设x,y∈R,i、j,为直角坐标平面内x轴,y轴正方向上的单位向量,若向量a=xi+(y+2)j,b=xi+(y-2)j,且|a|+|b|=8.(1)求点M(x,y)的轨迹C的方程;(2)过点(0,3)作直线l与曲线C交于A、B两点.设OP=OA+OB,是否存在这样的直线l,使得四边形OAPB为菱形?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
问题描述:
设x,y∈R,
i |
j |
a |
i |
j |
b |
i |
j |
a |
b |
(1)求点M(x,y)的轨迹C的方程;
(2)过点(0,3)作直线l与曲线C交于A、B两点.设
OP |
OA |
OB |
答
(1)∵a=xi+(y+2)j,b=xi+(y-2)j∴|a|=x2+(y+2)2,|b|=x2+(y−2)2设F1(0,-2),F2(0,2),动点M(x,y),可得|a|、|b|分别表示点M到F1、F2的距离.∵|a|+|b|=8,即M到F1、F2的距离之和等于8,∴点M(x,y...
答案解析:(1)根据向量模的公式以及坐标系内两点间的距离公式,可得动点M(x,y)到定点F1(0,-2)、F2(0,2)的距离之和等于8(常数),由此结合椭圆的定义得到M的轨迹是以F1、F2为焦点的椭圆,可得轨迹C的方程;
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),直线l方程为y=kx+3,将l方程与椭圆C消去y得关于x的方程,得关于x的一元二次方程,利用根与系数的关系及直线l方程得x1+x2=
且y1+y2=−18k 4+3k2
.再根据平行四边形OAPB为菱形,得到|24 4+3k2
|=|
OA
|,利用向量模的公式化简结合前面的等式可得关于k的方程,解之得k=0.由此可得存在直线y=3使得四边形OAPB为菱形.
OB
考试点:轨迹方程;直线的一般式方程;直线与圆锥曲线的关系.
知识点:本题给出向量关系式,求动点M的轨迹方程并讨论菱形OAPB的存在性.着重考查了向量的坐标运算、椭圆的定义与标准方程和直线与圆锥曲线的位置关系等知识,属于中档题.