问题 解答题
在直角坐标系xOy中,点P到两点(0,-
3
),(0,
3
)
的距离之和为4,设点P的轨迹为C,直线y=kx+1与C交于A,B两点.
(1)写出C的方程;
(2)若
OA
OB
,求k的值;
(3)若点A在第一象限,证明:当k>0时,恒有|
OA
|>|
OB
|
答案

(Ⅰ)设P(x,y),由椭圆定义可知,点P的轨迹C是以(0,-

3
),(0,
3
)为焦点,长半轴为2的椭圆.它的短半轴b=
22-(
3
)
2
=1

故曲线C的方程为x2+

y2
4
=1.(3分)

(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),其坐标满足

x2+
y2
4
=1
y=kx+1.

消去y并整理得(k2+4)x2+2kx-3=0,

x1+x2=-

2k
k2+4
x1x2=-
3
k2+4
.(5分)

OA
OB
,即x1x2+y1y2=0.

而y1y2=k2x1x2+k(x1+x2)+1,

于是x1x2+y1y2=-

3
k2+4
-
3k2
k2+4
-
2k2
k2+4
+1=0,

化简得-4k2+1=0,所以k=±

1
2
.(8分)

(Ⅲ)因为A(x1,y1)在椭圆上,所以满足y2=4(1-x2),y12=4(1-x12),

|OA|
2-
|OB|
2
=
x21
+
y21
-(
x22
+
y22
)=(x12-x22)+4(1-x12-1+x22)=-3(x1-x2)(x1+x2)=
6k(x1-x2)
k2+4

因为A在第一象限,故x1>0.由x1x2=-

3
k2+4
知x2<0,从而x1-x2>0.又k>0,

|OA|
2-
|OB|
2
>0,

即在题设条件下,恒有

|OA|
|OB|
.(12分)

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