问题 解答题
已知椭圆
x2
4
+
y2
9
=1
上任一点P,由点P向x轴作垂线段PQ,垂足为Q,点M在PQ上,且
PM
=2
MQ
,点M的轨迹为C.
(1)求曲线C的方程;
(2)过点D(0,-2)作直线l与曲线C交于A、B两点,设N是过点(0,-
4
17
)
且平行于x轴的直线上一动点,满足
ON
=
OA
+
OB
(O为原点),问是否存在这样的直线l,使得四边形OANB为矩形?若存在,求出直线的方程;若不存在说明理由.
答案

(1)设M(x,y)是曲线C上任一点,因为PM⊥x轴,

PM
=2
MQ
,所以点P的坐标为(x,3y) (2分)

点P在椭圆

x2
4
+
y2
9
=1上,所以
x2
4
+
(3y)2
9
=1
,因此曲线C的方程是
x2
4
+y2=1
…(5分)

(2)当直线l的斜率不存在时,显然不满足条件

所以设直线l的方程为y=kx-2与椭圆交于A(x1,y1),B(x2,y2),N点所在直线方程为y=-

4
17
,由
y=kx-2
x2
4
+y2=1
得(1+4k2)x2-16kx+12=0x1+x2=
16k
1+4k2
x1x2=
12
1+4k2
,…(6分)

△=162k2-48(1+4k2)>0得k2

3
4
,即k>
3
2
或k<-
3
2
,…(8分)

因为

ON
=
OA
+
OB
,所以四边形OANB为平行四边形,…(10分)

假设存在矩形OANB,则

OA
OB
=0,即x1x2+y1y2=x1x2+k2x1x2-2k(x1+x2)+4=(1+k2)x1x2-2k(x1+x2)+4=0,

所以(1+k2)•

12
1+4k2
-2k•
16k
1+4k2
+4=0,即k2=4,k=±2,…(12分)

设N(x0,y0),由

ON
=
OA
+
OB
,得y0=y1+y2=k(x1+x2)-4=
16k2
1+4k2
-4=
-4
1+4k2
=-
4
17

即N点在直线y=-

4
17
,所以存在四边形OANB为矩形,直线l的方程为y=±2x-2…(15分)

选择题
改错题