问题
解答题
设x、y∈R,
(1)求点M(x,y)的轨迹C的方程; (2)过点(0,3)作直线l与曲线C交于A、B两点,设
|
答案
(1)∵
=xi+(y+2)j,a
=xi+(y-2)j,且|b
|+|a
|=8,b
∴点M(x,y)到两个定点F1(0,-2),F2(0,2)的距离之和为8.
c=2,a=4,则b=
=216-4 3
∴轨迹C为以F1、F2为焦点的椭圆,方程为
+x2 12
=1.y2 16
(2)∵l过y轴上的点(0,3),
若直线l是y轴,则A、B两点是椭圆的顶点.
∵
=OP
+OA
=0,OB
∴P与O重合,与四边形OAPB是矩形矛盾.
∴直线l的斜率存在.设l方程为y=kx+3,A(x1,y1),B(x2,y2),
由y=kx+3,
+x2 12
=1,消y得(4+3k2)x2+18kx-21=0.y2 16
此时,△=(18k2)-4(4+3k2)>0恒成立且x1+x2=-
,x1x2=-18k 4+3k2
.21 4+3k2
∵
=OP
+OA
,OB
∴四边形OAPB是平行四边形.若存在直线l,使得四边形OAPB是矩形,则OA⊥OB,即
•OA
=0.OB
∵
=(x1,y1),OA
=(x2,y2),OB
∴
•OA
=x1x2+y1y2=0,OB
即(1+k2)x1x2+3k(x1+x2)+9=0,
即(1+k2)•(-
)+3k•(-21 4+3k2
)+9=0,即k2=18k 4+3k2
,得k=±5 16
.5 4
∴存在直线l:y=±
x+3,使得四边形OAPB是矩形.5 4