题目内容
平面内动点M与点P1(-2,0),P2(2,0),所成直线的斜率分别为k1、k2,且满足.(Ⅰ)求点M的轨迹E的方程,并指出E的曲线类型;
(Ⅱ)设直线:l:y=kx+m(k>0,m≠0)分别交x、y轴于点A、B,交曲线E于点C、D,且|AC|=|BD|.
(1)求k的值;
(2)若点,求△NCD面积取得最大时直线l的方程.
【答案】分析:(Ⅰ)设动点M的坐标为(x,y),由,可得方程,化简即得点M的轨迹E的方程,从而可得E的曲线类型;
(Ⅱ)(1)由于|AC|=|BD|,所以CD中点就是AB中点,先求AB的中点为,再将l:y=kx+m与(Ⅰ)中方程联立,利用中点坐标公式可求k的值;
(2)利用弦长公式求CD长,再求点N到CD的距离,从而可表示出面积,利用基本不等式求△NCD面积的最大值,从而求出直线l的方程.
解答:解:(Ⅰ)设动点M的坐标为(x,y),∵,∴,
即
动点M的轨迹E是中心在原点,半长轴为2,焦点为()的椭圆(除去长轴两个端点.)它的方程是.
(Ⅱ)(1)在,AB的中点为
设C(x1,y1),D(x2,y2),由,∵|AC|=|BD|,∴CD中点就是AB中点,即,∵k>0,∴
点N到CD的距离,=
当且仅当4-m2=m2时等号成立,即,此时△>0,
所以直线的方程为.
点评:本题主要考查曲线的轨迹方程与轨迹,应注意区分轨迹方程与轨迹,把不满足条件的点舍去.对于直线与曲线的位置关系问题,通常利用联立方程组的方法,一般要借助于根与系数的关系求解.
(Ⅱ)(1)由于|AC|=|BD|,所以CD中点就是AB中点,先求AB的中点为,再将l:y=kx+m与(Ⅰ)中方程联立,利用中点坐标公式可求k的值;
(2)利用弦长公式求CD长,再求点N到CD的距离,从而可表示出面积,利用基本不等式求△NCD面积的最大值,从而求出直线l的方程.
解答:解:(Ⅰ)设动点M的坐标为(x,y),∵,∴,
即
动点M的轨迹E是中心在原点,半长轴为2,焦点为()的椭圆(除去长轴两个端点.)它的方程是.
(Ⅱ)(1)在,AB的中点为
设C(x1,y1),D(x2,y2),由,∵|AC|=|BD|,∴CD中点就是AB中点,即,∵k>0,∴
点N到CD的距离,=
当且仅当4-m2=m2时等号成立,即,此时△>0,
所以直线的方程为.
点评:本题主要考查曲线的轨迹方程与轨迹,应注意区分轨迹方程与轨迹,把不满足条件的点舍去.对于直线与曲线的位置关系问题,通常利用联立方程组的方法,一般要借助于根与系数的关系求解.
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