题目内容
【题目】设x,y∈R,向量 分别为直角坐标平面内x,y轴正方向上的单位向量,若向量 , ,且 .
(Ⅰ)求点M(x,y)的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设椭圆 ,P为曲线C上一点,过点P作曲线C的切线y=kx+m交椭圆E于A、B两点,试证:△OAB的面积为定值.
【答案】解:(Ⅰ)∵ , ,且 ,
∴
∴点M(x,y)到两个定点F1(- ,0),F2( ,0)的距离之和为4
∴点M的轨迹C是以F1、F2为焦点的椭圆,
设所求椭圆的标准方程为 ,
a=2∴b2=a2﹣c2=1
其方程为
(Ⅱ)证明:设A(x1 , y1),B(x2 , y2),
将y=kx+m代入椭圆E的方程,消去x可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣16=0
显然直线与椭圆C的切点在椭圆E内,
∴△>0,由韦达定理可得: , .
所以
因为直线y=kx+m与y轴交点的坐标为(0,m),
所以△OAB的面积
=
设
将y=kx+m代入椭圆C的方程,可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣4=0
由△=0,可得m2=1+4k2即t=1,
又因为 ,
故 为定值.
【解析】(Ⅰ)通过 ,得到 ,说明点M(x,y)到两个定点F1(- ,0),F2( ,0)的距离之和为4,推出点M的轨迹C是以F1、F2为焦点的椭圆,然后求解即可.(Ⅱ)设A(x1 , y1),B(x2 , y2),将y=kx+m代入椭圆E的方程,消去x可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣16=0显然直线与椭圆C的切点在椭圆E内,利用判别式以及韦达定理求解三角形的面积,转化求解即可.
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