题目内容

(1)若动点P到定点F(2
2
,0)
的距离与到定直线l:x=
9
2
4
的距离之比为
2
2
3
,求证:动点P的轨迹是椭圆;
(2)设(1)中椭圆短轴的上顶点为A,试找出一个以点A为直角顶点的等腰直角△ABC,并使得B、C两点也在椭圆上,并求出△ABC的面积;
(3)对于椭圆
x2
a2
+y2=1
(常数a>1),设椭圆短轴的上顶点为A,试问:以点A为直角顶点,且B、C两点也在椭圆上的等腰直角△ABC有几个?说明理由.
分析:(1)假设动点P坐标,利用条件,建立等式,化简可判断动点P的轨迹;
(2)根据条件可知,AB,AC应是关于y轴对称,将直线方程与椭圆方程联立,从而可求AC长,故可求面积;
(3)与(2)同法,将直线方程与椭圆方程联立,求AB,AC的长,利用|AB|=|AC|可判断.
解答:解:(1)由题意,设动点P(x,y),则
(x-2
2
)
2
+y2
|x-
9
2
4
|
=
2
2
3
,化简得
x2
9
+y2=1
,
∴动点P的轨迹是椭圆(4分)
(2)A(0,1),设AB:y=x+1,AC:y=-x+1,则△ABC是等腰直角三角形
由
y=x+1
x2
9
+y2=1
得,5x2+9x=0∴|AC|=
1+1
|xC-xA|=
9
2
5
∴S△ABC=
1
2
|AC|2=
81
25
---------(10分)
(3)不妨设lAB:y=kx+1(k>0),lAC:y=-
1
k
x+1

由
y=kx+1
x2
a2
+y2=1
得,(1+a2k2)x2+2ka2x=0∴|AB|=
1+k2
|xA-xB|=
1+k2
•
2ka2
1+a2k2

同理可得|AC|=
1+
1
k2
•
2a2
k
1+
a2
k2
=
1+k2
•
2a2
k2+a2

由|AB|=|AC|得,k3-a2k2+a2k-1=0即(k-1)[k2+(1-a2)k+1]=0∴k=1或k2+(1-a2)k+1=0
所以当a>
3
时,存在三个等腰直角三角形;
当1<a≤
3
时,存在一个等腰直角三角形.-------------------------------------(16分)
点评:本题主要考查轨迹与轨迹方程,考查直线与椭圆的位置关系,属于中档题.
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