解题思路:(1)根据以点P为圆心的圆与圆x2+y2-2y=0外切且与x轴相切,建立方程,化简可求动点P的轨迹方程;
(2)将y=mx+2m+5代入x2=4y得x2-4mx-8m-20=0,利用以线段AB为直径的圆的方程为x2+y2-(x1+x2)x+x1x2-(y1+y2)y+y1y2=0,结合韦达定理,可得关于m的方程4m2(1-y)+4m(3-x-y)+x2+y2-10y+5=0,利用关于m的方程有无数解,即可得出结论.
(1)设P(x,y),由题意知y>0且
x2+(y−1)2=y+1,得x2=4y
故所求点P的轨迹方程为x2=4y(y>0)…(5分)
(2)设A(x1,y1)、B(x2,y2),
将y=mx+2m+5代入x2=4y得x2-4mx-8m-20=0
∴x1+x2=4m,x1x2=-8m-20…(7分)
而以线段AB为直径的圆的方程为x2+y2-(x1+x2)x+x1x2-(y1+y2)y+y1y2=0,
即x2+y2−(x1+x2)x+x1x2−
1
4[(x1+x2)2−2x1x2]y+
x21
x22
16=0,
得x2+y2-4mx-(4m2+4m+10)y+4m2+12m+5=0,…(10分)
整理成关于m的方程4m2(1-y)+4m(3-x-y)+x2+y2-10y+5=0
由于以上关于m的方程有无数解,故1-y=0且3-x-y=0且x2+y2-10y+5=0,
由以上方程构成的方程组有唯一解x=2,y=1.
由此可知,以线段AB为直径的圆必经过定点(2,1).…(13分)
点评:
本题考点: 直线和圆的方程的应用.
考点点评: 本题考查直线与圆的位置关系,考查轨迹方程的求解,考查恒过定点问题,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.