题目内容
长度为a(a>0)的线段AB的两个端点A、B分别在x轴和y轴上滑动,点P在线段AB上,且满足(1)求点P的轨迹方程C;
(2)当a=λ+1时,过点M(1,0)作两条互相垂直的直线l1和l2,l1和l2分别与曲线C相交于点N和Q(都异于点M),试问△MNQ能不能是等腰三角形?若能,这样的三角形有几个;若不能,请说明理由.
解:(1)依题意,设点A,B的坐标分别为(x1,0),(0,y1),点P的坐标为(x,y).
由
=λ
,故(x-x1,y)=λ(-x,y1-y)=(-λx,λ(y1-y)).
∴
即
∵|AB|=a,∴x
+y
=a2.∴(1+λ)2x2+(
)2y2= a2
∴点P的轨迹方程C是(1+λ)2x2+(
)2y2=a2.
(2)当a=λ+1时,曲线C的方程是x2+
=1,故点M(1,0)在曲线C上.
依题意,可知直线l1和l2都不可能与坐标轴平行,
可设直线l1方程为y=k(x-1),直线l2方程为y=-
(x-1),不妨设k>0.
由
消去y得(λ2+k2)x2-2k2x+k2-λ2=0.
由xm·xn=
,又xm=1,得xn=
,
∴|MN|=
|xn-xm|=
|
-1|=
·
.
同理可得|MQ|=
·
=
·
.
假设ΔMNQ是等腰三角形,则|MN|=|MQ|,即
·
=
·
,
化简得(k-1)[k2+(1-λ2)k+1]=0,
∴k=1或k2+(1-λ2)k+1=0. ①
①式的叛别式Δ=(1-λ2)2-4,
在RTΔEBD′中,
=
,可求得FG=
.
∴sin∠FAG=
=
=
.
∴直线AC与平面ABD′所成的角为Arcsin
.