问题: 有关于圆锥曲线
已知点H(-3.0),点P在y轴上,点Q在x轴的正半轴上,且满足HP*PM=0,PM=-1.5MQ,(注:HP,PM,MQ均为向量)
(1)当点P在y轴上移动时,试求点M的轨迹C的方程
(2)直线l与点M的轨迹C交于A,B两点,若OA*OB=-4,且4√5≤|AB|≤4√30,求直线l的斜率的取值范围(注:OA,OB,AB均为向量)
要详细的过程尤其是第二小题
解答:
(1). 设P(0,b),Q(a,0),M(x,y). ∵ 向量HP*PM=0, ∴ HP⊥PM,
∴ (b/3)·[(y-b)/x]=-1, 即3x-b²+by=0…①, 又向量PM=-1.5MQ,
∴ (x,y-b)=-1.5(a-x,-y),即5x3a-3=0,y=-2b…②,把②代入①消去b,得M的轨迹C的方程:y²=-4x.
(2) 设直线l: y=kx+m,把它代入y²=-4x,可得
k²x²+(2km+4)x+m²=0,或ky²+4y-4m=0,A(x1,y1),B(x2,y2),则
x1x2=m²/k², y1y2=-4m/k. ∵ 向量OA*OB=-4,∴ x1x2+y1y2=-4,即
m²/k²-4m/k=-4, ∴(m-2k)²=0, 即m=2k
∵ |AB|²=(1+k²)[(x1+x2)²-4x1x2]…(*), ∵ x1+x2=-(2km+4)/k²=-(4k²+4)/k²,x1x2=m²/k²=4, 把它们代入(*)式,可得
|AB|²=16(1+k²)(1+2k²/(k²·k²), 而16×5≤|AB|²≤16×30,
∴ 3(k²)²-3k²-1≤0,且28(k²)²-3k²-1≥0, 解得
1/4≤k²≤(3+√21)/6, ∴ -√[(3+√21)/6]≤k≤-1/2或
1/2≤k≤√[(3+√21)/6]
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