问题 解答题
已知向量
OA
=(2
2
,0),O是坐标原点,动点 M 满足:|
OM
+
OA
|+|
OM
-
OA
|=6.
(1)求点 M 的轨迹 C 的方程;
(2)是否存在直线 l 过 D(0,2)与轨迹 C 交于 P、Q 两点,且以 PQ 为直径的圆过原点,若存在,求出直线 l 的方程;若不存在,说明理由.
答案

(1)设 B(-2

2
,0)…(1分)

则|

OM
+
OA
|+|
OM
-
OA
|=|
OM
+
OB
|+|
OM
-
OA
|=|
MB
|+|
MA
|=6

∴M 的轨迹为以 A、B 为焦点,长轴长为 6 的椭圆

由c=2

2
,2a=6⇒a=3⇒b=1              …(5分)

∴M 的轨迹 C的方程为 

x2
9
+y2=1           …(6分)

(2)设直线 l 的方程为 y=kx+2(k≠0且k存在),…(7分)

由 

y=kx+2
x2
9
+y2=1
得x2+9 (kx+2)2=9,

即 (1+9k2) x2+36kx+27=0         …(8分)

∴△=(36k)2-4×27 (1+9k2)>0

即 9k2-3>0,∴k<-

3
3
或k>
3
3
  (*)…(9分)

设P(x1,y1),Q(x2,y2

∴x1+x2=-

36k
1+9k2
,x1x2=
27
1+9k2
                …(10分)

∵以 PQ 为直径的圆过原点,

∴x1x2+y1y2=0,即x1x2+(kx1+2)(kx2+2)=0

∴(1+k2) x1 x2+2k (x1+x2)+4=0

即  

27(1+k2)
1+9k2
-
72k2
1+9k2
+4=0

解得k=±

31
3
满足 (*)

∴满足条件的直线 l 存在,

且直线 l 的方程为:

31
x-3y+6=0或 
31
x+3y-6=0  …(12分)

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