问题 解答题
已知
OF
=(c,0)(c>0),
OG
=(n,n)(n∈R),|
FG
|的最小值为1,若动点P同时满足下 * * 个条件:
①|
PF
|=
c
a
|
PE
|(a>c>0);
PE
OF
 (其中
OE
=(
a2
c
,t),λ≠0,t∈R);
③动点P的轨迹C经过点B(0,-1).
(Ⅰ)求c的值;
(Ⅱ)求曲线C的方程;
(Ⅲ)是否存在方向向量为a=(1,k)(k≠0)的直线l,使l与曲线C交于两个不同的点M、N,且|
BM
|=|
BN
|?若存在,求出k的范围;若不存在,请说明理由.
答案

(Ⅰ):|

FG
|=
(n-c)2+n2
=
2(n-
c
2
)
2
+
c2

当n=

c
2
时,|
FG
|min=
c2
2
=1,所以c=
2
.(3分)

(Ⅱ)∵

PE
OF
 (λ≠0),∴PE⊥直线x=
a2
c
,又|
PF
|=
c
a
|
PE
|(a>c>0).

∴点P在以F为焦点,x=

a2
c
为准线的椭圆上.(5分)

设P(x,y),则有

(x-
2
)
2
+y2
=
2
a
|
a2
2
-x|,点B(0-1)代入,解得a=
3

∴曲线C的方程为 

x2
3
+y2=1                                       (7分)

(Ⅲ)假设存在方向向量为a0=(1,k)(k≠0)的直线l满足条件,则可设l:y=kx+m(k≠0),

与椭圆

x2
3
+y2=1联立,消去y得(1+3k2)x2+6kmx+3m2-3=0.(10分)

由判别式△>0,可得m2<3k2+1.①

设M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中点P(x0,y0),由|BM|=|BN|,则有BP⊥MN.

由韦达定理代入kBP=-

1
k
,可得到m=
1+3k2
2
               ②

联立①②,可得到  k2-1<0,(12分)

∵k≠0,∴-1<k<0或0<k1.

即存在k∈(-1,0)∪(0,1),使l与曲线C交于两个不同的点M、N,且|

BM
|=|
BN
|.(14分)z

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