问题
解答题
已知平面上的动点P(x,y)及两定点A(-2,0),B(2,0),直线PA,PB的斜率分别是 k1,k2且k1•k2=-
(1)求动点P的轨迹C的方程; (2)设直线l:y=kx+m与曲线C交于不同的两点M,N. ①若OM⊥ON(O为坐标原点),证明点O到直线l的距离为定值,并求出这个定值 ②若直线BM,BN的斜率都存在并满足kBM•kBN=-
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答案
(1)由题意得
•y x+2
=-y x-2
,(x≠±2),即x2+4y2=4(x≠±2).1 4
∴动点P的轨迹C的方程是
+y2=1(x≠±2).x2 4
(2)设点M(x1,y1),N(x2,y2),联立
,化为(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,y=kx+m x2+4y2=4
∴△=64k2m2-16(m2-1)(1+4k2)=16(1+4k2-m2)>0.
∴x1+x2=-
,x1x2=8km 1+4k2
.4m2-4 1+4k2
∴y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2,
①若OM⊥ON,则x1x2+y1y2=0,∴(1+k2)x1x2+km(x1+x2)+m2=0,
∴
-(1+k2)(4m2-4) 1+4k2
+m2=0,化为m2=8k2m2 1+4k2
(1+k2),此时点O到直线l的距离d=4 5
=|m| 1+k2
.2 5 5
②∵kBM•kBN=-
,∴1 4
•y1 x1-2
=-y1 x1+2
,1 4
∴x1x2-2(x1+x2)+4+4y1y2=0,
∴x1x2-2(x1+x2)+4+4k2x1x2+4km(x1+x2)+4m2=0,
代入化为4m2-4-
+4m2+4=0,化简得m(m+2k)=0,解得m=0或m=-2k.8km(4km-2) 1+4k2
当m=0时,直线l恒过原点;
当m=-2k时,直线l恒过点(2,0),此时直线l与曲线C最多有一个公共点,不符合题意,
综上可知:直线l恒过定点(0,0).