设MN是双曲线的弦,且MN与x轴垂直,A1、A2是双曲线的左、右顶点.
(Ⅰ)求直线MA1和NA2的交点的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设直线y=x-1与轨迹C交于A、B两点,若轨迹C上的点P满足(O为坐标原点,λ,μ∈R)
求证:为定值,并求出这个定值.
网友回答
解:(Ⅰ)∵A1、A2是双曲线的左、右顶点,∴A1(-2,0)A2(2,0)
∵MN是双曲线的弦,且MN与x轴垂直,∴设M(x0,y0),则N(x0,-y0)
则直线MA1和NA2的方程分别为y=(x+2),y=(x-2)
联立两方程,解x0,y0,得 ,∵M(x0,y0)在双曲线上,代入双曲线方程,得
,即直线MA1和NA2的交点的轨迹C的方程为
(Ⅱ)联立得7x2-8x-8=0
由韦达定理得
A,B,P三点在上,
知3x12+4y12=12,3x22+4y22=12,
∵,∴P点坐标为(λ2x12+2λμx1x2+μ2x22,λ2y12+2λμy1y2+μ2y22)
∴3(λ2x12+2λμx1x2+μ2x22)+4(λ2y12+2λμy1y2+μ2y22)=12
又
∴
∴为定值,且定制为1.
解析分析:(Ⅰ)利用交轨法来求直线MA1和NA2的交点的轨迹方程,先根据已知条件求出A1、A2点的坐标,设M(x0,y0),则N(x0,-y0),求出直线MA1和NA2的方程,联立方程,方程组的解为直线MA1和NA2交点的坐标,再把M点坐标(x0,y0)用x,y表示,代入双曲线方程,化简即得轨迹C的方程.(Ⅱ)联立直线y=x-1与轨迹C方程,解出A,B点横坐标之和与之积,因为P,A,B三点都在椭圆上,所以都满足椭圆方成,再根据,得到三点坐标满足的关系式,把P点坐标用A,B坐标表示,代入椭圆方程,根据前面求出的x1+x2,x1x2的值,化简,即可得到的值,为定植.
点评:本题主要考查了交轨法求轨迹方程,以及直线与圆锥曲线相交问题,注意韦达定理的应用.