(1)若C的方程为+
=1,n=3,点P1(10,0)且S3=255,求点P3的坐标;(只需写出一个)
(2)若C的方程为+
=1(a>b>0),点P1(a,0),对于给定的自然数n,当公差d变化时,求Sn的最小值;
(3)请选定一条除椭圆外的二次曲线C及C上一点P1,对于给定的自然数n,写出符合条件的点P1,P2,…,Pn存在的充要条件,并说明理由.
(1)若C的方程为+
=1,n=3,点P1(10,0)且S3=255,求点P3的坐标;(只需写出一个)
(2)若C的方程为+
=1(a>b>0),点P1(a,0),对于给定的自然数n,当公差d变化时,求Sn的最小值;
(3)请选定一条除椭圆外的二次曲线C及C上一点P1,对于给定的自然数n,写出符合条件的点P1,P2,…,Pn存在的充要条件,并说明理由.
22.[解] (1) a1=|OP1|2=100,
由S3=(a1+a3)=255,得a3=|OP3|2=70.
由解得
∴点P3的坐标可以为(2,
).
(2)[解法一]原点O到二次曲线C:+
=1(a>b>0)上各点的最小距离为b,最大距离为a.
∵a1=|OP1|2=a2,∴d<0,且an=|OPn|2=a2+(n-1)d≥b2.
∴≤d<0.
∵n≥3,>0,
∴Sn=na2+d在[
,0)上递增.
故Sn的最小值为na2+×
=
.
[解法二]对每个自然数k(2≤k≤n),
由
解得yk2=.
∵0<yk2≤b2,得≤d<0,∴
≤d<0.
以下与解法一相同.
(3)[解法一]若双曲线C:-
=1,点P1(a,0),
则对于给定的n,点P1,P2,…,Pn存在的充要条件是d>0.
∵原点O到双曲线C上各点的距离h∈[|a|,+∞),且|OP1|2=a2,
∴点P1,P2,…,Pn存在当且仅当|OPn|2>|OP1|2,即d>0.
[解法二]若抛物线C:y2=2px,点P1(0,0),则对于给定的n,
点P1,P2,…,Pn存在的充要条件是d>0.理由同上.
[解法三]若圆C:(x-a)2+y2=a2(a≠0),点P1(0,0),
则对于给定的n,点P1,P2,…,Pn存在的充要条件是0<d≤.
∵原点O到圆C上各点的最小距离为0,最大距离为2|a|,且|OP1|2=0,
∴d>0且|OPn|2=(n-1)d≤4a2,
即0<d≤.