问题 解答题
设x,y∈R,i,j为直角坐标平面内x,y轴正方向上的单位向量,若a=(x+1)i+yj,b=(x-1)i+yj,|a|+|b|=4.
(I)求点M(x,y)的轨迹C的方程;
(II)过点(0,m)作直线l与曲线C交于A,B两点,若|
OA
+
OB
|=|
OA
-
OB
|,求m的取值范围.
答案

(I)∵a=(x+1)i+yj,b=(x-1)i+yj

又|a|+|b|=4

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

∴点M(x,y)的轨迹C是以(-1,0)、(1,0)为焦点,长轴长为4的椭圆,故椭圆方程为

x2
4
+
y2
3
=1(5分)

(II)若|

OA
+
OB
|=|
OA
-
OB
|,,则以
OA
OB
为邻边的平行四边形是矩形

设直线l的方程为y=kx+m,l与C的交点A(x1,y1)、B(x2,y2

OA
OB
∴x1x2+y1y2=0    (*)

y=kx+m
x2
4
+
y2
3
=1 

得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0

x1+x2=-

8km
3+4k2
x1x2=
4m2-12
3+4k2

y1y2=k2x1x2+km(x1+x2)+m2

y1y2=

3m2-12k2
3+4k2

将①②代入(*)得7m2-12-12k2=0

∵12k2=7m2-12,k2≥0

∴7m2-12≥0

m2

12
7

又△>0,得12k2-3m2+9>0

∴7m2-12-3m2+9>0

m2

3
4

由③④得m2

12
7

m≤-

2
21
7
或m≥
2
21
7
(13分)

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