在平面直角坐标系 $xOy$ 中,线段 $AB$ 的两个端点 $A,B$ 分别在 $x$ 轴,$y$ 轴上滑动,$|AB|=3$.点 $M$ 是线段 $AB$ 上一点,且 $|AM|=1$,点 $M$ 随线段 $AB$ 的滑动而运动.
【难度】
【出处】
无
【标注】
-
求动点 $M$ 的轨迹 $E$ 的方程;标注答案$\dfrac{x^2}{4}+y^2=1$解析根据题意设 $A(a,0),B(0,b),M(x,y)$,则 $b=3y$ 且 $
a=\dfrac32 x$,又由于$$a^2+b^2=3^2,$$因此$$\left(\dfrac32x\right)^2+\left(3y\right)^2=3^2,$$所以动点 $M$ 的轨迹 $E$ 的方程为$$\dfrac{x^2}{4}+y^2=1.$$ -
过定点 $N(\sqrt3,0)$ 的直线 $l$ 交曲线 $E$ 于 $C,D$ 两点,交 $y$ 轴于点 $P$,若 $\overrightarrow{PC}=\lambda_1\overrightarrow{CN},\overrightarrow{PD}=\lambda_2\overrightarrow{DN}$,求证:$\lambda_1+\lambda_2$ 为定值.标注答案略解析显然,直线 $l$ 的斜率存在,设其方程为 $y=k(x-\sqrt3)$,则 $P(0,-\sqrt3k)$.令 $C(x_1,y_1)$,$D(x_2,y_2)$.联立方程$$\begin{cases} y=k(x-\sqrt3),\\
x^2+4y^2-4=0, \end{cases}$$消去 $y$ 整理得$$(4k^2+1)x^2-8\sqrt3k^2x+12k^2-4=0.$$根据韦达定理有$$\left(x_1+x_2=\dfrac{8\sqrt3k^2}{4k^2+1}\right)\land\left(x_1\cdot x_2=\dfrac{4(3k^2-1)}{4k^2+1}\right),$$又 $\overrightarrow{PC}=\lambda_1\overrightarrow{CN}$,所以 $x_1=\lambda_1(\sqrt3-x_1)$,所以 $\lambda _1=\dfrac{x_1}{\sqrt3-x_1}$,同理 $\lambda _2=\dfrac{x_2}{\sqrt3-x_2}$.所以$$\begin{split} \lambda_1+\lambda_2&=\dfrac{x_1}{\sqrt3-x_1}+\dfrac{x_2}{\sqrt3-x_2}\\
&=\dfrac{\sqrt3(x_1+x_2)-2x_1x_2}{3-\sqrt3(x_1+x_2)+x_1x_2}\\
&=\dfrac{\sqrt3\cdot\frac{8\sqrt3k^2}{4k^2+1}-2\cdot\frac{4(3k^2-1)}{4k^2+1}}{3-\sqrt3\cdot\frac{8\sqrt3k^2}{4k^2+1}+\frac{4(3k^2-1)}{4k^2+1}}\\
&=-8.\end{split}$$于是 $\lambda_1+\lambda_2$ 为定值得证.
题目
问题1
答案1
解析1
备注1
问题2
答案2
解析2
备注2