题目内容

(本题满分18分,其中第1小题6分,第2小题4分,第3小题8分)

定义变换:可把平面直角坐标系上的点变换到这一平面上的点.特别地,若曲线上一点经变换公式变换后得到的点与点重合,则称点是曲线在变换下的不动点.

(1)若椭圆的中心为坐标原点,焦点在轴上,且焦距为,长轴顶点和短轴顶点间的距离为2. 求该椭圆的标准方程. 并求出当时,其两个焦点、经变换公式变换后得到的点和的坐标;

(2)当时,求(1)中的椭圆在变换下的所有不动点的坐标;

(3)试探究:中心为坐标原点、对称轴为坐标轴的双曲线在变换

:(,)下的不动点的存在情况和个数.

 

【答案】

(1)(2)(3)两个

【解析】(1)设椭圆的标准方程为(),由椭圆定义知焦距,即…①.

又由条件得…②,故由①、②可解得,.

即椭圆的标准方程为.

且椭圆两个焦点的坐标分别为和.

对于变换:,当时,可得

设和分别是由和的坐标由变换公式变换得到.于是,,即的坐标为;

又即的坐标为.

(2)设是椭圆在变换下的不动点,则当时,[来源:Z§xx§k.Com]

有,由点,即,得:

,因而椭圆的不动点共有两个,分别为和.

(3) 设是双曲线在变换下的不动点,则由

因为,,故.

不妨设双曲线方程为(),由代入得

则有,

因为,故当时,方程无解;

当时,要使不动点存在,则需,

因为,故当时,双曲线在变换下一定有2个不动点,否则不存在不动点.

进一步分类可知:

(i)当,时,即双曲线的焦点在轴上时,

;

此时双曲线在变换下一定有2个不动点;

(ii)当,时,即双曲线的焦点在轴上时,

.[来源:]

此时双曲线在变换下一定有2个不动点.

 

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