在平面直角坐标系xoy中,给定三点,点P到直线BC的距离是该点到直线AB,AC距离的等比中项.(Ⅰ)求点P的轨迹方程;(Ⅱ)若直线L经过△ABC的内心(设为D),且与

发布时间:2020-07-31 22:23:49

在平面直角坐标系xoy中,给定三点,点P到直线BC的距离是该点到直线AB,AC距离的等比中项.
(Ⅰ)求点P的轨迹方程;
(Ⅱ)若直线L经过△ABC的内心(设为D),且与P点的轨迹恰好有3个公共点,求L的斜率k的取值范围.

网友回答

解:(Ⅰ)直线AB、AC、BC的方程依次为.点P(x,y)到AB、AC、BC的距离依次为.依设,d1d2=d32,得|16x2-(3y-4)2|=25y2,即16x2-(3y-4)2+25y2=0,或16x2-(3y-4)2-25y2=0,化简得点P的轨迹方程为
圆S:2x2+2y2+3y-2=0与双曲线T:8x2-17y2+12y-8=0
(Ⅱ)由前知,点P的轨迹包含两部分
圆S:2x2+2y2+3y-2=0①
与双曲线T:8x2-17y2+12y-8=0②△ABC的内心D也是适合题设条件的点,由d1=d2=d3,解得,且知它在圆S上.直线L经过D,且与点P的轨迹有3个公共点,所以,L的斜率存在,设L的方程为③
(i)当k=0时,L与圆S相切,有唯一的公共点D;此时,直线平行于x轴,表明L与双曲线有不同于D的两个公共点,所以L恰好与点P的轨迹有3个公共点.
(ii)当k≠0时,L与圆S有两个不同的交点.这时,L与点P的轨迹恰有3个公共点只能有两种情况:
情况1:直线L经过点B或点C,此时L的斜率,直线L的方程为x=±(2y-1).代入方程②得y(3y-4)=0,解得.表明直线BD与曲线T有2个交点B、E;直线CD与曲线T有2个交点C、F.
故当时,L恰好与点P的轨迹有3个公共点.(11分)
情况2:直线L不经过点B和C(即),因为L与S有两个不同的交点,所以L与双曲线T有且只有一个公共点.即方程组有且只有一组实数解,消去y并化简得
该方程有唯一实数解的充要条件是8-17k2=0④
或⑤
解方程④得,解方程⑤得.
综合得直线L的斜率k的取值范围.(14分)
解析分析:(Ⅰ)直线AB、AC、BC的方程依次为.点P(x,y)到AB、AC、BC的距离依次为.由此能求出点P的轨迹方程.(Ⅱ)点P的轨迹包含圆S:2x2+2y2+3y-2=0与双曲线T:8x2-17y2+12y-8=0.△ABC的内心D也是适合题设条件的点,由d1=d2=d3,解得.设L的方程为.再分情况讨论能够求出直线L的斜率k的取值范围.

点评:求题考查点的轨迹方程的求法和求L的斜率k的取值范围,解题时要认真审题,注意分类讨论思想的合理运用,利用圆锥曲线的性质恰当地进行等价转化.
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