Question

如圖，梯形ABCD的底邊AB在y軸上，原點O為AB的中點，M為CD的中點.

（1）求點M的軌跡方程；
（2）過M作AB的垂線，垂足為N，若存在正常數(shù)，使，且P點到A、B 的距離和為定值，求點P的軌跡E的方程；
（3）過的直線與軌跡E交于P、Q兩點，求面積的最大值．

Answer 1

（1）（2）（3）

試題分析：（1）求動點軌跡方程的步驟，一是設(shè)動點坐標(biāo)M(x, y)，二是列出動點滿足的條件，三是化簡，，四是去雜，x≠0；（2）涉及兩個動點問題，往往是通過相關(guān)點法求對應(yīng)軌跡方程，設(shè)P（x, y），則，代入M的軌跡方程有，利用橢圓定義解出相關(guān)點法也叫轉(zhuǎn)移法，即將未知轉(zhuǎn)移到已知，用未知點坐標(biāo)表示已知點坐標(biāo)，是一種化歸思想，（3）直線與橢圓位置關(guān)系，一般先分析其幾何性，再用代數(shù)進(jìn)行刻畫.本題中的三角形可分解為兩個同底三角形，底長都為，所以三角形面積最大值決定于高，即橫坐標(biāo)差的絕對值，這可結(jié)合韋達(dá)定理進(jìn)行列式分析
試題解析：解：（1）設(shè)點M的坐標(biāo)為M(x, y)(x≠0)，則 
又由AC⊥BD有，即，
∴x2+y2=1（x≠0）.                        （4分）
（2）設(shè)P（x, y），則，代入M的軌跡方程有
即，∴P的軌跡為橢圓（除去長軸的兩個端點）.
要P到A、B的距離之和為定值，則以A、B為焦點，故.
∴ 從而所求P的軌跡方程為.          9分
（3）易知l的斜率存在，設(shè)方程為聯(lián)立9x2+y2=1，有
設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2)，則
令，則且
，
所以當(dāng)，即也即時，面積取最大值，最大值為．  12分