题目内容

已知定点A(0,1),B(0,-1),C(1,0),动点P满足:
AP
BP
=k|
PC
|2

(1)求动点P的轨迹方程,并说明方程表示的曲线类型;
(2)求|
AP
+
BP
|
的取值范围.
分析:(1)根据题意,给出向量
AP
BP
PC
的坐标,由
AP
BP
=k|
PC
|2
建立关于x、y的方程,化简得(1-k)x2+(1-k)y2+2kx-(k+1)=0.根据k是否等于1讨论,可得方程所表示的曲线类型;
(2)k=2时,点P的轨迹方程为(x-2)2+y2=1,由此化简得|
AP
+
BP
|
=2
x2+y2
=2
4x-3
,利用1≤x≤3即可算出|
AP
+
BP
|
的取值范围.
解答:解:(1)设动点P(x,y),可得
AP
=(x,y-1),
BP
=(x,y+1),
PC
=(1-x,-y)

AP
BP
=k|
PC
|2

∴x2+y2-1=k(x-1)2+ky2
化简得(1-k)x2+(1-k)y2+2kx-(k+1)=0…4分
①当k=1时,方程为x=1,表示直线;…5分
②当k≠1时,方程为(x-
k
k-1
)2+y2=(
1
k-1
)2

方程表示(
k
k-1
,0)
为圆心、
1
|k-1|
为半径的圆.…7分
(2)当k=2时,点P的轨迹方程为(x-2)2+y2=1,
|
AP
+
BP
|
=2
x2+y2

将(x-1)2+y2=1化简得x2+y2=4x-3,
|
AP
+
BP
|
=2
4x-3
,…10分
结合1≤x≤3,可得|
AP
+
BP
|
max=6,|
AP
+
BP
|
min=2
|
AP
+
BP
|
的取值范围为:2≤|
AP
+
BP
|
≤6,…13分
点评:本题给出动点P满足的条件,求P的轨迹方程,并求向量模的取值范围.着重考查了向量的坐标运算、向量数量积的运算性质和动点轨迹方程求法等知识,属于中档题.
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