Question

在△ABC中，顶点A，B，C所对三边分别是a，b，c．已知B（-1，0），C（1，0），且b，a，c成等差数列．
（I）求顶点A的轨迹方程；
（II）设直线l过点B且与点A的轨迹相交于不同的两点M、N如果满足|+|=|-|，求l的方程．

Answer 1

【答案】分析：（I）根据B（-1，0），C（1，0），且b，a，c成等差数列，可得b+c=4，即|AC|+|AB|=4，由椭圆定义知，顶点A的轨迹是以B、C为焦点的椭圆（除去左右顶点），从而可得椭圆的方程；
（II）由|+|=|-|，可得•=0，设M（x₁，y₁），N（x₂，y₂），可得x₁x₂-（x₁+x₂）+1+y₁y₂=0，分类讨论：①直线l的斜率存在时，设直线方程为y=k（x+1）代入椭圆方程，整理利用韦达定理，可求k的值，从而可得直线的方程；②当直线l的斜率不存在时，l的方程为x=-1，M（-1，），N（-1，-），•≠0，从而可得结论．
解答：解：（I）由题知得b+c=4，即|AC|+|AB|=4（定值）．
由椭圆定义知，顶点A的轨迹是以B、C为焦点的椭圆（除去左右顶点），且其长半轴长为2，半焦距为1，
于是短半轴长为．
∴顶点A的轨迹方程为．    …（4分）
（II）∵|+|=|-|，
∴|+|²=|-|²，展开得•=0，
设M（x₁，y₁），N（x₂，y₂），于是=（x₁-1，y₁），=（x₂-1，y₂），
∴（x₁-1，y₁）•（x₂-1，y₂）=0，即（x₁-1）（x₂-1）+y₁y₂=0，
整理得  x₁x₂-（x₁+x₂）+1+y₁y₂=0． （*）…（6分）
①直线l的斜率存在时，设直线方程为y=k（x+1）代入椭圆方程，消去y整理得（3+4k²）x²+8k²x+4k²-12=0，
则x₁+x₂=，x₁x₂=．
由（*）式得x₁x₂-（x₁+x₂）+1+k²（x₁+1）（x₂+1）=0，
即（1+k²）x₁x₂+（k²-1）（x₁+x₂）+k²+1=0，
∴（1+k²）×+（k²-1）×+k²+1=0，
整理得=0，解得k=±．
∴直线l的方程为y=x+，或y=-x-．…（10分）
②当直线l的斜率不存在时，l的方程为x=-1，M（-1，），N（-1，-），
∴•=（-2，）•（-2，-）=4-3=1≠0，∴不满足题意．
综上所述，直线l的方程为y=x+，或y=-x-．…（12分）
点评：本题考查椭圆的标准方程，考查直线与椭圆的位置关系，考查向量知识的运用，考查分类讨论的数学思想，属于中档题