问题 解答题
已知动点P(x,y)与一定点F(1,0)的距离和它到一定直线l:x=4的距离之比为
1
2

(Ⅰ) 求动点P(x,y)的轨迹C的方程;
(Ⅱ)已知直线l':x=my+1交轨迹C于A、B两点,过点A、B分别作直线l:x=4的垂线,垂足依次为点D、E.连接AE、BD,试探索当m变化时,直线AE、BD是否相交于一定点N?若交于定点N,请求出N点的坐标,并给予证明;否则说明理由.
答案

(Ⅰ)由题意得

(x-1)2+y2
|x-4|
=
1
2

2

(x-1)2+y2
=|x-4|,

两边平方得:4x2-8x+4+4y2=x2-8x+16.

得 

x2
4
+
y2
3
=1.

所以动点P(x,y)的轨迹C的方程为椭圆

x2
4
+
y2
3
=1.

(Ⅱ)当m变化时,直线AE、BD相交于一定点N(

5
2
,0).

证明:如图,

当m=0时,联立直线x=1与椭圆 

x2
4
+
y2
3
=1,

A(1,

3
2
)、B(1,-
3
2
)

过A、B作直线x=4的垂线,得两垂足D(4,

3
2
)、E(4,-
3
2
)

由直线方程的两点式得:直线AE的方程为:2x+2y-5=0,直线BD的方程为:2x-2y-5=0,

方程联立解得x=

5
2
,y=0,所以直线AE、BD相交于一点(
5
2
,0)

假设直线AE、BD相交于一定点N(

5
2
,0).

证明:设A(my1+1,y1),B(my2+1,y2),则D(4,y1),E(4,y2),

x=my+1
x2
4
+
y2
3
=1
消去x并整理得(3m2+4)y2+6my-9=0,

△=36m2-4×(3m2+4)×(-9)=144m2+144>0>0,

由韦达定理得y1+y2=

-6m
3m2+4
y1y2=
-9
3m2+4

因为

NA
=(my1-
3
2
y1),
NE
=(
3
2
y2)

所以(my1-

3
2
y2-y1×
3
2
=my1y2-
3
2
(y1+y2)
=
-9m
3m2+4
-
3
2
×
-6m
3m2+4
=0

所以,

NA
NE
,所以A、N、E三点共线,

同理可证B、N、D三点共线,所以直线AE、BD相交于一定点N(

5
2
,0).

单项选择题
单项选择题 B型题