已知点 $A,B$ 关于坐标原点 $O$ 对称,$|AB|=4$,$\odot M$ 过点 $A,B$ 且与直线 $x+2=0$ 相切.
(1)若 $A$ 在直线 $x+y=0$ 上,求 $\odot M$ 的半径;
(2)是否存在定点 $P$,使得当 $A$ 运动时,$|MA|-|MP|$ 为定值?并说明理由.
(1)若 $A$ 在直线 $x+y=0$ 上,求 $\odot M$ 的半径;
(2)是否存在定点 $P$,使得当 $A$ 运动时,$|MA|-|MP|$ 为定值?并说明理由.
【难度】
【出处】
2019年高考全国I卷(文)
【标注】
【答案】
略
【解析】
(1)因为 $\odot M$ 过点 $A,B$,所以圆心 $M$ 在 $AB$ 的垂直平分线上.由已知 $A$ 在直线 $x+y=0$ 上,且 $A,B$ 关于坐标原点 $O$ 对称,所以 $M$ 在直线 $y=x$ 上,故可设 $M(a,a)$.
因为 $\odot M$ 与直线 $x+2=0$ 相切,所以 $\odot M$ 的半径为 $r=|a+2|$.
由已知得 $|AO|=2$,又 $\overrightarrow{MO}\perp \overrightarrow{AO}$,故可得 $2a^2+4=(a+2)^2$,解得 $a=0$ 或 $a=4$.
故 $M$ 的半径 $r=2$ 或 $r=6$.
(2)存在定点 $P(1,0)$,使得 $|MA|-|MP|$ 为定值.
理由如下:
设 $M(x,y)$,由已知得 $\odot M$ 的半径为 $r=|x+2|,|AO|=2$.
由于 $\overrightarrow{MO}\perp \overrightarrow{AO}$,故可得 $x^2+y^2+4=(x+2)^2$,化简得 $M$ 的轨迹方程为 $y^2=4x$.
因为曲线 $C:y^2=4x$ 是以点 $P(1,0)$ 为焦点,以直线 $x=-1$ 为准线的抛物线,所以 $|MP|=x+1$.
因为 $|MA|-|MP|=r-|MP|=x+2-(x+1)=1$,所以存在满足条件的定点 $P$.
因为 $\odot M$ 与直线 $x+2=0$ 相切,所以 $\odot M$ 的半径为 $r=|a+2|$.
由已知得 $|AO|=2$,又 $\overrightarrow{MO}\perp \overrightarrow{AO}$,故可得 $2a^2+4=(a+2)^2$,解得 $a=0$ 或 $a=4$.
故 $M$ 的半径 $r=2$ 或 $r=6$.
(2)存在定点 $P(1,0)$,使得 $|MA|-|MP|$ 为定值.
理由如下:
设 $M(x,y)$,由已知得 $\odot M$ 的半径为 $r=|x+2|,|AO|=2$.
由于 $\overrightarrow{MO}\perp \overrightarrow{AO}$,故可得 $x^2+y^2+4=(x+2)^2$,化简得 $M$ 的轨迹方程为 $y^2=4x$.
因为曲线 $C:y^2=4x$ 是以点 $P(1,0)$ 为焦点,以直线 $x=-1$ 为准线的抛物线,所以 $|MP|=x+1$.
因为 $|MA|-|MP|=r-|MP|=x+2-(x+1)=1$,所以存在满足条件的定点 $P$.
答案
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