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  • 已知?jiǎng)狱c(diǎn)P與雙曲線x^2/2-y^2/3=1的兩個(gè)焦點(diǎn)F1F2的距離之和為定值,且cos∠F1PF2的最小值為-1/9

    已知?jiǎng)狱c(diǎn)P與雙曲線x^2/2-y^2/3=1的兩個(gè)焦點(diǎn)F1F2的距離之和為定值,且cos∠F1PF2的最小值為-1/9
    (1)求動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程
    (2)若已知點(diǎn)D(0,3),點(diǎn)M,N在動(dòng)點(diǎn)P的軌跡上,且向量DM=λ向量DN,求實(shí)數(shù)λ的取值范圍
    數(shù)學(xué)人氣:521 ℃時(shí)間:2019-08-19 16:41:12
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)F1(-√5,0),F2(√5,0),易知點(diǎn)P的軌跡是一個(gè)以F1F2為焦點(diǎn)的橢圓,
    有個(gè)知識(shí)點(diǎn)要知道,橢圓上的點(diǎn),張角(∠F1PF2)最大處為短軸頂點(diǎn),
    設(shè)點(diǎn)P在上頂點(diǎn)B處,則B(0,b),cos∠F1BO=b/a
    因?yàn)椤螰1BF2=2∠F1BO,且cos∠F1BF2=-1/9,所以由倍角公式可得cos∠F1BO=2/3
    即b/a=2/3,又因?yàn)閏^2=a^2-b^2,c=√5,
    聯(lián)列方程組可得:a^2=9,b^2=4,
    所以軌跡方程為:x^2/9+y^2/4=1
    (2)向量DM=λ向量DN,即D,M,N三點(diǎn)共線;
    設(shè)三點(diǎn)所在直線為L(zhǎng),
    ①當(dāng)L斜率不存在時(shí),易得:M(0,2),N(0,-2),則λ=1/5;
    或:M(0,-2),N(0,2),則λ=5;
    ②當(dāng)L斜率存在時(shí),則設(shè)L:y=kx+3,M(x1,y1),N(x2,y2)
    向量DM=(x1,y1-3),向量DN=(x2,y2-3)
    因?yàn)橄蛄緿M=λ向量DN,所以得:x1=λx2,即x1/x2=λ;
    直線L:y=kx+3,與橢圓:x^2/9+y^2/4=1聯(lián)列方程組,消去y,
    得:(4/9+k^2)x^2+6kx+5=0;
    首先要有兩個(gè)交點(diǎn),所以△=b^2-4ac>0,可得:k√5/3;
    然后,由韋達(dá)定理可推得:x1/x2+x2/x1=b^2/ac-2=324k^2/(45k^2+20)-2
    即λ+1/λ=324k^2/(45k^2+20)-2
    下面是綜合計(jì)算能力的體現(xiàn),對(duì)324k^2/(45k^2+20)上下同除k^2得:324/(45+20/k^2)
    即λ+1/λ=324/(45+20/k^2)-2
    由觀察法可得324/(45+20/k^2)是關(guān)于k^2遞增的;
    因?yàn)閗√5/3,所以k^2>5/9,所以324/(45+20/k^2)>4;
    所以λ+1/λ=324/(45+20/k^2)-2>2,則λ>0
    整理得:λ^2-2λ+1>0
    即:(λ-1)^2>0
    所以:λ>0且λ≠1
    綜上,實(shí)數(shù)λ的取值范圍是:λ>0且λ≠1
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