题目内容
(2009•浦东新区二模)已知
=(1,0),
=(0,
),若过定点A(0,
)、以
-λ
(λ∈R)为法向量的直线l1与过点B(0,-
)以
+λ
为法向量的直线l2相交于动点P.
(1)求直线l1和l2的方程;
(2)求直线l1和l2的斜率之积k1k2的值,并证明必存在两个定点E,F,使得|
|+|
|恒为定值;
(3)在(2)的条件下,若M,N是l:x=2
上的两个动点,且
•
=0,试问当|MN|取最小值时,向量
+
与
是否平行,并说明理由.
| i |
| c |
| 2 |
| 2 |
| i |
| c |
| 2 |
| c |
| i |
(1)求直线l1和l2的方程;
(2)求直线l1和l2的斜率之积k1k2的值,并证明必存在两个定点E,F,使得|
| PE |
| PF |
(3)在(2)的条件下,若M,N是l:x=2
| 2 |
| EM |
| FN |
| EM |
| FN |
| EF |
分析:(1)根据所给直线上的定点坐标以及法向量,即可写出两直线方程.
(2)根据(1)中所求直线l1和l2的方程,可分别求出两直线的斜率,再计算k1k2,为定值
,再用p点坐标表示k1k2,与前面所求k1k2的值相等,即可得到P点的轨迹方程.为椭圆,根据椭圆定义,可知椭圆上的点到两个焦点的距离之和为定植,所以必存在两个定点E,F,使得|
|+|
|恒为定值.
(3)因为M,N的横坐标相同,设出它们的纵坐标,先把|MN|用M,N的纵坐标表示,根据且
•
=0,求出M,N纵坐标的关系式,代入|MN|,即可求出|MN|的最小值,以及相应的M,N纵坐标,并据此求出向量
+
的坐标,根据两向量平行的坐标关系,即可判断向量
+
与
是否平行.
(2)根据(1)中所求直线l1和l2的方程,可分别求出两直线的斜率,再计算k1k2,为定值
| 1 |
| 2 |
| PE |
| PF |
(3)因为M,N的横坐标相同,设出它们的纵坐标,先把|MN|用M,N的纵坐标表示,根据且
| EM |
| FN |
| EM |
| FN |
| EM |
| FN |
| EF |
解答:解:(1)直线l1的法向量
=( 1 , -
λ ),l1的方程:x-
λ ( y-
)=0,
即为x-
λy+2λ=0;
直线l2的法向量
=( λ ,
),l2的方程:λx+
( y+
)=0,
即为λx+
y+2=0.
(2)k1k2=
•( -
)=-
.
设点P的坐标为(x,y),由k1k2=
•
=-
,得
+
=1.
由椭圆的定义的知存在两个定点E、F,使得|
|+|
恒为定值4.
此时两个定点E、F为椭圆的两个焦点.
(3)设M ( 2
, y1),N ( 2
, y2),则
=( 3
, y1),
=(
, y2),
由
•
=0,得y1y2=-6<0.
|MN|2=(y1-y2)2=y12+y22-2y1y2≥-2y1y2-2y1y2=-4y1y2=24;
当且仅当
或
时,|MN|取最小值
.
+
=( 4
, y1+y2)=( 4
, 0 )=2
,故
+
与
平行.
| n1 |
| 2 |
| 2 |
| 2 |
即为x-
| 2 |
直线l2的法向量
| n1 |
| 2 |
| 2 |
| 2 |
即为λx+
| 2 |
(2)k1k2=
| 1 | ||
|
| λ | ||
|
| 1 |
| 2 |
设点P的坐标为(x,y),由k1k2=
y-
| ||
| x |
y+
| ||
| x |
| 1 |
| 2 |
| x2 |
| 4 |
| y2 |
| 2 |
由椭圆的定义的知存在两个定点E、F,使得|
| PE |
| PF| |
此时两个定点E、F为椭圆的两个焦点.
(3)设M ( 2
| 2 |
| 2 |
| EM |
| 2 |
| FN |
| 2 |
由
| EM |
| FN |
|MN|2=(y1-y2)2=y12+y22-2y1y2≥-2y1y2-2y1y2=-4y1y2=24;
当且仅当
|
|
| 6 |
| EM |
| FN |
| 2 |
| 2 |
| EF |
| EM |
| FN |
| EF |
点评:本题主要考查了椭圆定义的应用,以及直线与圆锥曲线相交弦长的求法.
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