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已知圆C过定点A(0,a)(a>0),且在x轴上截得的弦MN的长为2a.
(1)求圆C的圆心的轨迹方程;
(2)设|AM|=m,|AN|=n,求
m
n
+
n
m
的最大值及此时圆C的方程.△ABC中,a,b,c是内角A,B,C的对边,且lgsinA,lgsinB,lgsinC成等差数列,则下列两条直线l1:(sin2A)x+(sinA)y-a=0,l2:(sin2B)x+(sinC)y-c=0的位置关系是(  )
分析:(1)设圆C的圆心为C(x,y),圆的半径 r=
x2+(y-a)2
,由圆C在x轴上截得的弦MN的长为2a.可得|y|2+a2=r2,整理可求.
(2)设∠MAN=θ,|AM|=m,|AN|=n,|MN|=2a,故m2+n2-2m•n•cosθ=4a2,由S△MAN=
1
2
mnsinθ=
1
2
•a•2a
,
n
m
=2cosθ+2sinθ
=2
2
sin(θ+
π
4
)≤2
2
,知当θ=
π
4
时,
m
n
+
n
m
取最大值2
2
,由此能求出
m
n
+
n
m
的最大值及此时圆C的方程.
由等差数列的性质得sin2B=sinA•sinC,分别化简两直线方程的一次项系数与常数项之比的结果,从而得到两条直线l1:(sin2A)x+(sinA)y-a=0,l2:(sin2B)x+(sinC)y-c=0的位置关系.
解答:解:(1)设圆C的圆心为C(x,y),
依题意圆的半径   r=
x2+(y-a)2
,
∵圆C在x轴上截得的弦MN的长为2a.
∴|y|2+a2=r2,
故x2+(y-a)2=|y|2+a2,
∴x2=2ay,
∴圆C的圆心的轨迹方程为x2=2ay.
(2)设∠MAN=θ,
|AM|=m,|AN|=n,|MN|=2a,
∴m2+n2-2m•n•cosθ=4a2,
∵S△MAN=
1
2
mnsinθ=
1
2
•a•2a
,
∴
n
m
=2cosθ+2sinθ
=2
2
sin(θ+
π
4
)≤2
2
,
当θ=
π
4
时,
m
n
+
n
m
取最大值2
2
,
∵∠MCN=2∠MAN=
π
2
,
∴点C的坐标为(±
2
a,a)
,
故
m
n
+
n
m
的最大值为2
2
,
此时圆C的方程为(x-
2
a)2+(y-a)2=2a2
,
或(x+
2
a)2+(y-a)2=2a2
.
由已知2lgsinB=lgsinA+lgsinC,得  lg(sinB)2=lg(sinA•sinC).
∴sin2B=sinA•sinC.  
设l1:a1x+b1y+c1=0,l2:a2x+b2y+c2=0.
∵
a1
a2
=
sin2A
sin2B
=
sin2A
sinAsinC
=
sinA
sinC
,
b1
b2
=
sinA
sinC
,
c1
c2
=
-a
-c
=
-2RsinA
-2RsinC
=
sinA
sinC
,
∴
a1
a2
=
b1
b2
=
c1
c2
,
∴l1与l2重合,
故选A.
点评:本题主要考查椭圆标准方程,简单几何性质,直线与椭圆的位置关系,圆的简单性质等基础知识.考查运算求解能力,推理论证能力;考查函数与方程思想,化归与转化思想.本题考查等差数列的性质,两直线位置关系的判定方法.
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m
n
+
n
m
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