问题 解答题
在平面直角坐标系xOy中,△ABC的顶点B、C的坐标为B(-2,0),C(2,0),直线AB,AC的斜率乘积为-
1
4
,设顶点A的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)设曲线E与y轴负半轴的交点为D,过点D作两条互相垂直的直线l1,l2,这两条直线与曲线E的另一个交点分别为M,N.设l1的斜率为k(k≠0),△DMN的面积为S,试求
S
|k|
的取值范围.
答案

(1)设顶点A的坐标为(x,y),则kAB=

y
x+2
,kAC=
y
x-2
,…(2分)

∵kAB•kAC=-

1
4

y
x+2
y
x-2
=-
1
4

x2
4
+y2=1.

∴曲线E的方程为

x2
4
+y2=1(x≠±2).…(4分)

(2)曲线E与y轴负半轴的交点为D(0,-1).

∵l1的斜率存在,∴设l1的方程为y=kx-1,

代入

x2
4
+y2=1,得M(
8k
1+4k2
4k2-1
1+4k2
),

从而DM=

(
8k
1+4k2
)2+(
4k2-1
1+4k2
+1)2
=
8|k|
1+k2
1+4k2
,…(6分)

用-

1
k
代k得DN=
8
1+k2
4+k2

∴△DMN的面积S=

1
2
8|k|
1+k2
1+4k2
8
1+k2
4+k2

=

32(1+k2)|k|
(1+4k2)(4+k2)
.…(8分)

S
|k|
=
32(1+k2)
(1+4k2)(4+k2)

∵k≠0且k≠±

1
2
,k≠±2,令1+k2=t,

则t>1,且t≠

5
4
,t≠5,

从而

S
|k|
=
32t
(4t-3)(t+3)
=
32t
4t2+9t-9
=
32
9+4t-
9
t

∵4t-

9
t
>-5,且4t-
9
t
≠-
11
5
,4t-
9
t
91
5

∴9+4t-

9
t
>4,且9+4t-
9
t
34
5
,9+4t-
9
t
136
5

从而

S
|k|
<8,且
S
|k|
80
17
S
|k|
20
17

S
|k|
∈(0,
20
17
)∪(
20
17
80
17
)∪(
80
17
,8).…(10分)

单项选择题
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