问题 解答题
已知线段CD=2
3
,CD的中点为O,动点A满足AC+AD=2a(a为正常数).
(1)求动点A所在的曲线方程;
(2)若存在点A,使AC⊥AD,试求a的取值范围;
(3)若a=2,动点B满足BC+BD=4,且AO⊥OB,试求△AOB面积的最大值和最小值.
答案

(1)以O为圆心,CD所在直线为x 轴建立平面直角坐标系,

AC+AD=2a<2

3
,即0<a<
3
,动点A所在的曲线不存在;

AC+AD=2a=2

3
,即a=
3
,动点A所在的曲线方程为y=0(-
3
≤x≤
3
)

AC+AD=2a>2

3
,即a>
3
,动点A所在的曲线方程为
x2
a2
+
y2
a2-3
=1

(2)由(Ⅰ)知a>

3
,要存在点A,使AC⊥AD,则以O为圆心,OC=
3
为半径的圆与椭圆有公共点,

3
a2-3
,所以,a的取值范围是
3
<a≤
6

(3)当a=2时,其曲线方程为椭圆

x2
4
+y2=1,由条件知A,B两点均在椭圆
x2
4
+y2=1
上,且AO⊥OB.

设A(x1,y1),B(x2,y2),OA的斜率为k(k≠0),则OA的方程为y=kx,OB的方程为y=-

1
k
x,

解方程组

y=kx
x2
4
+y2=1
,得
x21
=
4
1+4k2
y21
=
4k
1+4k2
,同理可求得
x22
=
4k2
k2+4
y22
=
4
k2+4

∴△AOB面积S=

1
2
1+k2
|x1|
1+
1
k2
|x2|=2
(1+k2)2
(1+4k2)(k2+4)

令1+k2=t(t>1),则 S=2

t2
4t2+9t-9
=2
1
-
9
t2
+
9
t
+4

g(t)=-

9
t2
+
9
t
+4=-9(
1
t
-
1
2
)2+
25
4
(t>1),所以,4<g(t)≤
25
4
,即
4
5
≤S<1

当OA与坐标轴重合时S=1,于是

4
5
≤S≤1,△AOB面积的最大值和最小值分别为1与
4
5

单项选择题 A1/A2型题
问答题