问题标题:
设椭圆方程为(x^2)+(y^2)/4=1,过点M(0,1)的直线l交椭圆于A、B;O是坐标原点,点P满足OP→=1/2(OA→+OB→),点N坐标为(1/2,1/2),当l绕M旋转时,求:(1)P的轨迹方程(2)|NP→|的最小值与最大值(向量的符号
问题描述:

设椭圆方程为(x^2)+(y^2)/4=1,过点M(0,1)的直线l交椭圆于A、B;O是坐标原点,点P满足OP→=1/2(OA→+OB→),点N坐标为(1/2,1/2),当l绕M旋转时,求:

(1)P的轨迹方程

(2)|NP→|的最小值与最大值

(向量的符号打不出来,在字母后面加了个箭头来表示向量)

沈琳琳回答:
  (1).   直线L过M(0,1)   当直线L⊥x轴时:OA+OB=0,则OP=0,则P点为原点(0,0)   当直线L不垂直x轴时:设L斜率为k,则直线L方程为:y=kx+1   联立椭圆4x²+y²=4和直线y=kx+1,得:   4x²+k²x²+1+2kx=4,即(k²+4)x²+2kx-3=0   则x1+x2=-2k/(k²+4)   则y1+y2=(kx1+1)+(kx2+1)=k(x1+x2)+2=-2k²/(k²+4)+2=8/(k²+4)   OA=(x1,y1),OB=(x2,y2),则OA+OB=(x1+x2,y1+y2)=(-2k/(k²+4),8/(k²+4))   则OP=1/2(OA+OB)=(-k/(k²+4),4/(k²+4))   即P点坐标为(-k/(k²+4),4/(k²+4))   令x=-k/(k²+4),y=4/(k²+4)   得:4x²+y²-y=0,即x²/(1/4)²+(y-1/2)²/(1/2)²=1   此方程为中心在(0,1/2),长轴为1,短轴为1/2,交点在y轴的椭圆   动点P的轨迹方程为x²/(1/4)²+(y-1/2)²/(1/2)²=1   (2).   P点轨迹的参数方程为:x=1/4cosθ,y=1/2+1/2sinθ   则|PN|²=(x-1/2)²+(y-1/2)²   =(1/4cosθ-1/2)²+(1/2sinθ)²   =1/16cos²θ+1/4-1/4cosθ+1/4-1/4cos²θ(此处利用了sin²θ=1-cos²θ)   =-3/16cos²θ-1/4cosθ+1/2   =-3/16(cos²θ+4/3cosθ)+1/2   =-3/16(cosθ+2/3)²+7/12   ∵cosθ∈[-1,1]   则cosθ+2/3∈[-1/3,5/3]   则(cosθ+2/3)²∈[0,25/9]   则-3/16(cosθ+2/3)²∈[-25/48,0]   则-3/16(cosθ+2/3)²+7/12∈[1/16,7/12]   即|PN|²∈[1/16,7/12]   则|PN|∈[1/4,√21/6]   即|NP|的最大值为√21/6,最小值为1/4
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