问题标题:
2011湖北理科数学高考第20题第2小题的详细答案平面内与两定点A1(-a,0),A2(a,0)(a>0)连线的斜率之积等于非零常数m的点的轨迹,加上A1,A2两点所成的曲线C可以是圆,椭圆或双曲线.题目就这样子,第一
问题描述:
2011湖北理科数学高考第20题第2小题的详细答案
平面内与两定点A1(-a,0),A2(a,0)(a>0)连线的斜率之积等于非零常数m的点的轨迹,加上A1,A2两点所成的曲线C可以是圆,椭圆或双曲线.
题目就这样子,第一小题问曲线C的方程,以及C的形状与m的关系主要是第2小题,问当m=-1时,对应的曲线为C1:对给定的m在(-1,0)∪(0,+∞),对应的曲线为C2,设F1,F2是C2的两个焦点,求在C1上,是否存在点N,使得△F1NF2的面积S=▏m▏a²,如果存在,求tan∠F1NF2的值,如果不存在,请说明理由
李盛凤回答:
能把题目写一下吗?帮你看看
分析:(Ⅰ)设动点为M,其坐标为(x,y),求出直线A₁、MA₂M的斜率,并且求出它们的积,即可求出点M轨迹方程,根据圆、椭圆、双曲线的标准方程的形式,对m进行讨论,确定曲线的形状;(Ⅱ)由(I)知,当m=-1时,C1方程为x²+y²=a²,当m∈(-1,0)∪(0,+∞)时,C2的焦点分别为F1(-a√﹙1+m﹚,0),F2(a√﹙1+m﹚,0),假设在C1上存在点N(xο,yο)(yο≠0),使得△F1NF2的面积S=|m|a²,的充要条件为①xο²+yο²=a²
②﹙1/2﹚2a√﹙1+m﹚|y0|=|m|a²,求出点N的坐标,利用数量积和三角形面积公式可以求得tanF1NF2的值.
(Ⅰ)设动点为M,其坐标为(x,y),
当x≠±a时,由条件可得kMA₁•kMA₂=y/﹙x-a﹚•y/﹙x+a﹚=m,
即mx²-y²=ma²(x≠±a),
又A₁(-a,0),A₂(a,0)的坐标满足mx²-y²=ma².
当m<-1时,曲线C的方程为x²/a²+﹙y/-ma²﹚=1,C是焦点在y轴上的椭圆;
当m=-1时,曲线C的方程为x²+y²=a²,C是圆心在原点的圆;
当-1<m<0时,曲线C的方程为x²/a²+﹙y/-ma²﹚=1,C是焦点在x轴上的椭圆;
当m>0时,曲线C的方程为x²/a²+﹙y/-ma²﹚=1,C是焦点在x轴上的双曲线;
(Ⅱ)由(I)知,当m=-1时,C1方程为x²+y²=a²,
当m∈(-1,0)∪(0,+∞)时,C2的焦点分别为F1(-a√﹙1+m﹚,0),
F2(a√﹙1+m﹚,0),
对于给定的m∈(-1,0)∪(0,+∞),C1上存在点N(xο,yο)(yο≠0),使得△F1NF2的面积S=|m|a²,
的充要条件为xο+yο=a²①(1/2)*2a√﹙1+m﹚|y0|=|m|a²②
由①得0<|y0|≤a,由②得|y0|=|m|a√﹙1+m﹚,
当0<|m|a/√﹙1+m﹚≤a,即﹙1-√5﹚/2≤m<0,或0<m≤﹙1+√5﹚/2时,
存在点N,使S=|m|a²,
当|m|a/√﹙1+m﹚>a,即-1<m<﹙1-√5﹚/2,或m>﹙1﹢√5﹚/2时,不存在满足条件的点N.
当m∈[﹙1-√5﹚/2,0)∪(0,﹙1﹢√5﹚/2]时,由NF1=(-a√﹙1+m﹚-x0,-y0),NF2=(a√﹙1+m﹚-x0,-y0),
可得NF1•NF2=xο²-(1+m)a²+yο²=-ma².
令|NF1|=r1,|NF2|=r2,∠F1NF2=θ,
则由NF1•NF2=r1r2cosθ=-ma²,可得r1r2=-ma²cosθ,
从而s=½r₁r₂sinθ=-ma²sinθ/2cosθ=-½ma²tanθ,于是由S=|m|a²,
可得-½ma²tanθ=|m|a²,即tanθ=-2|m|/m,
综上可得:当m∈[﹙1-√5﹚/2,0)时,在C1上存在点N,使得△F1NF2的面积S=|m|a²,且tanθ=2;
当m∈(0,﹙1﹢√5﹚/2]时,在C1上存在点N,使得△F1NF2的面积S=|m|a²,且tanθ=-2;
当(-1,﹙1-√5﹚/2)∪(﹙1﹢√5﹚/2,+∞)时,不存在满足条件的点N.
点击显示
数学推荐
热门数学推荐