Question

在平面直角坐標(biāo)系xOy中，點(diǎn)_P到定點(diǎn)F（-1，0）的距離的兩倍和它到定直線(xiàn)x=-4的距離相等．
（Ⅰ）求點(diǎn)P的軌跡C的方程，并說(shuō)明軌跡C是什么圖形；
（Ⅱ）已知點(diǎn)Q（l，1），直線(xiàn)l：y=x+m（m∈R）和軌跡C相交于A(yíng)、B兩點(diǎn)，是否存在實(shí)數(shù)m，使△ABQ的面積S最大？若存在，求出m的值；若不存在，說(shuō)明理由．

Answer 1

分析：（I）根據(jù)直接法求軌跡方程求解；
（II）假設(shè)存在，利用直線(xiàn)與圓錐曲線(xiàn)相交弦長(zhǎng)公式，構(gòu)造三角形面積關(guān)于m的函數(shù)，利用函數(shù)求最值的方法求解即可．

解答：解：（Ⅰ）設(shè)P（x，y），根據(jù)題意，2|PF|=d．
即：2

(x+1)2+y2

=|4+x|，
平方化簡(jiǎn)得3x²+4y²=12，即

x2

4

+

y2

3

=1．
點(diǎn)P的軌跡是長(zhǎng)軸、短軸長(zhǎng)分別為4、2

3

，焦點(diǎn)在x軸上的橢圓．
（Ⅱ）設(shè)直線(xiàn)L與軌跡C的交點(diǎn)為A（x₁，y₁），B（x₂，y₂）兩點(diǎn)．
聯(lián)立方程得：

y=x+m x2 4 + y2 3 =1

⇒7x²+8mx+4m²-12=0，
x₁+x₂=-

8m

7

，x₁x₂=

4m2-12

7

，
△=64m²-4×7×4（m²-3）=48（7-m²）＞0
|AB|=

2[(x1+x2)2-4x1x2]

=

4 6

7

×

7-m2

．
點(diǎn)Q（1，1）到L：y=x+m的距離為

|m|

2

．
∴S_△=

1

2

×

4 6

7

×

7-m2

×

|m|

2

=

2 3

7

×

(7-m2)m2

≤

2 3

7

×

7-m2+m2

2

=

3

．
當(dāng)且僅當(dāng)7-m²=m²，即m=±

14

2

時(shí)，滿(mǎn)足△=48（7-m²）＞0，
∴存在實(shí)數(shù)m=±

14

2

，使△ABQ的面積S最大，最大值為

3

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查直接法求軌跡方程及直線(xiàn)與圓錐曲線(xiàn)的位置關(guān)系．存在性問(wèn)題的常見(jiàn)解法：假設(shè)存在，依據(jù)題設(shè)條件求出，說(shuō)明存在；求不出或得出明顯矛盾，說(shuō)明不存在．