题目内容
((本小题满分12分)
在平面直角坐标系xOy中,点P(x,y)为动点,已知点A(
,0),B(-
,0),直线PA与PB的斜率之积为定值-
.
(Ⅰ)求动点P的轨迹E的方程;
(Ⅱ)若F(1,0),过点F的直线l交轨迹E于M、N两点,以MN为对角线的正方形的第三个顶点恰在y轴上,求直线l的方程.
在平面直角坐标系xOy中,点P(x,y)为动点,已知点A(
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173125691224.gif)
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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173125738226.gif)
(Ⅰ)求动点P的轨迹E的方程;
(Ⅱ)若F(1,0),过点F的直线l交轨迹E于M、N两点,以MN为对角线的正方形的第三个顶点恰在y轴上,求直线l的方程.
解:⑴由题意
,----------- 2分
整理得
, 所以所求轨迹
的方程为
,------ 4分
⑵当直线
与
轴重合时,与轨迹
无交点,不合题意;
当直线
与
轴垂直时,
,此时
,以
为对角线的正方形的另外两个顶点坐标为
,不合题意;--------------- 6分
当直线
与
轴既不重合,也不垂直时,不妨设直线
,
的中点
,
由
消
得
,
由
得
-------------------8分
所以
,
则线段
的中垂线
的方程为:
,
整理得直线
,
则直线
与
轴的交点
,
注意到以
为对角线的正方形的第三个顶点恰在
轴上,
当且仅当
,
即
,----------------10分
, ①
由
②
将②代入①解得
,即直线
的方程为
,
综上,所求直线
的方程为
或
.------------12分
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整理得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173125769470.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173125972204.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173125988604.gif)
⑵当直线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126050185.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126066187.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173125972204.gif)
当直线
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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126066187.gif)
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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126268368.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126284422.gif)
当直线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126050185.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126066187.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126346615.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126362735.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126409770.gif)
由
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126424749.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126612193.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126627757.gif)
由
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231731266431235.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231731266581052.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126674779.gif)
则线段
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126268368.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126705204.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126721864.gif)
整理得直线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126814637.gif)
则直线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126705204.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126612193.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126970593.gif)
注意到以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126268368.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126612193.gif)
当且仅当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173127033471.gif)
即
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231731270641204.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231731270951096.gif)
由
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231731271111616.gif)
将②代入①解得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173127142252.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126050185.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173127360431.gif)
综上,所求直线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173126050185.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173127392311.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823173127423425.gif)
略
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