问题 解答题
已知M是以点C为圆心的圆(x+1)2+y2=8上的动点,定点D(1,0).点P在DM上,点N在CM上,且满足
DM
=2
DP
NP
DM
=0
.动点N的轨迹为曲线E.
(Ⅰ)求曲线E的方程;
(Ⅱ)线段AB是曲线E的长为2的动弦,O为坐标原点,求△AOB面积S的取值范围.
答案

(Ⅰ)∵

DM
=2
DP
NP
DM
=0.

∴NP为DM的垂直平分线,∴|ND|=|NM|,

又∵|CN|+|NM|=2

2
,∴|CN|+|DN|=2
2
>2.(3分)

∴动点N的轨迹是以点C(-1,0),D(1,0)为焦点的长轴为2

2
的椭圆.

∴轨迹E的方程为

x2
2
+y2=1.(5分)

(Ⅱ)∵线段AB的长等于椭圆短轴的长,要使三点A、O、B能构成三角形,则弦AB不能与x轴垂直,故可设直线AB的方程为y=kx+b,

y=kx+b
x2
2
+y2=1

消去y,并整理,得(1+2k2)x2+4kbx+2b2-2=0.

设A(x1,y1),B(x2,y2),

则x1+x2=-

4kb
1+2k2
,x1x2=
2(b2-1)
1+2k2
(8分)

∵|AB|=2,∴

(1+k2)(x2-x1)2
=2.

∴(1+k2)[(x1+x22-4x1x2]=4,

(1+k2)[(-

4kb
1+2k2
)2-
8(b2-1)
1+2k2
]=4,

1
1+k2
=2(1-b2),(11分)

∵1+k2≥1∴

1
2
b2<1. (12分)

又点O到直线AB的距离h=

|b|
k2+1

∴S=

1
2
|AB|•h=h

∴S2=h2=2b2(1-b2)=-2(b2-

1
2
)2+
1
2
(13分)

∴0<S2

1
2
,∴0<S≤
2
2
.(14分)

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