(2015•浙江一模)在平面直角坐标系xoy中,给定三点A(0,43),B(−1,0),C(1,0),点P到直线BC的距

1个回答

  • 解题思路:(Ⅰ)直线AB、AC、BC的方程依次为

    y=

    4

    3

    (x+1),y=−

    4

    3

    (x−1),y=0

    .点P(x,y)到AB、AC、BC的距离依次为

    d

    1

    1

    5

    |4x−3y+4|,

    d

    2

    1

    5

    |4x+3y−4|,

    d

    3

    =|y|

    .由此能求出点P的轨迹方程.

    (Ⅱ)点P的轨迹包含圆S:2x2+2y2+3y-2=0与双曲线T:8x2-17y2+12y-8=0.△ABC的内心D也是适合题设条件的点,由d1=d2=d3,解得

    D(0,

    1

    2

    )

    .设L的方程为

    y=kx+

    1

    2

    .再分情况讨论能够求出直线L的斜率k的取值范围.

    (Ⅰ)直线AB、AC、BC的方程依次为y=

    4

    3(x+1),y=−

    4

    3(x−1),y=0.点P(x,y)到AB、AC、BC的距离依次为d1=

    1

    5|4x−3y+4|,d2=

    1

    5|4x+3y−4|,d3=|y|.依设,d1d2=d32,得|16x2-(3y-4)2|=25y2,即16x2-(3y-4)2+25y2=0,或16x2-(3y-4)2-25y2=0,化简得点P的轨迹方程为

    圆S:2x2+2y2+3y-2=0与双曲线T:8x2-17y2+12y-8=0

    (Ⅱ)由前知,点P的轨迹包含两部分

    圆S:2x2+2y2+3y-2=0①

    与双曲线T:8x2-17y2+12y-8=0②△ABC的内心D也是适合题设条件的点,由d1=d2=d3,解得D(0,

    1

    2),且知它在圆S上.直线L经过D,且与点P的轨迹有3个公共点,所以,L的斜率存在,设L的方程为y=kx+

    1

    2③

    (i)当k=0时,L与圆S相切,有唯一的公共点D;此时,直线y=

    1

    2平行于x轴,表明L与双曲线有不同于D的两个公共点,所以L恰好与点P的轨迹有3个公共点.

    (ii)当k≠0时,L与圆S有两个不同的交点.这时,L与点P的轨迹恰有3个公共点只能有两种情况:

    情况1:直线L经过点B或点C,此时L的斜率k=±

    1

    2,直线L的方程为x=±(2y-1).代入方程②得y(3y-4)=0,解得E(

    5

    3,

    4

    3)或F(−

    5

    3,

    4

    3).表明直线BD与曲线T有2个交点B、E;直线CD与曲线T有2个交点C、F.

    故当k=±

    1

    2时,L恰好与点P的轨迹有3个公共点.(11分)

    情况2:直线L不经过点B和C(即k≠±

    1

    2),因为L与S有两个不同的交点,所以L与双曲线T有且只有一个公共点.即方程组

    8x2−17y2+12y−8=0

    y=kx+

    1

    2有且只有一组实数解,消去y并化简得(8−17k2)x2−5kx−

    25

    4=0

    该方程有唯一实数解的充要条件是8-17k2=0④

    或(−5k)2+4(8−17

    点评:

    本题考点: 圆与圆锥曲线的综合;轨迹方程.

    考点点评: 求题考查点的轨迹方程的求法和求L的斜率k的取值范围,解题时要认真审题,注意分类讨论思想的合理运用,利用圆锥曲线的性质恰当地进行等价转化.