设实数 $r>1$,如果复平面上的动点 $z$ 满足 $|z|=r$,则动点 $\omega=z+\dfrac{1}{z}$ 的轨迹是  \((\qquad)\)
A: 焦距为 $4$ 的椭圆
B: 焦距为 $\dfrac4r$ 的椭圆
C: 焦距为 $2$ 的椭圆
D: 焦距为 $\dfrac2r$ 的椭圆
【难度】
【出处】
【标注】
【答案】
A
【解析】
令 $z=r(\cos\theta+\mathrm{i}\sin\theta),\theta\in[0,2\pi)$,则$$\omega=z+\dfrac1z=\left(r\cos\theta+\dfrac1r\cos\theta\right)+\left(r\sin\theta-\dfrac1r\sin\theta\right)\mathrm{i}.$$设 $\omega=x+\mathrm{i}y$,则有$$\begin{cases}x=r\cos\theta+\dfrac1r\cos\theta,\\y=r\sin\theta-\dfrac1r\sin\theta,\end{cases}$$由此进一步得$$\begin{cases}\dfrac{x}{r+\frac1r}=\cos\theta,\\\dfrac{y}{r-\frac1r}=\sin\theta,\end{cases}$$两式分别平方相加,得$$\dfrac{x^2}{\left(r+\frac1r\right)^2}+\dfrac{y^2}{\left(r-\frac1r\right)^2}=1,$$其中 $r>1$,焦距为$$2\sqrt{\left(r+\dfrac1r\right)^2-\left(r-\dfrac1r\right)^2}=4.$$
题目 答案 解析 备注
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