Question

【題目】已知圓M：（x+m）2+y2＝4n2（m，n＞0且m≠n），點N（m，0），P是圓M上的動點，線段PN的垂直平分線交直線PM于點Q，點Q的軌跡為曲線C．

（1）討論曲線C的形狀，并求其方程；

（2）若m＝1，且△QMN面積的最大值為．直線l過點N且不垂直于坐標軸，l與曲線C交于A，B，點B關(guān)于x軸的對稱點為D．求證：直線AD過定點，并求出該定點的坐標．

Answer 1

【答案】（1）曲線的形狀答案不唯一，見解析，曲線的方程；（2）見解析，定點（4，0）

【解析】

（1）當m＞n，由題意得QN-QM＝2n＜2m，此時Q點軌跡為雙曲線的左支；當m＜n，

QN+QM＝2n＞2m，此時Q點軌跡為橢圓.根據(jù)概念直接求軌跡方程即可得解.

（2）由題意得Q點方程為，N（1，0），設(shè)直線l：x＝my+1，A（x1，y1），

B（x2，y2），D（x2，﹣y2），聯(lián)立方程得，，表示出直線AD的方程后即可得直線恒過（4，0），即可得證.

（1）當m＞n，即N點在圓M外時，軌跡是雙曲線，如圖：

因為QP＝QN，則QN-QM＝QP-QM＝MP＝r＝2n＜MN＝2m，

所以點Q的軌跡是以M，N為焦點，以2n為實軸長的雙曲線的左支，則Q點軌跡方程為；

當m＜n，即N點在圓M內(nèi)時，軌跡是橢圓，如圖：

因為QP＝QN，則QN+QM＝QP+QM＝MP＝r＝2n＞MN＝2m，所以點Q的軌跡是以M，N為焦點，以2n為長軸長的橢圓，則Q點軌跡方程為；

（2）因為△QMN的面積有最大值，故此時Q點軌跡是橢圓，即Q點所在方程為，

且當Q點為上（下）短軸頂點時△QMN的面積最大，即有2，

解得n2＝4，

所以Q點方程為，N（1，0），設(shè)直線l：x＝my+1，A（x1，y1），B（x2，y2），D（x2，﹣y2），

聯(lián)立，整理得，則，，

因為，

所以直線AD的方程為，

令y＝0，得，

則直線AD必過點（4，0），證畢．