题目内容

已知A、B分别是直线y=
3
3
x
y=-
3
3
x
上的两个动点,线段AB的长为2
3
,P是AB的中点.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)过点Q(1,0)作直线l(与x轴不垂直)与轨迹C交于M、N两点,与y轴交于点R.若
RM
MQ
RN
NQ
,证明:λ+μ为定值.
分析:(1)设P(x,y),A(x1,y1),B(x2,y2).P是线段AB的中点,A、B分别是直线y=
3
3
x
y=-
3
3
x
上的点,y1=
3
3
x1
y2=-
3
3
x2
.再由|
AB
|=2
3
知动点P的轨迹C的方程为
x2
9
+y2=1

(2)依题意,直线l的斜率存在,故可设直线l的方程为y=k(x-1).设M(x3,y3)、N(x4,y4)、R(0,y5),则M、N两点坐标满足方程组
y=k(x-1) 
x2
9
+y2=1 .
消去y并整理,得(1+9k2)x2-18k2x+9k2-9=0,然后利用根与系数的关系进行求解.
解答:解:(1)设P(x,y),A(x1,y1),B(x2,y2).
∵P是线段AB的中点,∴
x=
x1+x2
2
y=
y1+y2
2
(2分)
∵A、B分别是直线y=
3
3
x
y=-
3
3
x
上的点,
y1=
3
3
x1
y2=-
3
3
x2

x1-x2=2
3
y
y1-y2=
2
3
3
x
(4分)
|
AB
|=2
3
,∴(x1-x22+(y1-y22=12.(5分)
12y2+
4
3
x2=12

∴动点P的轨迹C的方程为
x2
9
+y2=1
.(6分)
(2)依题意,直线l的斜率存在,故可设直线l的方程为y=k(x-1).(7分)
设M(x3,y3)、N(x4,y4)、R(0,y5),
则M、N两点坐标满足方程组
y=k(x-1) 
x2
9
+y2=1 .

消去y并整理,得(1+9k2)x2-18k2x+9k2-9=0,(9分)
x3+x4=
18k2
1+9k2
,①x3x4=
9k2-9
1+9k2
.②(10分)
RM
MQ
,∴(x3,y3)-(0,y5)=λ[(1,0)-(x3,y3)].
x3=λ(1-x3
y3-y5=-λy3 .

∴x3=λ(1-x3).∵l与x轴不垂直,∴x3≠1,
λ=
x3
1-x3

同理μ=
x4
1-x4
.(12分)
λ+μ=
x3
1-x3
+
x4
1-x4
=
(x3+x4)-2x3x4
1-(x3+x4)+x3x4

将①②代入上式可得λ+μ=-
9
4
.(14分)
点评:本题主要考查直线与椭圆的有关知识、求轨迹方程的方法,以及运算求解和推理论证能力.
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