已知平面内动点P(x,y)到定点F(1,0)的距离与其到定直线l:x=4的距离之比是[1/2],设动点P的轨迹为M,轨迹

已知平面内动点P(x,y)到定点F(1,0)的距离与其到定直线l:x=4的距离之比是[1/2],设动点P的轨迹为M,轨迹M与x轴的负半轴交于点A,过点F的直线交轨迹M于B、C两点.
(1)求轨迹M的方程;
(2)证明:当且仅当直线BC垂直于x轴时,△ABC是以BC为底边的等腰三角形;
(3)△ABC的面积是否存在最值?如果存在,求出最值;如果不存在,说明理由.
fishyxq 1年前 已收到1个回答 举报

VIP用户001 幼苗

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解题思路:(1)由题意得
(x−1)2+y2
|x−4|
=
1/2],则4[(x-1)2+y2]=(x-4)2,由此能求出轨迹M的方程.
(2)由轨迹M与x轴的负半轴交于点A(-2,0).知直线BC过点A时,A,B,C三点不能构成三角形,故直线BC的斜率不等于0,设直线BC的方程为x=my+1,由
x=my+1
x2
4
+
y2
3
=1
,得(3m2+4)y2+6my-9=0.再由韦达定理进行求解.
(3)设△ABC的面积存在最值.由点A到直线BC的距离d=
3
1+m2
,|BC|=
(x1x2)2+(y1y2)2
=12
(m2+1)2
(3m2+4)2
=
12(m2+1)
3m2+4
.故△ABC的面积S=[1/2]|BC|•d=
18
1+m2
3m2+4
.由此能够导出△ABC的面积S∈(0,[9/2]].

(1)由题意得

(x−1)2+y2
|x−4|=[1/2],
则4[(x-1)2+y2]=(x-4)2
即3x2+4y2=12,∴
x2
4+
y2
3=1,即是轨迹M的方程.
(2)由(1)易知轨迹M与x轴的负半轴交于点A(-2,0).
直线BC过点A时,A,B,C三点不能构成三角形,故直线BC的斜率不等于0,故可设直线BC的方程为x=my+1,由

x=my+1

x2
4+
y2
3=1,得(3m2+4)y2+6my-9=0.
设B(x1,y1),C(x2,y2),则
y1+y2=-[6m
3m2+4,y1y2=−
9
3m2+4
如果△ABC是以BC为底边的等腰三角形,必有|AB|=|AC|,
∴(x1+2)2+y12=(x2+2)2+y22
∴(x1+x2+4)(x1-x2)+(y1+y2)(y1-y2)=0,
∴[m(y1+y2)+6][m(y1-y2)]+(y1+y2)(y1-y2)=0,
∵y1≠y2,∴(m2+1)(y1+y2)+6m=0,
∴(m2+1)(-
6m
3m2+4)+6m=0,
∴m=0或
m2+1
3m2+4=1(无解),即如果△ABC是以BC为底边的等腰三角形,则m=0,此时直线BC垂直于x轴.
反之,当直线BC垂直于x轴时,直线BC的方程是x=1,
易知B(1,-

点评:
本题考点: 直线与圆锥曲线的综合问题;轨迹方程.

考点点评: 本题考查直线和圆锥曲线的位置关系,具有一定的难度,解题时要认真审题,注意培养解题能力,提高解题技巧.

1年前

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