问题
解答题
在平面直角坐标系x0y中,已知点A(-
(Ⅰ)求动点E的轨迹C的方程; (Ⅱ)设过点F(1,0)的直线l与曲线C相交于不同的两点M,N.若点P在y轴上,且|PM|=|PN|,求点P的纵坐标的取值范围. |
答案
(Ⅰ)设动点E的坐标为(x,y),
∵点A(-
,0),B(2
,0),E为动点,且直线EA与直线EB的斜率之积为-2
,1 2
∴
•y x+ 2
=-y x- 2
,1 2
整理,得
+y2=1,x≠±x2 2
,2
∴动点E的轨迹C的方程为
+y2=1,x≠±x2 2
.2
(Ⅱ)当直线l的斜率不存在时,满足条件的点P的纵坐标为0,
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=k(x-1),
将y=k(x-1)代入
+y2=1,并整理,得x2 2
(2k2+1)x2-4k2x+2k2-2=0,
△=8k2+8>0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=
,x1x2=4k2 2k2+1
,2k2-2 2k2+1
设MN的中点为Q,则xQ=
,yQ=k(xQ-1)=-2k2 2k2+1
,k 2k2+1
∴Q(
,-2k2 2k2+1
),k 2k2+1
由题意知k≠0,
又直线MN的垂直平分线的方程为y+
=-k 2k2+1
(x-1 k
),2k2 2k2-1
令x=0,得yP=
=k 2k2+1
,1 2k+ 1 k
当k>0时,∵2k+
≥21 k
,∴0<yP≤2
=1 2 2
;2 4
当k<0时,因为2k+
≤-21 k
,所以0>yP≥-2
=-1 2 2
.2 4
综上所述,点P纵坐标的取值范围是[-
,2 4
].2 4