据图形可知直线l必然过A点,由A和Q的坐标得出此时直线l的方程,综上,得到满足题意的所有直线l的方程. 【解析】 (1)设P(x,y), ∵PA⊥PB,A(-1,0),B(1,0), ∴=(-1-x,-y),=(1-x,-y), ∴由,得(-1-x)•(1-x)+(-y)2=0, 即x2-1+y2=0,…(3分) 则动点P轨迹方程为x2+y2=1(y≠0);…(4分) (2)由直线l与点P的轨迹有且只有一个交点, 故分两种情况考虑: ①当直线l与圆相切时, 若斜率存在,设l:y=k(x-1)+2, 即kx-y+2-k=0由,得, 此时直线l方程为:3x-4y+5=0,符合题意,…(7分) 若斜率不存在,此时方程:x=1,与圆x2+y2=1切于点B,不符合题意;…(8分) ②当直线l与圆相交时,直线QA与轨迹仅有一个交点, ∵A(-1,0),Q(1,2), 此时直线l的方程为:y=(x+1),即y=x+1,符合题意, 综上所述:所求直线l的方程为:3x-4y+5=0或x-y+1=0.…(10分)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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