问题 解答题
已知F1(-1,0),F2(1,0)为平面内的两个定点,动点P满足|PF1|+|PF2|=2
2
,记点P的轨迹为曲线Γ.
(Ⅰ)求曲线Γ的方程;
(Ⅱ)设点O为坐标原点,点A,B,C是曲线Γ上的不同三点,且
OA
+
OB
+
OC
=
0

(ⅰ)试探究:直线AB与OC的斜率之积是否为定值?证明你的结论;
(ⅱ)当直线AB过点F1时,求直线AB、OC与x轴所围成的三角形的面积.
答案

(Ⅰ)由条件可知,点P到两定点F1(1,0),F2(-1,0)的距离之和为定值2

2

所以点P的轨迹是以F1(1,0),F2(-1,0)为焦点的椭圆.…(2分)

a=

2
,c=1,所以b=1,

故所求方程为

x2
2
+y2=1.…(4分)

(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3).

OA
+
OB
+
OC
=
0
,得x1+x2+x3=0,y1+y2+y3=0.…(5分)

(ⅰ)可设直线AB的方程为y=kx+n(k≠0),

代入x2+2y2=2并整理得,(1+2k2)x2+4knx+2n2-2=0,

依题意,△>0,则 x1+x2=-

4kn
1+2k2
y1+y2=k(x1+x2)+2n=
2n
1+2k2

从而可得点C的坐标为(

4kn
1+2k2
,-
2n
1+2k2
),kOC=-
1
2k

因为kABkOC=-

1
2
,所以直线AB与OC的斜率之积为定值.…(8分)

(ⅱ)若AB⊥x轴时,A(-1,

2
2
),B(-1,-
2
2
),由
OA
+
OB
+
OC
=
0

得点C(2,0),所以点C不在椭圆Γ上,不合题意.

因此直线AB的斜率存在.…(9分)

由(ⅰ)可知,当直线AB过点F1时,有n=k,点C的坐标为(

4k2
1+2k2
,-
2k
1+2k2
).

代入x2+2y2=2得,

16k4
(1+2k2)2
+
8k2
(1+2k2)2
=2,即4k2=1+2k2

所以k=±

2
2
.                   …(11分)

(1)当k=

2
2
时,由(ⅰ)知,k•kOC=-
1
2
,从而kOC=-
2
2

故AB、OC及x轴所围成三角形为等腰三角形,其底边长为1,且底边上的高h=

1
2
×
2
2
=
2
4
,所求等腰三角形的面积S=
1
2
×1×
2
4
=
2
8

(2)当k=-

2
2
时,又由(ⅰ)知,k•kOC=-
1
2
,从而kOC=
2
2

同理可求直线AB、OC与x轴所围成的三角形的面积为

2
8

综合(1)(2),直线AB、OC与x轴所围成的三角形的面积为

2
8
.…(13分)

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