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已知F1(-2,0),F2(2,0),点P满足|PF1|-|PF2|=2,记点P...

已知F1(-2,0),F2(2,0),点P满足|PF1|-|PF2|=2,记点P的轨迹为E.
(1)求轨迹E的方程;
(2)若直线l过点F2且与轨迹E交于P、Q两点.
(i)无论直线l绕点F2怎样转动,在x轴上总存在定点M(m,0),使MP⊥MQ恒成立,求实数m的值.
(ii)过P、Q作直线manfen5.com 满分网的垂线PA、OB,垂足分别为A、B,记manfen5.com 满分网,求λ的取值范围.
(1)根据双曲线的定义,可判断所求轨迹为双曲线的右支,再分别求出双曲线中的a,b的值,就可得到轨迹E的方程. (2)(i)先设出直线l的点斜式方程,根据l与轨迹E交于P、Q两点求出斜率k的范围.设出点P,Q的坐标,因为MP⊥MQ恒成立,所以恒有,再把用含P,Q.M点坐标的式子表示,根据即可求出m的值,在验证若直线l的斜率k不存在时,m的值仍然成立. (ii)方法一:先判断是双曲线的右准线,利用双曲线的第二定义,把|PA|+|QB|用|PQ|表示,再用弦长公式计算|PQ|的长度,得到用P,Q横坐标表示的PA|+|QB|,|AB|也用A,B点的横坐标表示,这样中就可消掉 x1,x2,得到λ用含k的式子表示,再根据前面求出的k的范围,求出λ的范围即可. 方法二:和方法一类似,先把|PA|+|QB|用|PQ|表示,这样就可用直线PQ的倾斜角的三角函数表示,再根据前面求出的直线l的斜率k的范围求出倾斜角的范围即可. 【解析】 (1)由|PF1|-|PF2|=2<|F1F2|知,点P的轨迹E是以F1、F2为焦点的双曲线右支,由c=2,2a=2, ∴b2=3,故轨迹E的方程为. (2)当直线l的斜率存在时,设直线方程为y=k(x-2),P(x1,y1),Q(x2,y2),与双曲线方程联立消y得(k2-3)x2-4k2x+4k2+3=0, ∴ 解得k2>3 (i)∵ =(x1-m)(x2-m)+k2(x1-2)(x2-2) =(k2+1)x1x2-(2k2+m)(x1+x2)+m2+4k2 = =. ∵MP⊥MQ, ∴, 故得3(1-m2)+k2(m2-4m-5)=0对任意的k2>3恒成立, ∴. ∴当m=-1时,MP⊥MQ. 当直线l的斜率不存在时,由P(2,3),Q(2,-3)及M(-1,0)知结论也成立, 综上,当m=-1时,MP⊥MQ. (ii)∵a=1,c=2, ∴是双曲线的右准线, 由双曲线定义得:|PA|=, 方法一:∴=. ∵k2>3,∴, 注意到直线的斜率不存在时,, 综上,. 方法二:设直线PQ的倾斜角为θ,由于直线PQ与双曲线右支有二个交点, ∴,过Q作QC⊥PA,垂足为C,则, ∴. 由, 故:.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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