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)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
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答案
(1)设顶点A的坐标为(x,y),则kAB=
,kAC=y x+2
,…(2分)y x-2
∵kAB•kAC=-
,1 4
∴
•y x+2
=-y x-2
,1 4
∴
+y2=1.x2 4
∴曲线E的方程为
+y2=1(x≠±2).…(4分)x2 4
(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
+y2=1,得M(x2 4
,8k 1+4k2
),4k2-1 1+4k2
从而DM=
=(
)2+(8k 1+4k2
+1)24k2-1 1+4k2
,…(6分)8|k| 1+k2 1+4k2
用-
代k得DN=1 k
.8 1+k2 4+k2
∴△DMN的面积S=
•1 2
•8|k| 1+k2 1+4k2 8 1+k2 4+k2
=
.…(8分)32(1+k2)|k| (1+4k2)(4+k2)
则
=S |k|
,32(1+k2) (1+4k2)(4+k2)
∵k≠0且k≠±
,k≠±2,令1+k2=t,1 2
则t>1,且t≠
,t≠5,5 4
从而
=S |k|
=32t (4t-3)(t+3)
=32t 4t2+9t-9
,32 9+4t- 9 t
∵4t-
>-5,且4t-9 t
≠-9 t
,4t-11 5
≠9 t
.91 5
∴9+4t-
>4,且9+4t-9 t
≠9 t
,9+4t-34 5
≠9 t
,136 5
从而
<8,且S |k|
≠S |k|
,80 17
≠S |k|
,20 17
即
∈(0,S |k|
)∪(20 17
,20 17
)∪(80 17
,8).…(10分)80 17