已知
、
分别是x、y轴正方向的单位向量,点P(x,y)为曲线C上任意一点,
=(x-1)
+y
,
=(x+1)
+y
且满足
•
=|
|.
(1)求曲线C的方程.
(2)是否存在直线l,使得l与C交于不同两点M、N,且线段MN恰被直线x=
平分?若存在求出l的倾斜角α的范围,若不存在说明理由.
| i |
| j |
| a |
| i |
| j |
| b |
| i |
| j |
| b |
| i |
| a |
(1)求曲线C的方程.
(2)是否存在直线l,使得l与C交于不同两点M、N,且线段MN恰被直线x=
| 1 |
| 2 |
分析:(1)把P(x,y)代入,
=(x-1)
+y
,
=(x+1)
+y
且满足
•
=|
|,根据抛物线的定义即可求得曲线C的方程;
(2)假设存在直线l满足题意,设出直线l的方程与曲线C联立,消去y,得到关于x的一元二次方程有两个不等实根,△>0;利用韦达定理可得关于斜率的方程,即可求得斜率的范围,从而可求l的倾斜角α的范围.
| a |
| i |
| j |
| b |
| i |
| j |
| b |
| i |
| a |
(2)假设存在直线l满足题意,设出直线l的方程与曲线C联立,消去y,得到关于x的一元二次方程有两个不等实根,△>0;利用韦达定理可得关于斜率的方程,即可求得斜率的范围,从而可求l的倾斜角α的范围.
解答:解:(1)设点A(-1,0),F(1,0)则由
•
=|
|
知
在
方向上的射影等于
的模.
故点P的轨迹是抛物线,且以F(1,0)为焦点以x=-1为准线.
所以C:y2=4x
(2)设存在,由题知l的斜率存在且设l为:y=kx+m,M(x1,y1),N(x2,y2)则
由
得:k2x2+(2km-4)x+m2=0x1+x2=-
①
△=(2km-4)2-4k2m2>0得km<1②
又
=
③
由①③知:m=
④
由②④得k>1或k<-1
∴α∈(
,
)∪(
,-
)
| b |
| i |
| a |
知
| b |
| i |
| a |
故点P的轨迹是抛物线,且以F(1,0)为焦点以x=-1为准线.
所以C:y2=4x
(2)设存在,由题知l的斜率存在且设l为:y=kx+m,M(x1,y1),N(x2,y2)则
由
|
| (2km-4) |
| 2k2 |
△=(2km-4)2-4k2m2>0得km<1②
又
| x1+x2 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
由①③知:m=
| 2-k2 |
| k |
由②④得k>1或k<-1
∴α∈(
| π |
| 4 |
| π |
| 2 |
| π |
| 2 |
| 3π |
| 4 |
点评:考查向量的数量积和抛物线的定义,直线与圆锥曲线相交弦的中点问题,解题方法一般联立,消元,利用韦达定理,体现了方程的思想和转化的思想方法,属中档题.