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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