题目内容

已知点F(a,0)(a>0),动点M、P分别在x、y轴上运动,满足
PM
 •
PF
=0
,N为动点,并且满足
PN
PM
=0

(1)求点N的轨迹C的方程;
(2)过点F(a,0)的直线l(不与x轴垂直)与曲线C交于A,B两点,设点K(-a,0),
KA
KB
的夹角为θ,求证:0<θ<
π
2
分析:(1)设N(x,y),P(0,b),由
PM
+
PN
=0
及M在x轴可得y=2b①,再由P满足
PM
 •
PF
=0
,及①可得x=
b2
a
②,由①②可求C的轨迹方程
(2)设直线AB的方程为y=k(x-a),联立方程
y=k(x-a)
y2=4ax
整理可得,k2x2-(2ak2+4a)x+a2k2=0,再设A(x1,y1),B(x2,y2)由方程根与系数的关系可得x1+x2=
2ak2+4a
k2
x1x2a2
,根据向量的数量积可得
KA
KB
=(x1+a)(x2+a)+y1y2
,通过已知条件可求其范围,进而可求夹角θ的范围.
解答:解:(1)设N(x,y),P(0,b)
PM
+
PN
=0
∴M(-x,2b-y)
∵M在x轴∴2b-y=0,y=2b①
又P满足
PM
 •
PF
=0
,即PM⊥PF
y-b
x
b
-a
=-1
x=
b2
a

由①②可得,y2=4ax
(2)设lAB:y=k(x-a)
则有
y=k(x-a)
y2=4ax

整理可得,k2x2-(2ak2+4a)x+a2k2=0
设A(x1,y1)B(x2,y2
x1+x2=
2ak2+4a
k2
x1x2a2

KA
=(x1+a,y1)  
KB
=(x2+a,y2)

KA
KB
=(x1+a)(x2+a)+y1y2
=(x1+a)(x2+a)+k2(x1-a)(x2-a)
=[x1x2+a(x1+x2)+a2]+k2[x1x2-a(x1+x2)+a2]
=(1+k2)(x1x2+a2)+a(1-k2)(x1+x2)=
4a
k2
>0

0<θ<
π
2
点评:本题以向量的基本运算为载体,综合考查了向量垂直与直线垂直的相互转化的应用,点的轨迹的求解,直线与圆锥曲线的位置关系的考查,本题的重点与难点在于直线与抛物线的相交关系,这也是圆锥曲线常考的试题类型
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