已知圆的方程为x2+y2=r2,圆内有一定点P(a,b),A,B是圆周上的两个动点,PA⊥PB,求矩形APBQ的顶点Q的轨迹方程.
问题描述:
已知圆的方程为x2+y2=r2,圆内有一定点P(a,b),A,B是圆周上的两个动点,PA⊥PB,求矩形APBQ的顶点Q的轨迹方程.
答
设A(x1,y1),B(x2,y2),Q(x,y),又P(a,b),
则x1+x2=x+a,y1+y2=y+b,
=(x1-a,y1-b),PA
=(x2-a,y2-b).PB
由PA⊥PB,得
•PA
=0,即(x1-a)(x2-a)+(y1-b)(y2-b)=0.PB
整理得:x1x2+y1y2-a(x1+x2)-b(y1+y2)+a2+b2=0,
即x1x2+y1y2=ax+by ①
又∵点A、B在圆上,∴x12+y12=x22+y22=r2,②
再由|AB|=|PQ|,得(x1-y1)2+(x2-y2)2=(x-a)2+(y-b)2,
整理得:x12+y12+x22+y22-2(x1x2+y1y2)=(x-a)2+(y-b)2,③
把①②代入③得:x2+y2=2r2-a2-b2+2r2.
∴矩形APBQ的顶点Q的轨迹方程为:x2+y2=2r2-a2-b2.