(08年赤峰二中模拟理)
(Ⅰ) 求轨迹E的方程;
(Ⅱ) 若直线l过点F2且与轨迹E交于P、Q两点,
①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;
②过P、Q作直线x =
的垂线PA、QB, 垂足分别为A、B, 记l =
, 求l的取值范围.
(08年赤峰二中模拟理)
(Ⅰ) 求轨迹E的方程;
(Ⅱ) 若直线l过点F2且与轨迹E交于P、Q两点,
①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;
②过P、Q作直线x =
的垂线PA、QB, 垂足分别为A、B, 记l =
, 求l的取值范围.
解析:(Ⅰ)
由c = 2, 2a = 2, 得b2 = 3,
故轨迹E的方程为x2 -
= 1(x ³ 1).
(Ⅱ)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),
由
, 得: (k2 - 3)x2 - 4k2x + 4k2 + 3 = 0,
∴
, 解得k2 > 3,
①![]()
= (x1 - m)(x2 - m) +y1y2
= (k2 +1)x1x2 - (2k2 + m)(x1 + x2) + m2 + 4k2
=
+ m2,
∵ MP ^ MQ,
∴
= 0,
故3(1 - m2) + k2(m2 - 4m -5) = 0对任意的k2 > 3恒成立,
∴
, 解得m = - 1,
∴ 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.
② ∵ a = 1, c = 2,
∴ 直线x =
是双曲线右准线,
由双曲线定义得 | PA | =
| PF2 | =
| PF2 | , | QB | =
| QF2 |,
∴
∵ k2 > 3,
∴
, 故
,
注意到直线l的斜率不存在时, |PQ| = |AB|, 此时l =
.