问题 解答题
在平面直角坐标系xOy中,已知点A(-1,0)、B(1,0),动点C满足条件:△ABC的周长为2+2
2
.记动点C的轨迹为曲线W.
(Ⅰ)求W的方程;
(Ⅱ)经过点(0,
2
)且斜率为k的直线l与曲线W有两个不同的交点P和Q,求k的取值范围;
(Ⅲ)已知点M(
2
,0
),N(0,1),在(Ⅱ)的条件下,是否存在常数k,使得向量
OP
+
OQ
MN
共线?如果存在,求出k的值;如果不存在,请说明理由.
答案

(Ⅰ)设C(x,y),

∵|AC|+|BC|+|AB|=2+2

2
,|AB|=2,

∴|AC|+|BC|=2

2
>2,

∴由定义知,动点C的轨迹是以A、B为焦点,长轴长为2

2
的椭圆除去与x轴的两个交点.

∴a=

2
,c=1.∴b2=a2-c2=1.

∴W:

x2
2
+y2=1(y≠0).(2分)

(Ⅱ)设直线l的方程为y=kx+

2
,代入椭圆方程,得
x2
2
+(kx+
2
)2
=1.

整理,得(

1
2
+k2)x2+2
2
kx+1=0.①(5分)

因为直线l与椭圆有两个不同的交点P和Q等价于△=8k2-4(

1
2
+k2)=4k2-2>0,解得k<-
2
2
或k>
2
2

∴满足条件的k的取值范围为k∈(-∞,-

2
2
)∪(
2
2
,+∞)(7分)

(Ⅲ)设P(x1,y1),Q(x2,y2),则

OP
+
OQ
=(x1+x2,y1+y2),

由①得x1+x2=-

4
2
k
1+2k2
.②

又y1+y2=k(x1+x2)+2

2

因为M(

2
,0),N(0,1),所以
MN
=(-
2
,1)
.(11分)

所以

OP
+
OQ
MN
共线等价于x1+x2=-
2
(y1+y2)

将②③代入上式,解得k=

2
2

所以不存在常数k,使得向量

OP
+
OQ
MN
共线.(13分)

单项选择题
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