Question

在平面直角坐標(biāo)系xOy中，點P到點F（3，0）的距離的4倍與它到直線x=2的距離的3倍之和記為d，當(dāng)P點運動時，d恒等于點P的橫坐標(biāo)與18之和

 （Ⅰ）求點P的軌跡C；

 （Ⅱ）設(shè)過點F的直線I與軌跡C相交于M，N兩點，求線段MN長度的最大值。

Answer 1

（Ⅰ）點P的軌跡C是橢圓在直線x=2的右側(cè)部分與拋物線在直線x=2的左側(cè)部分（包括它與直線x=2的交點）所組成的曲線

（Ⅱ）線段MN長度的最大值為

解析:

（Ⅰ）設(shè)點P的坐標(biāo)為（x，y），則3︳x-2︳

由題設(shè)當(dāng)x>2時，由①得

  化簡得 

當(dāng)時  由①得

  化簡得                        

故點P的軌跡C是橢圓在直線x=2的右側(cè)部分與拋物線在直線x=2的左側(cè)部分（包括它與直線x=2的交點）所組成的曲線，參見圖1

（Ⅱ）如圖2所示，易知直線x=2與，的交點都是A（2，），

B（2，），直線AF，BF的斜率分別為=，=.

當(dāng)點P在上時，由②知

.                 ④

當(dāng)點P在上時，由③知

                   ⑤

若直線l的斜率k存在，則直線l的方程為

（i）當(dāng)k≤，或k≥，即k≤-2 時，直線I與軌跡C的兩個交點M（，），N（，）都在C 上，此時由④知

∣MF∣= 6 -     ∣NF∣= 6 -

從而∣MN∣= ∣MF∣+ ∣NF∣= （6 - ）+ （6 - ）=12 - ( +)

由 得 則，是這個方程的兩根，所以+=*∣MN∣=12 - （+）=12 -

因為當(dāng)

     

當(dāng)且僅當(dāng)時，等號成立。

（2）當(dāng)時，直線L與軌跡C的兩個交點 分別在上，不妨設(shè)點在上，點上，則④⑤知，

   設(shè)直線AF與橢圓的另一交點為E

      

   所以。而點A，E都在上，且

   有（1）知

若直線的斜率不存在，則==3，此時

綜上所述，線段MN長度的最大值為