uuuuruuuur?FM1?FN1?p2?y1y2?p2?p2?0,故FM1?FN1
2(Ⅱ)解 S2?4S1S3成立,证明如下:
方法一 设M(x1,y1),N(x2,y2),则由抛物线的定义得
pp,|NN1|?|NF|?x2?,于是 2211pS1??|MM1|?|F1M1|?(x1?)|y1|
22211S2??|M1N2|?|FF1|?p|y1?y2|
2211pS3??|NN1|?|F1N1|?(x2?)|y2|
22211p1p2QS2?4S1S3?(p|y1?y2|)2?4?(x1?)|y1|?(x2?)|y2|
22222|MM1|?|MF|?x1?12pp22?p[(y1?y2)?4y1y2]?[x1x2?(x1?x2)?]|y1y2|
424p?x?my?1??y1?y2?2mp?12将?与?代入上式化简可得 2p?x?my?,?y1y2??p22??2p2(m2p2?p2)?p2(m2p2?p2),此式恒成立。
2故S2?4S1S3成立。
方法二 如图,设直线MNM的倾角为?,|MF|?r1,|NF|?r2 则由抛物线的定义得|MM1|?|MF|?r1,|NN1|?|NF|?r3
QMM1//NN1//FF1,Q?FMM1??,?FNN1????于是S1?
1211r1sin?,S3?r22sin(???)?r22sin? 222在?FMM1和?FNN1中,由余弦定理可得
|FM1|2?2r12?2r12cos??2r12(1?cos?),|FN1|2?2r22?2r22cos??2r22(1?cos?)
由(I)的结论,得S2?1|FM1|?|FN1| 2112?S2?|FM1|2?|FN1|2??4r12?r22?(1?cos?)(1?cos?)?r12r22sin2??4S1S3
442即S2?4S1S3,得证。
66.(2009宁夏海南卷文)(本小题满分12分)
已知椭圆C的中心为直角坐标系xOy的原点,焦点在x轴上,它的一个项点到两个 焦点的距离分别是7和1 (1)求椭圆C的方程‘
(2)若P为椭圆C的动点,M为过P且垂直于x轴的直线上的点,求点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线。 解(1)设椭圆长半轴长及分别为a,c,由已知得
OP,?e(e为椭圆C的离心率)
OM{
a?c?1, 解得a=4,c=3,
a?c?7.x2y2??1. 所以椭圆C的方程为
167(Ⅱ)设M(x,y),P(x,y1),其中x???4,4?.
x2?y12?e2. 由已知得22x?y而e?32222,故16(x?y1)?9(x?y). ① 421112?7x2, 由点P在椭圆C上得 ,y?16代入①式并化简得9y?112, 所以点M的轨迹方程为y??247(?4?x?4),轨迹是两条平行于x轴的线段. 367.(2009湖南卷理)(本小题满分13分)在平面直角坐标系xOy中,点P到点F(3,0)的距离的4倍与它到直线x=2的距离的3倍之和记为d,当P点运动时,d恒等于 点P的横坐标与18之和
(Ⅰ)求点P的轨迹C;
(Ⅱ)设过点F的直线l与轨迹C相交于M,N两点,求线段
MN长度的最大值。
解(Ⅰ)设点P的坐标为(x,y),则d?4(x?3)?y?3︳x-2︳
22由题设
x2y21??1. 当x>2时,由①得(x?3)?y?6?x, 化简得
3627222当x?2时 由①得(3?x)2?y2?3?x,化简得y?12x
2x2y2??1在直线x=2的右侧部分与 故点P的轨迹C是椭圆C1:36272抛物线C2:y?12x在直线x=2的左侧部分(包括它与直线x=2的交点)
所组成的曲线,参见图1
(Ⅱ)如图2所示,易知直线x=2与C1,C2的交点都是
A(2,26),B(2,?26),
直线AF,BF的斜率分别为kAF=?26,kBF=26. 当点P在C1上时,由②知
1PF?6?x. ④
2当点P在C2上时,由③知
PF?3?x ⑤
若直线l的斜率k存在,则直线l的方程为y?k(x?3) (i)当k≤kAF,或k≥kBF,即k≤-2 都在C 1上,此时由④知
6时,直线I与轨迹C的两个交点M(x1,y1),N(x2,y2)
11x1 ∣NF∣= 6 - x2 22111x1)+ (6 - x2)=12 - ( x1+x2) 从而∣MN∣= ∣MF∣+ ∣NF∣= (6 - 222∣MF∣= 6 -
?y?k(x?3)?2222由?x2y2 得(3?4k)x?24kx?36k?108?0 则x1,y1是这个方程的两根,所以
?1???362724k212k21x1+x2=*∣MN∣=12 - (x1+x2)=12 -
3?4k23?4k222因为当k?26,或k?26时,k?24,
12k212100?12??. MN?12?13?4k211?4k2当且仅当k??26时,等号成立。
(2)当kAE?k?kAN,?26?k?26时,直线L与轨迹C的两个交点M(x1,y1),N(x2,y2) 分别在
C1,C2上,不妨设点M在C1上,点C2上,则④⑤知,MF?6? 设直线AF与椭圆C1的另一交点为E(x0,y0),则x0?x1,x2?2. MF?6?1x1,NF?3?x2 211x1?6?x0?EF,NF?3?x2?3?2?AF 22 所以MN?MF?NF?EF?AF?AE。而点A,E都在C1上,且 kAE??26,有(1)知AE?100100 ,所以MN?1111若直线?的斜率不存在,则x1=x2=3,此时
1100 MN?12?(x1?x2)?9?211综上所述,线段MN长度的最大值为
100 11.
68.(2009福建卷文)(本小题满分14分)
x2y2已知直线x?2y?2?0经过椭圆C:2?2?1(a?b?0)的左顶点A和上顶点D,椭圆C的右顶点
ab为B,点S和椭圆C上位于x轴上方的动点,直线,AS,BS与直线l:x?分别交于M,N两点。 (I)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)求线段MN的长度的最小值;
10 3(Ⅲ)当线段MN的长度最小时,在椭圆C上是否存在这样的点T,使得?TSB的面积为确定点T的个数,若不存在,说明理由
1?若存在,5
解 方法一(I)由已知得,椭圆C的左顶点为A(?2,0),上顶点为D(0,1),?a?2,b?1
x2?y2?1 故椭圆C的方程为4(Ⅱ)直线AS的斜率k显然存在,且k?0,故可设直线AS的方程为y?k(x?2), 从而M(1016k,) 33?y?k(x?2)?2222由?x2得(1?4k)x?16kx?16k?4?0
2??y?1?416k2?42?8k24kx?设S(x1,y1),则(?2),x1?得,从而 y?112221?4k1?4k1?4k2?8k24k,),又B(2,0) 即S(1?4k21?4k2110??y??(x?2)x?????4k3由?得?
101?x??y????33k??101?N(,?)
33k故|MN|?16k1? 33k|MN|?又k?0,?当且仅当
16k116k18??2?? 33k33k316k11,即k?时等号成立 ?33k418?k?时,线段MN的长度取最小值
43(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,当MN取最小值时,k?1 442 521,只须T到直线BS的距离等于,所以T在平
45|BS|? 此时BS的方程为x?y?2?0,s(,),?6455 要使椭圆C上存在点T,使得?TSB的面积等于
行于BS且与BS距离等于2的直线l上。 4