如图,动点 $M$ 与两定点 $A(-1,0)$、$B(2,0)$ 构成三角形 $MAB$,且 $\angle MBA=2\angle MAB$,设动点 $M$ 的轨迹为 $C$.
【难度】
【出处】
2012年高考四川卷(理)
【标注】
  • 题型
    >
    解析几何
    >
    轨迹问题
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    双曲线
    >
    双曲线的定义
    >
    双曲线的焦准定义
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    直线与圆锥曲线
    >
    联立及韦达定理
  • 题型
    >
    解析几何
    >
    圆锥曲线中的参数取值及范围问题
  1. 求轨迹 $C$ 的方程;
    标注
    • 题型
      >
      解析几何
      >
      轨迹问题
    • 知识点
      >
      解析几何
      >
      双曲线
      >
      双曲线的定义
      >
      双曲线的焦准定义
    答案
    $x^2-\dfrac{y^2}{3}=1,x>1$
    解析
    注意到倍角条件,可以作角平分线构造等腰三角形转化条件.
    作 $\angle MBA$ 的角平分线交 $MA$ 于 $D$,过 $D$ 作 $x$ 轴的垂线,垂足为 $E$,过 $M$ 作 $DE$ 的垂线,垂足为 $H$,如图.根据已知条件可得 $\angle DAB=\angle DBA$,于是 $DE$ 为线段 $AB$ 的垂直平分线,为定直线 $x=\dfrac 12$.由角平分线定理,可得$$\dfrac{BM}{BA}=\dfrac{DM}{DA},$$再由三角形 $DMH$ 与三角形 $DAE$ 相似可得$$\dfrac{DM}{DA}=\dfrac{MH}{AE},$$于是$$\dfrac{BM}{BA}=\dfrac{MH}{AE},$$从而$$\dfrac{MB}{MH}=\dfrac{BA}{AE}=2$$为定值.
    进而由双曲线的第二定义不难得到所求的轨迹方程为$$x^2-\dfrac{y^2}{3}=1,x>1.$$
  2. 设直线 $y=-2x+m$ 与 $y$ 轴相交于点 $P$,与轨迹 $C$ 相交于点 $Q$、$R$,且 $|PQ|<|PR|$,求 $\dfrac{|PR|}{|PQ|}$ 的取值范围.
    标注
    • 知识点
      >
      解析几何
      >
      直线与圆锥曲线
      >
      联立及韦达定理
    • 题型
      >
      解析几何
      >
      圆锥曲线中的参数取值及范围问题
    答案
    $\left(1,7\right)\cup\left(7,7+4\sqrt 3\right)$
    解析
    设 $Q\left(x_1,y_1\right)$,$R\left(x_2,y_2\right)$,$\dfrac{x_2}{x_1}=\lambda$,$\lambda>1$.联立直线与双曲线方程,可得$$x^2-4mx+m^2+3=0,$$该方程在 $(1,+\infty)$ 内有两个相异实根,于是可得 $m>1\land m\neq 2$.根据韦达定理,有$$\left(4m\right)^2=\left(2+\lambda+\dfrac{1}{\lambda}\right)\cdot\left(m^2+3\right),$$化简得$$\lambda+\dfrac{1}{\lambda}=\dfrac{16m^2}{m^2+3}-2,$$于是 $\lambda+\dfrac{1}{\lambda}$ 的取值范围是 $\left(2,\dfrac{50}{7}\right)\cup\left(\dfrac{50}{7},14\right)$,进而不难得到 $\lambda$ 的取值范围是 $\left(1,7\right)\cup\left(7,7+4\sqrt 3\right)$.
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
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