问题 解答题
已知△AOB的顶点A在射线l1:y=
3
x(x>0)
上,A,B两点关于x轴对称,O为坐标原点,且线段AB上有一点M满足|AM|•|MB|=3.当点A在l1上移动时,记点M的轨迹为W.
(Ⅰ)求轨迹W的方程;
(Ⅱ)设N(2,0),过N的直线l与W相交于P、Q两点.求证:不存在直线l,使得
OP
OQ
=1
答案

(Ⅰ)因为A,B两点关于x轴对称,

所以AB边所在直线与y轴平行.

设M(x,y),由题意,得A(x,

3
x) B(x,-
3
x),

所以|AM|=

3
x-y |MB|=y+
3
x,

因为|AM|•|MB|=3,

所以(

3
x-y)×(y+
3
x)=3,即x2-
y2
3
=1

所以点M的轨迹W的方程为x2-

y2
3
=1(x>0).

(Ⅱ)证明:设l:y=k(x-2)或x=2,P(x1,y1),Q(x2,y2),

当直线l:y=k(x-2)时:

由题意,知点P,Q的坐标是方程组

x2-
y2
3
=1
y=k(x-2)
的解,

消去y得(3-k2)x2+4k2x-4k2-3=0,

所以△=(4k22-4(3-k2)(-4k2-3)=36(k2+1)>0,

且3-k2≠0,x1+x2=

4k2
k2-3
 x1x2=
4k2+3
k2-3

因为直线l与双曲线的右支(即W)相交两点P、Q,

所以x1+x2=

4k2
k2-3
>0 x1x2=
4k2+3
k2-3
>0,即k2>3.1

因为y1y2=k(x1-2)•k(x2-2)=k2[x1x2-2(x1+x2)+4],

所以

OP
OQ
=x1x2+y1y2,=(1+k2)x1x2-2k2(x1+x2)+4k2

=(1+k2)•

4k2+3
k2-3
-2k2
4k2
k2-3
+4k2=
3-5k2
k2-3

要使

OP
OQ
=1,则必须有
3-5k2
k2-3
=1
,解得k2=1,代入1不符合.

所以不存在l,使得

OP
OQ
=1.

当直线l:x=2时,P(2,3),Q(2,-3),

OP
OQ
=-5,不符合题意.

综上:不存在直线l使得

OP
OQ
=1.

选择题
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