已知动点P(x,y)与两个定点M(-1,0),N(1,0)的连线的斜率之积等于常数λ(λ≠0)(1)求动点P的轨迹C的方程;(2)试根据λ的取值情况讨论轨迹C的形状;

发布时间:2020-07-31 22:45:35

已知动点P(x,y)与两个定点M(-1,0),N(1,0)的连线的斜率之积等于常数λ(λ≠0)
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)试根据λ的取值情况讨论轨迹C的形状;
(3)当λ=2时,对于平面上的定点,试探究轨迹C上是否存在点P,使得∠EPF=120°,若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.

网友回答

解、(1)由题设可知;PM,PN的斜率存在且不为0,
则由kPM?kPN=λ得:,即.
所以动点P的轨迹C的方程为;
(2)讨论如下:
①当λ>0时,轨迹C为中心在原点,焦点在x?轴上的双曲线(除去顶点)
②当-1<λ<0时,轨迹C为中心在原点,焦点在x?轴上的椭圆(除去长轴两个端点)
③当λ=-1时,轨迹C为以原点为圆心,1为半径的圆(除去点(-1,0),(1,0))
④当λ<-1时,轨迹C为中心在原点,焦点在y轴上的椭圆(除去短轴两个端点);
(3)当λ=2时,轨迹C的方程为,显然定点E、F为其左右焦点.
假设存在这样的点P,使得∠EPF=120°,记∠EPF=θ,
设PE=m,PF=n,EF=,
那么在△EPF中:由|m-n|=2,得m2+n2-2mn=4,

两式联立得:2mn(1-cosθ)=8,所以=.

?
再设P(xP,yP)
又因为
所以故代入椭圆的方程可得:
所以,所以满足题意的点P有四个,坐标分别为:,,,.
解析分析:(1)写出过PM与PN的直线的斜率,直接利用斜率之积等于常数λ(λ≠0)求出动点P的轨迹C的方程;(2)根据λ的不同取值,结合圆锥曲线的标准方程逐一讨论轨迹C的形状;(3)当λ=2时,曲线C是焦点在x轴上的双曲线,且判出E,F恰为双曲线的两个焦点,假设点P存在,结合正余弦定理,利用三角形PEF的面积相等求解P点的坐标.

点评:本题考查了轨迹方程,考查了直线和圆的位置关系,训练了分类讨论的数学思想方法,涉及圆锥曲线上的一点和圆锥曲线两个焦点连线的问题,结合正余弦定理及圆锥曲线的定义进行求解是常用的方法,此题是中档题.
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