已知動點M(x,y)到直線l:x=4的距離是它到點N(1,0)的距離的2倍.
(Ⅰ) 求動點M的軌跡C的方程;
(Ⅱ) 過點P(0,3)的直線m與軌跡C交于A,B兩點.若A是PB的中點,求直線m的斜率.
【答案】
分析:(Ⅰ)直接由題目給出的條件列式化簡即可得到動點M的軌跡C的方程;
(Ⅱ)經(jīng)分析當直線m的斜率不存在時,不滿足A是PB的中點,然后設出直線m的斜截式方程,和橢圓方程聯(lián)立后整理,利用根與系數(shù)關系寫出x
1+x
2,x
1x
2,結合2x
1=x
2得到關于k的方程,則直線m的斜率可求.
解答:解:(Ⅰ)點M(x,y)到直線x=4的距離是它到點N(1,0)的距離的2倍,則
|x-4|=2
,即(x-4)
2=4[(x-1)
2+y
2],
整理得
.
所以,動點M的軌跡是橢圓,方程為
;
(Ⅱ)P(0,3),設A(x
1,y
1),B(x
2,y
2),由A是PB的中點,得2x
1=0+x
2,2y
1=3+y
2.
橢圓的上下頂點坐標分別是
和
,經(jīng)檢驗直線m不經(jīng)過這兩點,即直線m的斜率k存在.
設直線m的方程為:y=kx+3.
聯(lián)立
,
整理得:(3+4k
2)x
2+24kx+24=0.
.
因為2x
1=x
2.
則
,得
,
所以
.
即
,解得
.
所以,直線m的斜率
.
點評:本題考查了曲線方程,考查了直線與圓錐曲線的位置關系,考查了學生的計算能力,關鍵是看清題中給出的條件,靈活運用韋達定理,中點坐標公式進行求解,是中檔題.