题目内容

已知F1(-2,0),F2(2,0),点P满足|PF1|-|PF2|=2,记点P的轨迹为E,.
(1)求轨迹E的方程;
(2)若直线l过点F2且法向量为,直线与轨迹E交于P、Q两点.
①过P、Q作y轴的垂线PA、QB,垂足分别为A、B,记|PQ|=λ|AB|,试确定λ的取值范围;
②在x轴上是否存在定点M,无论直线l绕点F2怎样转动,使恒成立?如果存在,求出定点M;如果不存在,请说明理由.
【答案】分析:(1)由条件知,点P的轨迹E是以F1、F2为焦点的双曲线右支,从而写出轨迹E的方程即可.
(2)①当直线l的斜率存在时,设直线方程为y=k(x-2),P(x1,y1),Q(x2,y2),将直线的方程代入双曲线的方程,消去y得到关于x的一元二次方程,利用距离公式分别表示PQ|、|AB|,从而可求λ的取值范围;
②当直线l的斜率存在时,设直线方程为y=k(x-2),P(x1,y1),Q(x2,y2),将直线的方程代入双曲线的方程,消去y得到关于x的一元二次方程,再结合根系数的关系利用向量垂直关系即可求得m值,从而解决问题.
解答:解:(1)由|PF1|-|PF2|=2<|F1F2|知,点P的轨迹是以F1,F2为焦点的双曲线的右支.
轨迹方程为.
(2)直线l的方程为a(x-2)+y=0,
由得(a2-3)x2-4a2x+4a2+3=0,设P(x1,y1),Q(x2,y2),
由条件得
解得a2>3即.

①,|AB|=|y1-y2|=|a||x1-x2|
由条件,故x1≠x2,∴,
因为a2>3,因此.
②设存在点M(m,0)满足条件,由
=,
得3(1-m2)+a2(m2-4m-5)=0对任意a2>3恒成立,
所以,解得m=-1,
因此存在定点M(-1,0)满足条件.
点评:本题的考点是直线与圆锥曲线的综合应用,主要考查用待定系数法求双曲线的标准方程,利用两个向量的数量积公式及双曲线的性质解决具体问题,体现了分类讨论的数学思想.
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