问题
解答题
记平面内与两定点A1(-2,0),A2(2,0)连线的斜率之积等于常数m(其中m<0)的动点B的轨迹,加上A1,A2两点所构成的曲线为C (I)求曲线C的方程,并讨论C的形状与m的值的关系; (Ⅱ)当m=-
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答案
(I)设动点B(x,y).
当x≠±2时,由条件可得kBA1•kBA2=
•Y X+2
=Y X-2
=mY2 X2-Y2
即mx2-y2=4m(x≠±2).
又A1(-2,0)、A2(2,0)的坐标满足mx2-y2=4m.
当m<-1时,曲线C的方程为
+x2 4
=1,曲线C是焦点在y轴上的椭圆;y2 -4m
当m=-1时,曲线C的方程为x2+y2=4,曲线C是圆心在原点上的圆;
当-1<m<0时,曲线C的方程为
+x2 4
=1,曲线C是焦点在x轴上的椭圆;y2 -4m
(Ⅱ)由(I)知,曲线C的方程为
+x2 4
=1.y2 3
依题意,直线l1的方程为y=k(x-1).
代入椭圆方程可得:(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0
设M(x1,y1),N(x2,y2),则
由韦达定理得:x1+x2=-
,x1x2=8k2 3+4k2 4k2-12 3+4k2
∴弦MN的中点为P(
,4k2 3+4k2
)-3k 3+4k2
∴|MN|=
•1+k2
=(x1+x2)2-4x1x2 12(k2+1) 3+4k2
直线l2的方程为y-
=--3k 3+4k2
(x-1 k
)4k2 3+4k2
由y=0,可得x=
,则Q(k2 3+4k2
,0),k2 3+4k2
∴|PQ|=3 k2(k2+1) 3+4k2
∴
=|PQ| |MN|
=3 k2(k2+1) 3+4k2 12(k2+1) 3+4k2 1 4 1- 1 k2+1
∵k2+1>1,∴0<
<11 k2+1
∴0<1 4
<1- 1 k2+1 1 4
∴
的取值范围为(0,|
|PQ |
|MN
).1 4