(22)(本题 15 分)已知曲线 C 是到点 P (-…——2008 高考数学第 22 题答案解析

2008_浙江卷 (2008·文)

2008 浙江 第 22 题 解答题 区分题
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(22)(本题 15 分)已知曲线 $C$ 是到点 $P\left(-\frac{1}{2}, \frac{3}{8}\right)$ 和到直线 $y=-\frac{5}{8}$ 距离相等的点的轨迹,$I$ 是过点 $Q(-1,0)$ 的直线, $M$ 是 $C$ 上(不在 1 上)的动点;$A , B$ 在 1 上, $M A \perp l, M B \perp x$

轴(如图)。
(I)求曲线 $C$ 的方程;
(II)求出直线 $l$ 的方程,使得 $\frac{|Q B|^{2}}{|Q A|}$ 为常数。

参考答案本题主要考查求曲线轨迹方程,两条直线的位置关系等基础知识,考查解析几何的基本思想方法和综合解题能力。满分 15 分。 (I)解:设 $N(x, y)$ 为 $C$ 上的点,则 $|N P|=\sqrt{\left(x+\frac{1}{2}\right)^{2}+\left(y-\frac{3}{8}\right)^{2}}$. $N$ 到直线 $y=-\frac{5}{8}$ 的距离为 $\left|y+\frac{5}{8}\right|$ . 由题设得 $\sqrt{\left(x+\frac{1}{2}\right)^{2}+\left(y-\frac{3}{8}\right)^{2}}=\left|y+\frac{5}{8}\right|$ . 化简,得曲线 $C$ 的方程为 $y=\frac{1}{2}\left(x^{2}+x\right)$ . (II)解法一: 设 $M\left(x, \frac{x^{2}+x}{2}\right)$ ,直线 $l: y=k x+k$ ,则 $B(x, k x+k)$ ,从而 $|Q B|=\sqrt{1+k^{2}}|x+1|$. 在 Rt $\triangle Q M A$ 中,因为 $$ \begin{aligned} & |Q M|=(x+1)^{2}\left(1+\frac{x^{2}}{4}\right) \\ & |M A|=\frac{(x+1)^{2}\left(k-\frac{x}{2}\right)^{2}}{1+k^{2}} \end{aligned} $$ ![](https://cdn.mathpix.com/cropped/2fa6d5f0-a1ad-4b76-85f1-ce74ff0df525-10.jpg?height=302&width=369&top_left_y=1535&top_left_x=1372) 所以 $|Q A|^{2}=|Q M|^{2}-|A M|^{2}=\frac{(x+1)^{2}}{4\left(1+k^{2}\right)}(k x+2)^{2}$ $|Q A|=\frac{|x+1| \cdot|k x+2|}{2 \sqrt{1+k^{2}}}$, $\frac{|Q B|^{2}}{|Q A|}=\frac{2\left(1+k^{2}\right) \sqrt{1+k^{2}}}{|k|} \cdot\left|\frac{x+1}{x+\frac{2}{k}}\right|$ 当 $k=2$ 时,$\frac{|Q B|^{2}}{|Q A|}=5 \sqrt{5}$ 从而所求直线 $l$ 方程为 $2 x-y+2=0$ 解法二: 设 $M\left(x, \frac{x^{2}+\pi}{2}\right)$ ,直线直线 $l: y=k x+k$ ,则 $B(x, k x+k)$ ,从而 $|Q B|=\sqrt{1+k^{2}}|x+1|$ 过 $(-1,0)$ 垂直于 $l$ 的直线 $l_{1}: y=-\frac{1}{k}(x+1)$ , 因为 $|Q A|=|M H|$ ,所以 $|Q A|=\frac{|x+1| \cdot|k x+2|}{2 \sqrt{1+k^{2}}}$, ![](https://cdn.mathpix.com/cropped/2fa6d5f0-a1ad-4b76-85f1-ce74ff0df525-11.jpg?height=295&width=371&top_left_y=667&top_left_x=1372) $\frac{|Q B|^{2}}{|Q A|}=\frac{2\left(1+k^{2}\right) \sqrt{1+k^{2}}}{|k|} \cdot\left|\frac{x+1}{x+\frac{2}{k}}\right|$, 当 $k=2$ 时,$\frac{|Q B|^{2}}{|Q A|}=5 \sqrt{5}$ , 从而所求直线 $l$ 方程为 $2 x-y+2=0$

完整解析 · 逐步详解

答案:本题主要考查求曲线轨迹方程,两条直线的位置关系等基础知识,考查解析几何的基本思想方法和综合解题能力。满分 15 分。
(I)解:设 $N(x, y)$ 为 $C$ 上的点,则
$|N P|=\sqrt{\left(x+\frac{1}{2}\right)^{2}+\left(y-\frac{3}{8}\right)^{2}}$.
$N$ 到直线 $y=-\frac{5}{8}$ 的距离为 $\left|y+\frac{5}{8}\right|$ .
由题设得 $\sqrt{\left(x+\frac{1}{2}\right)^{2}+\left(y-\frac{3}{8}\right)^{2}}=\left|y+\frac{5}{8}\right|$ .
化简,得曲线 $C$ 的方程为 $y=\frac{1}{2}\left(x^{2}+x\right)$ .
(II)解法一:
设 $M\left(x, \frac{x^{2}+x}{2}\right)$ ,直线 $l: y=k x+k$ ,则 $B(x, k x+k)$ ,从而
$|Q B|=\sqrt{1+k^{2}}|x+1|$.
在 Rt $\triangle Q M A$ 中,因为

$$ \begin{aligned} & |Q M|=(x+1)^{2}\left(1+\frac{x^{2}}{4}\right) \\ & |M A|=\frac{(x+1)^{2}\left(k-\frac{x}{2}\right)^{2}}{1+k^{2}} \end{aligned} $$

所以 $|Q A|^{2}=|Q M|^{2}-|A M|^{2}=\frac{(x+1)^{2}}{4\left(1+k^{2}\right)}(k x+2)^{2}$
$|Q A|=\frac{|x+1| \cdot|k x+2|}{2 \sqrt{1+k^{2}}}$,
$\frac{|Q B|^{2}}{|Q A|}=\frac{2\left(1+k^{2}\right) \sqrt{1+k^{2}}}{|k|} \cdot\left|\frac{x+1}{x+\frac{2}{k}}\right|$
当 $k=2$ 时,$\frac{|Q B|^{2}}{|Q A|}=5 \sqrt{5}$
从而所求直线 $l$ 方程为 $2 x-y+2=0$

解法二:
设 $M\left(x, \frac{x^{2}+\pi}{2}\right)$ ,直线直线 $l: y=k x+k$ ,则 $B(x, k x+k)$ ,从而
$|Q B|=\sqrt{1+k^{2}}|x+1|$
过 $(-1,0)$ 垂直于 $l$ 的直线 $l_{1}: y=-\frac{1}{k}(x+1)$ ,
因为 $|Q A|=|M H|$ ,所以
$|Q A|=\frac{|x+1| \cdot|k x+2|}{2 \sqrt{1+k^{2}}}$,

$\frac{|Q B|^{2}}{|Q A|}=\frac{2\left(1+k^{2}\right) \sqrt{1+k^{2}}}{|k|} \cdot\left|\frac{x+1}{x+\frac{2}{k}}\right|$,
当 $k=2$ 时,$\frac{|Q B|^{2}}{|Q A|}=5 \sqrt{5}$ ,
从而所求直线 $l$ 方程为 $2 x-y+2=0$

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