已知两点A(﹣2,0)、B(2,0),动点P满足.
(1)求动点P的轨迹E的方程;
(2)H是曲线E与y轴正半轴的交点,曲线E上是否存在两点M、N,使得△HMN是以H为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,请说明有几个;若不存在,请说明理由.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;轨迹方程.
【分析】(1)设点P的坐标为(x,y)(y≠0),求PA、PB的斜率,利用,化简可得动点P的轨迹E的方程;
(2)设能构成等腰直角三角形HMN,其中H为(0,1),由题意可知,直角边HM,HN不可能垂直或平行于x轴,故可设HM所在直线的方程为y=kx+1,(不妨设k>0)则HN所在直线的方程为,确定交点M、N的坐标,求出HN、HM的长,利用|HM|=|HN|,即可求得结论.
【解答】解:(1)设点P的坐标为(x,y)(y≠0),则,,
∵,∴,化简得,
∴动点P的轨迹E的方程为(y≠0).注:如果未说明y≠0,扣.
(2)设能构成等腰直角三角形HMN,其中H为(0,1),
由题意可知,直角边HM,HN不可能垂直或平行于x轴,故可设HM所在直线的方程为y=kx+1,(不妨设k>0)
则HN所在直线的方程为,由求得交点M,(另一交点H(0,1))
∴,
用代替上式中的k,得,
由|HM|=|HN|,得k(4+k2)=1+4k2,
∴k3﹣4k2+4k﹣1=0⇒(k﹣1)(k2﹣3k+1)=0,
解得:k=1或,
当HM斜率k=1时,HN斜率﹣1;当HM斜率时,HN斜率;当HM斜率时,HN斜率,
综上述,符合条件的三角形有3个.
曲线的方程的定义:
在直角坐标系中,如果某曲线C(看作点的集合或适合某种条件的点的轨迹)上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下的关系:
(1)曲线上点的坐标都是这个方程的解;
(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点。
那么,这个方程叫做曲线的方程,这条曲线叫做方程的曲线。
求曲线的方程的步骤:
(1)建立适当的坐标系,用有序实数对(x,y)表示曲线上任意一点M的坐标;
(2)写出适合条件的p(M)的集合,P={M|p(M)};
(3)用坐标表示条件p(M),列出方程f(x,y)=0;
(4)化方程f(x,y)=0为最简形式;
(5)说明化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上。
求曲线的方程的步骤:
(1)建立适当的坐标系,用有序实数对(x,y)表示曲线上任意一点M的坐标;
(2)写出适合条件的p(M)的集合,P={M|p(M)};
(3)用坐标表示条件p(M),列出方程f(x,y)=0;
(4)化方程f(x,y)=0为最简形式;
(5)说明化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上。
求曲线方程的常用方法:
(1)待定系数法这种方法需要预先知道曲线的方程,先设出来,然后根据条件列出方程(组)求解未知数。
(2)直译法就是把动点所满足的题设条件直接给表示出来,从而得到其横、纵坐标之间的关系式。(3)定义法就是由曲线的定义直接得到曲线方程。
(4)交轨法:就是在求两动曲线交点轨迹方程时,联立方程组消去参数,得到交点的轨迹方程。在求交点问题时常用此法。
(5)参数法就是通过中间变量找到y、x的间接关系,然后通过消参得出其直接关系。
(6)相关点法就是通过所求动点与已知动点的关系,来求曲线方程的方法。
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