问题 解答题
已知向量
OA
=(2,0),
OC
=
AB
=(0,1)
,动点M到定直线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是参数.
(1)求动点M的轨迹方程,并判断曲线类型;
(2)当k=
1
2
时,求|
OM
+2
AM
|
的最大值和最小值;
(3)如果动点M的轨迹是圆锥曲线,其离心率e满足
3
3
≤e≤
2
2
,求实数k的取值范围.
答案

(1)设M(x,y),由题设可得A(2,0),B(2,1),C(0,1)

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

OM
AM
=k(
CM
BM
-d2)

∴(x,y)•(x-2,y)=

k[(x,y-1)•(x-2,y-1)-|y-1|2]

即(1-k)(x2-2x)+y2=0为所求轨迹方程.

当k=1时,y=0,动点M的轨迹是一条直线;

当k=0时,x2-2x+y2=0,动点M的轨迹是圆;

当k≠1时,方程可化为(x-1)2+

y2
1-k
=1,当k>1时,动点M的轨迹是双曲线;

当0<k<1或k<0时,动点M的轨迹是椭圆.

(2)当k=

1
2
时,M的轨迹方程为(x-1)2+
y2
1
2
=1
,.得:0≤x≤2,y2=
1
2
-
1
2
(x-1)2

|

OM
+2
AM
|2=|(x,y)+2(x-2,y)|2=|(3x-4,3y)|2

=(3x-4)2+9y2=(3x-4)2+9[

1
2
-
1
2
(x-1)2]

=

9
2
(x-
5
3
)2+
7
2

∴当x=

5
3
时,|
OM
+2
AM
|2
取最小值
7
2

当x=0时,|

OM
+2
AM
|2取最大值16.

因此,|

OM
+2
AM
|的最小值是
14
2
,最大值是4.

(3)由于

3
3
≤e≤
2
2
,即e<1,此时圆锥曲线是椭圆,其方程可化为(x-1)2+
y2
1-k
=1

①当0<k<1时,a2=1,b2=1-k,c2=1-(1-k)=k,e2=

c2
a2
=k,∵
3
3
≤e≤
2
2
,∴
1
3
≤k≤
1
2

②当k<0时,a2=1-k,b2=1,c2=(1-k)-1=-k,e2=

c2
a2
=
-k
1-k
=
k
k-1
,∵
3
3
≤e≤
2
2
,∴
1
3
k
k-1
1
2
,而k<0得,-1≤k≤-
1
2

综上,k的取值范围是[-1,-

1
2
]∪[
1
3
1
2
].

单项选择题
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