问题 解答题
已知线段CD=2
3
,CD的中点为O,动点A满足AC+AD=2a(a为正常数).
(1)建立适当的直角坐标系,求动点A所在的曲线方程;
(2)若a=2,动点B满足BC+BD=4,且OA⊥OB,试求△AOB面积的最大值和最小值.
答案

(1)以O为圆心,CD所在直线为轴建立平面直角坐标系

AC+AD=2a<2

3
,即0<a<
3
,动点A所在的曲线不存在;

AC+AD=2a=2

3
,即a=
3
,动点A所在的曲线方程为y=0(-
3
≤x≤
3
)

AC+AD=2a>2

3
,即a>
3
,动点A所在的曲线方程为
x2
a2
+
y2
a2-3
=1
(4分)

(2)当a=2时,其曲线方程为椭圆

x2
4
+y2=1

由条件知A,B两点均在椭圆

x2
4
+y2=1上,且OA⊥OB

设A(x1,y1),B(x2,y2),OA的斜率为k(k≠0),

则OA的方程为y=kx,OB的方程为y=-

1
k
x,解方程组
y=kx
x2
4
+y2=1
,得
x21
=
4
1+4k2
y21
=
4k2
1+4k2

同理可求得

x22
=
4k2
k2+4
y22
=
4
k2+4

△AOB面积S=

1
2
1+k2
|x1|
1+
1
k2
|x2|=2
(1+k2)2
(1+4k2)(k2+4)
(8分)

令1+k2=t(t>1)则S=2

t2
4t2+9t-9
=2
1
-
9
t2
+
9
t
+4

g(t)=-

9
t2
+
9
t
+4=-9(
1
t
-
1
2
)2+
25
4
(t>1)所以4<g(t)≤
25
4
,即
4
5
≤S<1

当k=0时,可求得S=1,故

4
5
≤S≤1,故S的最小值为
4
5
,最大值为1(12分)

不定项选择
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