已知A、B分别是x轴和y轴上的两个动点,满足|AB|=2,点P在线段AB上,且
(Ⅰ)求点P的轨迹方程C; (Ⅱ)若曲线C为焦点在x轴上的椭圆,试求实数t的取值范围; (Ⅲ)若t=2,点M、N是C上关于原点对称的两个动点,点Q的坐标为(
|
(Ⅰ)设点A(a,0),B(0,b),C(x,y),
∵
=tAP
,即(x-a,y)=t(-x,b-y),即PB
(2分)x-a=-tx y=t(b-y).
则
.a=(1+t)x b=
y1+t t
又∵|AB|=2,即a2+b2=4.
∴
+(1+t)2x2 4
=1.(1+t)2y2 4t2
∴点P的轨迹方程C:
+x2 4 (1+t)2
=1.(5分)y2 4t2 (1+t)2
(Ⅱ)∵曲线C为焦点在x轴上的椭圆,
∴
>4 (1+t)2
,得t2<1.4t2 (1+t)2
又∵t>0,∴0<t<1.(8分)
(Ⅲ)当t=2时,曲线C的方程为
+9x2 4
=1.(9分)9y2 16
设M(x1,y1),N(-x1,-y1),则|MN|=2
.x12+y12
当x1≠0时,设直线MN的方程为y=
x,y1 x1
则点Q到直线MN的距离h=
,|
y1-3x1|3 2 x12+y12
∴△QMN的面积S=
•21 2
•x12+y12
=||
y1-3x1|3 2 x12+y12
y1-3x1|.(11分)3 2
∴S2=|
y1-3x1|2=9x12+3 2
y12-9x1y1.9 4
又∵
+9x12 4
=1,9y12 16
∴9x12+
y12=4.9 4
∴S2=4-9x1y1.
而1=
+9x12 4
≥-2•9y12 16
•3x1 2
=-3y1 4
,9x1y1 4
则-9x1y1≤4.即S2≤8,S≤2
.2
当且仅当
=-3x1 2
时,3y1 4
即x1=-
y1时,“=”成立.1 2
当x1=0时,|MN|=2•
=4 3
,8 3
∴△QMN的面积S=
•1 2
•8 3
=2.3 2
∴S有最大值2
.(14分)2