(本小题满分12分)
设圆的圆心为,直线过点且与轴不重合,交圆于,两点,过作的平行线交于点。
(1)证明为定值,并写出点的轨迹方程;
(2)设点的轨迹为曲线,直线交于,两点,过且与垂直的直线与圆交于,两点,求四边形面积的取值范围。
(1)将圆的方程化为标准方程:,由于,则,又,所以,因此,所以,这样就得到了为定值,根据椭圆的定义,点的轨迹方程为:()。 ......4分
(2)设(),则在中应用余弦定理,有,结合可解得。类似的,可得,从而。此时直线的方程为,于是圆的弦长。所以可得四边形的面积,因为,所以,于是四边形的面积的取值范围是。 ......12分
(1)根据题中所给关系证明为等腰三角形,即可证明为定值,根据椭圆的定义,点的轨迹方程为:。
(2)应用余弦定理可得、,根据点到直线的距离以及勾股定理可求得,即可确定四边形的面积表达式,根据三角函数的值域,即可确定四边形面积的取值范围。