问题 解答题
设复数z=x+yi(x,y∈R)与复平面上点P(x,y)对应.
(1)设复数z满足条件|z+3|+(-1)n|z-3|=3a+(-1)na(其中n∈N*,常数a∈ (
3
2
 , 3)
),当n为奇数时,动点P(x,y)的轨迹为C1;当n为偶数时,动点P(x,y)的轨迹为C2,且两条曲线都经过点D(2,
2
)
,求轨迹C1与C2的方程;
(2)在(1)的条件下,轨迹C2上存在点A,使点A与点B(x0,0)(x0>0)的最小距离不小于
2
3
3
,求实数x0的取值范围.
答案

(1)方法1:①当n为奇数时,|z+3|-|z-3|=2a,常数a∈ (

3
2
 , 3),

轨迹C1为双曲线,其方程为

x2
a2
-
y2
9-a2
=1;…(3分)

②当n为偶数时,|z+3|+|z-3|=4a,常数a∈ (

3
2
 , 3),

轨迹C2为椭圆,其方程为

x2
4a2
+
y2
4a2-9
=1;…(6分)

依题意得方程组

4
4a2
+
2
4a2-9
=1
4
a2
-
2
9-a2
=1
4a4-45a2+99=0
a4-15a2+36=0  
,解得a2=3,

因为

3
2
<a<3,所以a=
3

此时轨迹为C1与C2的方程分别是:

x2
3
-
y2
6
=1(x>0),
x2
12
+
y2
3
=1
.…(9分)

方法2:依题意得

|z+3|+|z-3|=4a
|z+3|-|z-3|=2a
|z+3|=3a
|z-3|=a
…(3分)

轨迹为C1与C2都经过点D(2,

2
),且点D(2,
2
)
对应的复数z=2+
2
i

代入上式得a=

3
,…(6分)

|z+3|-|z-3|=2

3
对应的轨迹C1是双曲线,方程为
x2
3
-
y2
6
=1
(x>0);

|z+3|+|z-3|=4

3
对应的轨迹C2是椭圆,方程为
x2
12
+
y2
3
=1
.…(9分)

(2)由(1)知,轨迹C2

x2
12
+
y2
3
=1,设点A的坐标为(x,y),

|AB|2=(x-x0)2+y2=(x-x0)2+3-

1
4
x2=
3
4
x2-2x0x+
x20
+3=
3
4
(x-
4
3
x0)2+3-
1
3
x20
x∈[-2
3
,2
3
]
…(12分)

0<

4
3
x0≤2
3
0<x0
3
3
2
时,|AB|2min=3-
1
3
x20
4
3
⇒0<x0
5

4
3
x0>2
3
x0
3
3
2
时,|AB|min=|x0-2
3
|≥
2
3
3
x0
8
3
3
,…(16分)

综上,0<x0

5
x0
8
3
3
.…(18分)

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