问题 解答题
已知P为椭圆9x2+2y2=18上任意一点,由P向x轴作垂线段PQ,垂足为Q,点M在线段PQ上,且
PM
=2
MQ
,设点M的轨迹为曲线E.
(Ⅰ)求曲线E的方程;
(Ⅱ)若直线l:y=x+m与曲线E有两个不同的交点A、B,且
OA
OB
2
3
,求实数m的取值范围.
答案

(I)设点P(x0,y0)是椭圆上一点,

则Q(x0,0),M(x,y),

PM
=(x-x0,y-y0),
MQ
=(x0-x,-y)

PM
=2
MQ
,(1分)

x-x0=2(x0-x)
y-y0=-2y.

x0=x
y0=3y
即点P的坐标为(x,3y).(3分)

点P在椭圆上,代入椭圆方程得:9x2+18y2=18.

即曲线E的方程为x2+2y2=2.(5分)

(II)设A(x1,y1),B(x2,y2),

将直线方程y=x+m与9x2+18y2=18联立

y=x+m
x2+2y2=2.

去y,得3x2+4mx+2m2-2=0.

由△=(4m)2-12(2m2-2)>0,解得0≤m2<3.

x1+x2=-

4m
3
x1x2=
2m2-2
3
.(7分)

OA
OB
2
3
x1x2+y1y2
2
3

 而x1x2+y1y2=x1x2+(x1+m)•(x2+m)

=2x1x2+m(x1+x2)+m2=

2m2-2
3
+m(-
4m
3
)+m2=m2-
4
3
(10分)

m2-

4
3
2
3
,即m2>2,又0≤m2<3,

∴2<m2<3.

∴实数m的取值范围是(-

3
, -
2
)∪(
2
, 
3
).(12分)

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