Question

長度為a（a＞0）的線段AB的兩個端點A、B分別在x軸和y軸上滑動，點P在線段AB上，且（λ為常數(shù)且λ＞0）．
（Ⅰ）求點P的軌跡方程C；
（Ⅱ）當(dāng)a=λ+1時，過點M（1，0）作兩條互相垂直的直線l₁和l₂，l₁和l₂分別與曲線C相交于點N和Q（都異于點M），試問：△MNQ能不能是等腰三角形？若能，這樣的三角形有幾個；若不能，請說明理由．

Answer 1

【答案】分析：（I）欲求點P的軌跡方程，設(shè)點P（x，y），只須求出其坐標(biāo)x，y的關(guān)系式即可，由題意知點P滿足于得到一個關(guān)系式，再結(jié)合線段AB的長度為a（a＞0），化簡即得點P的軌跡方程；
（Ⅱ）當(dāng)a=1+λ時，曲線C的方程為．依題意，直線l₁和l₂均不可能與坐標(biāo)軸平行，故不妨設(shè)直線l₁：x=my+1（m＞0），直線，與曲線方程聯(lián)立，可求|MN|，|MQ|，若△MNQ是等腰三角形，則|MN|=|MQ|，由此可得（m-1）[m²+（1-λ²）m+1]=0，即m=1或m²+（1-λ²）m+1=0．討論方程m²+（1-λ²）m+1=0的根的情形，即可得到滿足條件的三角形的個數(shù)．
解答：解：（Ⅰ）設(shè)P（x，y）、A（x，0）、B（0，y），則
，
由此及得，
即；
（Ⅱ）當(dāng)a=1+λ時，曲線C的方程為．
依題意，直線l₁和l₂均不可能與坐標(biāo)軸平行，故不妨設(shè)直線l₁：x=my+1（m＞0），直線，從而有．
同理，有．
若△MNQ是等腰三角形，則|MN|=|MQ|，由此可得（m-1）[m²+（1-λ²）m+1]=0，即m=1或m²+（1-λ²）m+1=0．
下面討論方程m²+（1-λ²）m+1=0的根的情形（△=（λ²+1）（λ²-3））：
①若，則△＜0，方程沒有實根；
②若，則△=0，方程有兩個相等的實根m=1；
③若，則△＞0，方程有兩個相異的正實根，且均不等于1（因為1²+（1-λ²）•1+1=3-λ²≠0）．
綜上所述，△MNQ能是等腰三角形：當(dāng)時，這樣的三角形有且僅有一個；當(dāng)時，這樣的三角形有且僅有三個．
點評：本題考查的重點是軌跡方程，考查分類討論的數(shù)學(xué)思想，解題的關(guān)鍵是將直線方程與曲線方程聯(lián)立，利用方程根的討論，確定滿足條件的三角形的個數(shù)．