题目内容
【题目】设复平面上点对应的复数 (为虚数单位)满足,点的轨迹方程为曲线. 双曲线:与曲线有共同焦点,倾斜角为的直线与双曲线的两条渐近线的交点是、,,为坐标原点.
(1)求点的轨迹方程;
(2)求直线的方程;
(3)设△PQR三个顶点在曲线上,求证:当是△PQR重心时,△PQR的面积是定值.
【答案】(1);(2);(3)证明见解析.
【解析】
试题分析:(1)【方法一】根据椭圆的定义可知,结合,即可求得点的轨迹方程;【方法二】根据复数的性质,化简即可得点的轨迹方程;(2)【方法一】根据双曲线:与曲线有共同焦点,求得双曲线的方程,进而可得双曲线的渐近线方程,设直线的方程为,联立渐近线方程与直线的方程,求得,的坐标,再根据,即可求得直线的方程;【方法二】联立直线的方程与双曲线的方程,结合韦达定理,再根据,即可求得直线的方程;(3)【方法一】设,,由是△PQR重心可得,根据,即可求得定值;【方法二】设、、,则有:,推出,代入到椭圆方程,结合,即可求得定值.
试题解析:(1)【方法一】由题意知,点的轨迹为椭圆.
∵
∴
∴点的轨迹方程为.
【方法二】由题意知,,整理得.
∴点的轨迹方程为
(2)【方法一】∵与有共同焦点
∴,即
∴双曲线的方程为
∴双曲线的渐近线方程
设直线的方程为.
联立方程,得.
,,即直线的方程为.
【方法二】∵与有共同焦点
∴,即.
∴双曲线的方程为
设直线的方程为,联立方程得到.
∴
∴,即直线的方程为.
(3)【方法一】设,.
∵为的重心
(.
不妨设,则.
【方法二】设、、,则有:,代入椭圆方程得:.
所以 .
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