解答题
19.(本小题满分12分)
设椭圆方程为,过点M(0,1)的直线l交椭圆于点A、B,O是
坐标原点,点P满足,点N的坐标为
,当l绕点M旋转时,求:
(1)动点P的轨迹方程;
(2)的最小值与最大值.
本小题主要考查平面向量的概念、直线方程的求法、椭圆的方程和性质等
基础知识,以及轨迹的求法与应用、曲线与方程的关系等解析几何的基本
思想和综合解题能力. 满分12分.
(1)解法一:直线l过点M(0,1)设其斜率为k,则l的方程为
记、
由题设可得点A、B的坐标
、
是方程组
将①代入②并化简得,,所以
于是
…………6分
设点P的坐标为则
消去参数k得
③
当k不存在时,A、B中点为坐标原点(0,0),也满足方程③,所以
点P的轨迹方程为………………8分
解法二:设点P的坐标为,因
、
在椭圆上,所以
④
⑤
④—⑤得,所以
当时,有
⑥
并且
⑦
将⑦代入⑥并整理得
⑧
当时,点A、B的坐标为(0,2)、(0,-2),
这时点P的坐标为(0,0)也满足⑧,所以点P的轨迹方程为
………………8分
(2)解:由点P的轨迹方程知所以
……10分
故当,
取得最小值,最小值为
时,
取得最大值,
最大值为……………………12分
注:若将代入
的表达式求解,可参照上述标准给分.
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