问题 解答题
已知向量
OA
=(2, 0),  
OC
=
AB
=(0,  1)
,动点M(x,y)到直线y=1的距离等于d,并且满足
OM
 • 
AM
=k(
CM
 • 
BM
-d2)
(其中O是坐标原点,k∈R).
(1)求动点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线;
(2)当k=
1
2
时,求|
OM
+2
AM
|
的取值范围.
答案

(1)∵O为原点,且

OA
=(2,  0),  
OC
=
AB
=(0,  1)

∴A(2,0),B(2,1),C(0,1)(1分)

OM
=(x,y),  
AM
=(x-2,y),  
BM
=(x-2,y-1),
CM
=(x,y-1),d= |y-1|
(2分)

OM
 • 
AM
=k(
CM
 • 
BM
-d2)

∴x(x-2)+y2=k[x(x-2)+(y-1)2-(y-1)2]⇒x2-2x+y2=k(x2-2x)⇒(1-k)x2+2(k-1)x+y2=0(5分)

1)当k=1时,y=0,动点轨迹是一条直线;

2)当k≠1时,(x-1)2+

y2
1-k
=14)

①若1-k=1⇒k=0时,(x-1)2+y2=1动点轨迹是一个圆;

②若

1-k>0
1-k≠0
⇒k<1 且 k≠0时,动点轨迹是椭圆;

③若1-k<0⇒k>1时,动点轨迹是双曲线.(9分)

(2)当k=

1
2
时,M轨迹方程为(x-1)2+2y2=1

y2=

1
2
-
1
2
(x-1)2(10分)

t= |

OM
+2
AM
| = |(x,y)+2(x-2,y)| = |(3x-4,  3y)|=
(3x-4)2+9y2
=
(3x-4)2+9 [
1
2
-
1
2
(x-1)2]
=
9
2
(x-
5
3
)
2
+
7
2
(12分)

又(x-1)2+2y2=1⇒(x-1)2≤1⇒0≤x≤2

∴当 x=

5
3
时,tmin=
7
2
=
14
2

当 x=0时,tmax=4

|

OM
+2
AM
|的取值范围是[
14
2
,4].(14分)

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