问题 解答题
设向量
s
=(x+1,y),
t
=(y,x-1),(x,y∈R)满足|
s
|+|
t
|=2
2
,已知定点A(1,0),动点P(x,y)
(1)求动点P(x,y)的轨迹C的方程;
(2)过原点O作直线l交轨迹C于两点M,N,若,试求△MAN的面积.
(3)过原点O作直线l与直线x=2交于D点,过点A作OD的垂线与以OD为直径的圆交于点G,H(不妨设点G在直线OD上方),试判断线段OG的长度是否为定值?并说明理由.
答案

(1)∵

s
=(x+1,y),
t
=(y,x-1),(x,y∈R)满足|
s
|+|
t
|=2
2

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

∴动点P(x,y)的轨迹C的方程是以(±1,0)为焦点,以长轴长为2

2
,短轴长为2的椭圆,

∴动点P(x,y)的轨迹C的方程为

x2
2
+y2=1.

(2)∵点A(1,0)和B(-1,0)为C的两个焦点,连接BM,BN,

由椭圆的对称性可知四边形AMBN是平行四边形,

∴∠AMB=π-∠MAN=

π
3

设MA=r1,MB=r2

由椭圆定义知r1+r2=2

2
,即r12+r22+2r1r2=8,

在△AMB中,由余弦定理知r12+r2 2-2r1r2cos

π
3
=4,

两式作差,得r1r2=

4
3

S△MAN=

1
2
r1r2sin
π
3
=
3
3

(3)设动点D(2,y0),

则以OD为直径的圆的方程为x(x-2)+y(y-y0)=0,①

直线GA:2x+y0y-2=0,②

由①②联立消去y0得G的轨迹方程是x2+y2=2,

∴OG=

2
(定值)

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