问题 解答题
已知平面内两定点F1(0,-
5
)、F2(0,
5
)
,动点P满足条件:|
PF1
|-|
PF2
|=4
,设点P的轨迹是曲线E,O为坐标原点.
(I)求曲线E的方程;
(II)若直线y=k(x+1)与曲线E相交于两不同点Q、R,求
OQ
OR
的取值范围;
(III)(文科做)设A、B两点分别在直线y=±2x上,若
AP
PB
(λ∈[
1
2
,3])
,记xA、xB分别为A、B两点的横坐标,求|xA•xB|的最小值.
(理科做)设A、B两点分别在直线y=±2x上,若
AP
PB
(λ∈[
1
2
,3])
,求△AOB面积的最大值.
答案

(I)由题意,可知动点P的轨迹是焦点在y轴上的双曲线的上半支,

其中c=

5
,2a=4,

∴b=1,

∴曲线E的方程是

y2
4
-x2=1(y≥2).

(II)设Q(x1,y1),R(x2,y2),(y1,y2>0),

y2
4
-x2=1
y=k(x+1)
,得(1-
4
k2
)y2+
8
k
y-8=0

1-

4
k2
=0,即k=±2时,显然不符合题意,

1-

4
k2
≠0.

△=32-
64
k2
>0
y1+y1=
8k
4-k2
>0
y1y2=
8k2
4-k2
>0

解得

2
<k<2.

x1x2=

y1y2
k2
-
y1+y2
k
+1=1,

OQ
OR
=x1x2+y1y2

=1+

8k2
4-k2

=1-

8(k2-4)+32
k2-4

=-7+

32
4-k2

2
<k<2,

∴0<4-k2<2,

1
4-k2
1
2

OQ
OR
∈(9,+∞).

(III)(文科做)∵曲线E的方程是

y2
4
-x2=1(y≥2),

∴双曲线的两条渐近线方程为y=±2x.

AP
PB
,且λ>0,

∴点P必内分线段AB,

故点A,B均在x轴上方,

不妨设xA>0,xB<0,

即A(xA,2xA),B(xB,-2xB),

AP
PB
,得P点的坐标为(
xAxb
1+λ
2(xAxB)
1+λ
),

将P点坐标代入

y2
4
-x2=1中,

化简,得xAxB=

(1+λ)2
-4λ
=-
1
4
(λ+
1
λ
+2)

|xAxB|=

1
4
(λ+
1
λ
+2),λ∈[
1
3
,2]

λ+

1
λ
≥2,当且仅当λ=1时,等号成立.

∴|xA•xB|min=1.

(理科做))∵曲线E的方程是

y2
4
-x2=1(y≥2),

∴双曲线的两条渐近线方程为y=±2x.

AP
PB
,且λ>0,

∴点P必内分线段AB,

故点A,B均在x轴上方,

设A(m,2m),B(-n,2n),m>0.n>0.

AP
PB
,得点P的坐标为(
m-λn
1+λ
2(m+λn)
1+λ
).

将点P的从标代入

y2
4
-x2=1中,

化简,得mn=

(1+λ)2

设∠AOB=2θ,

∵tan(

π
2
-θ)=2,

tanθ=

1
2
,sin2θ=
4
5

|OA|=

5
m,|OB|=
5
n,

S△AOB=

1
2
|OA|•|OB|•sin2θ

=2mn

=

1
2
(λ+
1
λ
)+1.

λ∈[

1
3
,2],

λ+

1
λ
∈[2,
10
3
],

S△AOB∈ [2,

8
3
].

∴△ABC面积的最大值为

8
3

单项选择题
多项选择题