问题 解答题
在△ABC中,A、B为定点,C为动点,记∠A、∠B、∠C的对边分别为a、b、c,已知c=2,且存在常数λ
(λ>0),使得abcos2
C
2

(1)求动点C的轨迹,并求其标准方程;
(2)设点O为坐标原点,过点B作直线l与(1)中的曲线交于M,N两点,若OM⊥ON,试确定λ的范围.
答案

(1)在△PAB中,由余弦定理,有22=a2+b2-2abcosC,|a+b|=

4+2ab(1+cosC)
=2
1+abcos2
C
2
=2
1+λ
>2,

所以,点P的轨迹C是以A,B为焦点,长轴长2a=2

1+λ
的椭圆.(除去长轴上的顶点)

如图,以A、B所在的直线为x轴,以A、B的中点为坐标原点建立直角坐标系.

则,A(-1,0)和B(1,0).

椭圆C的标准方程为:

x2
1+λ
+
y2
λ
=1(y≠0).

(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),

①当MN垂直于x轴时,MN的方程为x=1,由题意,有M(1,1),N(1,-1)在椭圆上.

1
1+λ
+
1
λ
=1⇒λ=
5
2
,由λ>0,得λ=
1+
5
2

②当MN不垂直于x轴时,设MN的方程为y=k(x-1).

x2
1+λ
+
y2
λ
=1
y=k(x-1)
得:[λ+(1+λ)k2]x2-2(1+λ)k2x+(1+λ)(k2-λ)=0,

由题意知:λ+(1+λ)k2>0,

所以x1+x2=

2(1+λ)k2
λ+(1+λ)k2
x1x2=
(1+λ)(k2-λ)
λ+(1+λ)k2

于是:y1y2=k2(x1-1)(x2-1)=k2[x1x2-(x1+x2)+1]=

-λ2k2
λ+(1+λ)k2

因为OM⊥ON,所以

OM
ON
=0,

所以x1x2+y1y2=

(1+λ-λ2)k2-λ2
λ+(1+λ)k2
=0,

所以,k2=

λ2
1+λ-λ2
≥0,

由λ>0得1+λ-λ2>0,解得0<λ<

1+
5
2

综合①②得:0<λ≤

1+
5
2

选择题
判断题