题目内容

已知直角坐标平面内点A(x,y)到点F1(-1,0)与点F2(1,0)的距离之和为4.
(1)试求点A的轨迹M的方程;
(2)若斜率为
1
2
的直线l与轨迹M交于C、D两点,点P(1,
3
2
)
为轨迹M上一点,记直线PC的斜率为k1,直线PD的斜率为k2,试问:k1+k2是否为定值?请证明你的结论.
(1)由题知|AF1|+|AF2|=4,|F1F2|=2,则|AF1|+|AF2|>|F1F2|
由椭圆的定义知点A轨迹M是椭圆,其中a=2,c=1.
因为b2=a2-c2=3,
所以,轨迹M的方程为
x2
4
+
y2
3
=1

(2)设直线l的方程为:y=
1
2
x+b
,C(x1,y1),D(x2,y2
联立直线l'的方程与椭圆方程,消去y可得:3x2+4(
1
2
x+b)2=12

化简得:x2+bx+b2-3=0
当△>0时,即,b2-4(b2-3)>0,也即|b|<2时,直线l'与椭圆有两交点,
由韦达定理得:
x1+x2=-b
x1x2=b2-3

所以,k1=
y1-
3
2
x1-1
=
1
2
x1+b-
3
2
x1-1
k2=
y2-
3
2
x2-1
=
1
2
x2+b-
3
2
x2-1

则k1+k2=
1
2
x1+b-
3
2
x1-1
+
1
2
x2+b-
3
2
x2-1
=
x1x2+(b-2)(x1+x2)+3-2b
(x1-1)(x2-1)
=
b2-3+(b-2)(-b)+3-2b
(x1-1)(x2-1)
=0

所以,k1+k2为定值.
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