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  • 平面內與兩定點A1(-a,0),A2(a,0) (a>0)連線斜率之積等于非零常數(shù)m的點的軌跡

    平面內與兩定點A1(-a,0),A2(a,0) (a>0)連線斜率之積等于非零常數(shù)m的點的軌跡
    平面內與兩定點A1(-a,0),A2(a,0)(a>0)連線的斜率之積等于非零常數(shù)m的點的軌跡,加上A1,A2兩點所成的曲線C可以是圓,橢圓或雙曲線。
    第一小題問曲線C的方程,以及C的形狀與m的關系 主要是第2小題,問當m=-1時,對應的曲線為C1:對給定的m在(-1,0)∪(0,+∞),對應的曲線為C2,設F1,F(xiàn)2是C2的兩個焦點,求在C1上,是否存在點N,使得△F1NF2的面積S=▏m ▏a² 如果存在,求tan∠F1NF2的值,如果不存在,請說明理由
    數(shù)學人氣:341 ℃時間:2019-10-17 01:25:19
    優(yōu)質解答
    這是2011湖北理科數(shù)學高考第20題
    (Ⅰ)設動點為M,其坐標為(x,y),
    當x≠±a時,由條件可得kMA₁•kMA₂=y/ ﹙x-a ﹚•y/﹙ x+a ﹚=m,
    即mx²-y²=ma²(x≠±a),
    又A₁(-a,0),A₂(a,0)的坐標滿足mx²-y²=ma².
    當m<-1時,曲線C的方程為x² /a² +﹙y /-ma² ﹚ =1,C是焦點在y軸上的橢圓;
    當m=-1時,曲線C的方程為x²+y²=a²,C是圓心在原點的圓;
    當-1<m<0時,曲線C的方程為x² /a² +﹙y /-ma² ﹚ =1,C是焦點在x軸上的橢圓;
    當m>0時,曲線C的方程為x² /a² +﹙y /-ma² ﹚ =1,C是焦點在x軸上的雙曲線;
    (Ⅱ)由(I)知,當m=-1時,C1方程為x²+y²=a²,
    當m∈(-1,0)∪(0,+∞)時,C2的焦點分別為F1(-a√﹙1+m﹚ ,0),
    F2(a √﹙1+m﹚,0),
    對于給定的m∈(-1,0)∪(0,+∞),C1上存在點N(xο,yο)(yο≠0),使得△F1NF2的面積S=|m|a²,
    的充要條件為 xο+yο=a²① (1/ 2)* 2a√﹙ 1+m﹚ |y0|=|m|a² ②
    由①得0<|y0|≤a,由②得|y0|=|m|a√﹙ 1+m﹚ ,
    當0<|m|a / √﹙ 1+m﹚≤a,即﹙1- √5﹚/ 2 ≤m<0,或0<m≤﹙1+ √5﹚/ 2 時,
    存在點N,使S=|m|a²,
    當|m|a / √﹙ 1+m﹚ >a,即-1<m<﹙1- √5﹚/ 2,或m>﹙1﹢√5﹚/ 2 時,不存在滿足條件的點N.
    當m∈[﹙1- √5﹚/ 2 ,0)∪(0,﹙1﹢√5﹚/ 2 ]時,由 NF1 =(-a √﹙ 1+m﹚ -x0,-y0),NF2 =(a√﹙ 1+m﹚ -x0,-y0),
    可得 NF1 • NF2 =xο²-(1+m)a²+yο²=-ma².
    令| NF1 |=r1,| NF2 |=r2,∠F1NF2=θ,
    則由 NF1 • NF2 =r1r2cosθ=-ma²,可得r1r2=-ma² cosθ ,
    從而s=½ r₁r₂sinθ=-ma²sinθ/ 2cosθ =-½ma²tanθ,于是由S=|m|a²,
    可得-½ ma²tanθ=|m|a²,即tanθ=-2|m|/ m ,
    綜上可得:當m∈[﹙1-√5﹚/ 2 ,0)時,在C1上存在點N,使得△F1NF2的面積S=|m|a²,且tanθ=2;
    當m∈(0,﹙1﹢√5﹚/ 2 ]時,在C1上存在點N,使得△F1NF2的面積S=|m|a²,且tanθ=-2;
    當(-1,﹙1-√5﹚/ 2 )∪(﹙1﹢√5﹚/ 2 ,+∞)時,不存在滿足條件的點N.
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