问题 解答题
在直角坐标平面中,△ABC的两个顶点A,B的坐标分别为A(-
7
7
,0)
B(
7
7
,0)
,两动点M,N满足
MA
+
MB
+
MC
=
0
,|
NC
|=
7
|
NA
|=
7
|
NB
|,向量
MN
AB
共线.
(1)求△ABC的顶点C的轨迹方程;
(2)若过点P(0,1)的直线与(1)轨迹相交于E,F两点,求
PE
PF
的取值范围.
答案

(1)设(x,y),

MA
+
MB
+
MC
=0,

∴M(

x
3
y
3
).

又|

NA
|=|
NB
|且向量
MN
AB
共线,

∴N在边AB的中垂线上,

∴N(0,

y
3
).

而|

NC
|=
7
|
NA
|,

∴x2-

y2
3
=1(y≠0).------(6分)

(2)设E(x1,y1),F(x2,y2),

过点P(0,1)的直线方程为y=kx+1,

代入x2-

y2
3
=1

得 (3-k2)x2-2kx-4=0(x≠±1)

∴△=4k2+16(3-k2)>0,

k2<4k∈(-2,2)(k≠±

3
,±1).------------------------------(4分)

而x1,x2是方程的两根,

∴x1+x2=

2k
3-k2
,x1x2=
-4
3-k2

PE
PF
=(x1,y1-1)•(x2,y2-1)

=x1x2+kx1•kx2

=

-4(1+k2)
3-k2
--------(2分)

PE
PF
=4(1+
4
k2-3
) ∈(-∞,-4)∪(-4,-
4
3
]∪(20,+∞)

PE
PF
的取值范围为(-∞,-4)∪(-4,-
4
3
]∪(20,+∞)
---------------(4分)

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