问题
解答题
已知点M(0,-1),直线l:y=mx+1与曲线C:ax2+y2=2(m,a∈R)交于A、B两点. (1)当m=0时,有∠AOB=
(2)当实数a为何值时,对任意m∈R,都有
(3)设动点P满足
(4)是否存在常数M,使得对于任意的a∈(0,1),m∈R,都有
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答案
(1)由题意,直线方程为y=1,代入曲线C:ax2+y2=2可得 A(-
,1),B(1 a
,1)1 a
∵∠AOB=
,∴tan300 =π 3
,∴a=31 a
∴曲线C的方程为3x2+y2=2
(2)将直线l:y=mx+1与曲线C:ax2+y2=2联立,化简得(a+m2)x2+2mx-1=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),则知 x1+x2=-
,x1x2=2m m2+a
,-1 m2+a
∴x1x2+y1y2=
+(mx1+1)(mx2+1)=-1 m2+a
+1m 2-1 m2+a
对任意m∈R,都有
•OA
=T成立.OB
得x1x2+y1y2=T定值,
∴可有a=-1,此时T=2;
(3)由(2)知 x1+x2=
,y1+y2=2m m2-2 4m2-4 m2-2
设P(x,y),则(x,y+1)=(x1+x2,y1+y2)
∴x=-
,y=-2m m2-2 m2+2 m2-2
消去m得:(y-2)2-2x2=1,此即为点P的轨迹方程;
(4)由(2)知:
•OA
=OB
+1,m 2-1 m2+a
对于任意的a∈(0,1),m∈R,它的最大值小于2,
故取M的值大于2时,都有
•OA
<M恒成立,OB
故存在常数M,使得对于任意的a∈(0,1),m∈R,都有
•OA
<M恒成立,OB
M得最小值为2.