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l1:y=
(x+2),直线l2:y=1+λ λ
(x-2)-3λ 1+λ
消参可得
+x2 4
=1①y2 12
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
=1;y2 12
(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
=1,y12 12
+x22 4
=1,y22 12
∴两式相减可得,kMN=-
=k②3x0 y0
∵BM0⊥MN,∴kBM0=
=-y0 x0-2
③1 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
<19 12k2
∴|k|>1
∵M0(-1,
)在直线l上,3 k
∴
=-k+m,3 k
∴|m|=|k+
|≥23 k
,当且仅当|k|=3
时取等号3
∴存在直线l满足条件,此时m的取值范围为(-∞,-2
)∪(23
,+∞).3