问题 解答题

已知曲线C上任意一点P到两定点F1(-1,0)与F2(1,0)的距离之和为4.

(1)求曲线C的方程;

(2)设曲线C与x轴负半轴交点为A,过点M(-4,0)作斜率为k的直线l交曲线C于B、C两点(B在M、C之间),N为BC中点.

(ⅰ)证明:k·kON为定值;

(ⅱ)是否存在实数k,使得F1N⊥AC?如果存在,求直线l的方程,如果不存在,请说明理由.

答案

(1);(2)(ⅰ);(ⅱ)不存在.

题目分析:(1)由于曲线C上任意一点P到两定点F1(-1,0)与F2(1,0)的距离之和为4,结合椭圆的定义可知曲线C是以两定点F1(-1,0)和F2(1,0)为焦点,长轴长为4的椭圆,从而可写出曲线C的方程;

(2)由已知可设出过点直线l的方程,并设出直线l与曲线C所有交点的坐标;然后联立直线方程与曲线C的方程,消去y就可获得一个关于x的一元二次方程,应用韦达定理就可写出两交点模坐标的和与积;(ⅰ)应用上述结果就可以用k的代数式表示出弦的中点坐标,这样就可求出ON的斜率,再乘以k就可证明k·kON为定值;(ⅱ)由F1N⊥AC,得kAC•kFN= -1,结合前边结果就可将此等式转化为关于k的一个方程,解此方程,若无解,则对应直线不存在,若有解,则存在且对应直线方程很易写出来.

试题解析:(1)由已知可得:曲线C是以两定点F1(-1,0)和F2(1,0)为焦点,长轴长为4的椭圆,所以,故曲线C的方程为:.     4分

(2)设过点M的直线l的方程为y=k(x+4),设B(x1, y1),C(x2, y2)(x2>y2).

(ⅰ)联立方程组,得

,            5分

,      7分

所以,所以k•kON=为定值.      8分

(ⅱ)若F1N⊥AC,则kAC•kFN= -1,

因为F1 (-1,0),,   10分

代入y2=k(x2+4)得x2=-2-8k2,y2="2k" -8k3,而x2≥-2,故只能k=0,显然不成立,所以这样的直线不存在.                13分

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