问题 解答题

已知经过点A(-2,0),且以(λ,1+λ)为方向向量的直线l1与经过点B(2,0),且以(1+λ,-3λ)为方向向量的直线l2相交于点P,其中λ∈R.

(1)求点P的轨迹C的方程;

(2)是否存在直线l:y=kx+m(m≠0)与轨迹C相交于不同的两点M、N,且满足|BM|=|BN|?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.

答案

(1)当λ≠0且λ≠-1时,直线l1y=

1+λ
λ
(x+2),直线l2:y=
-3λ
1+λ
(x-2)

消参可得

x2
4
+
y2
12
=1①

当λ=0时,直线l1:x=-2,直线l2:y=0,其交点为(-2,0),适合①;

当λ=-1时,直线l1:y=0,直线l2:x=2,其交点为(2,0),适合①;

∴点P的轨迹C的方程为

x2
4
+
y2
12
=1;

(2)假设存在直线l:y=kx+m(m≠0)与轨迹C相交于不同的两点M(x1,y1),N(x2,y2),且满足|BM|=|BN|.

令线段MN的中点M0(x0,y0),则BM0垂直平分MN

x12
4
+
y12
12
=1,
x22
4
+
y22
12
=1

∴两式相减可得,kMN=-

3x0
y0
=k②

∵BM0⊥MN,∴kBM0=

y0
x0-2
=-
1
k

由②③可得x0=-1,y0=

3
k

∴M0(-1,

3
k

∵M0在椭圆C的内部,故

1
4
+
9
12k2
<1

∴|k|>1

∵M0(-1,

3
k
)在直线l上,

3
k
=-k+m,

∴|m|=|k+

3
k
|≥2
3
,当且仅当|k|=
3
时取等号

∴存在直线l满足条件,此时m的取值范围为(-∞,-2

3
)∪(2
3
,+∞).

选择题
判断题