Question

已知向量

OA

=(2， 0)，  

OC

=

AB

=(0，  1)，動(dòng)點(diǎn)M（x，y）到直線y=1的距離等于d，并且滿足

OM

 • 

AM

=k(

CM

 • 

BM

-d2)（其中O是坐標(biāo)原點(diǎn)，k∈R）．
（1）求動(dòng)點(diǎn)M的軌跡方程，并說明軌跡是什么曲線；
（2）當(dāng)k=

1

2

時(shí)，求|

OM

+2

AM

|的取值范圍．

Answer 1

分析：（1）先設(shè)出M的坐標(biāo)并求出A（2，0），B（2，1），C（0，1），把各點(diǎn)的坐標(biāo)以及動(dòng)點(diǎn)M到定直線y=1的距離等于d代入

OM

•

AM

=k(

CM

•

BM

-d2)，整理即可求出動(dòng)點(diǎn)M的軌跡方程為（1-k）（x²-2x）+y²=0，再分情況得出曲線類型；
（2）先利用（1）的結(jié)論得出：0≤x≤2，y²=

1

2

-

1

2

(x-1)2，再把 |

OM

+2

AM

|整理為

9

2

(x-

5

3

)2+

7

2

，利用二次函數(shù)在閉區(qū)間上的最值求即可求出 |

OM

+2

AM

|的最大值和最小值，從而得到|

OM

+2

AM

|的取值范圍．

解答：解：（1）∵O為原點(diǎn)，且

OA

=(2，  0)，  

OC

=

AB

=(0，  1)
∴A（2，0），B（2，1），C（0，1）（1分）
∴

OM

=(x，y)，  

AM

=(x-2，y)，  

BM

=(x-2，y-1)，

CM

=(x，y-1)，d= |y-1|（2分）
又

OM

 • 

AM

=k(

CM

 • 

BM

-d2)
∴x（x-2）+y²=k[x（x-2）+（y-1）²-（y-1）²]⇒x²-2x+y²=k（x²-2x）⇒（1-k）x²+2（k-1）x+y²=0（5分）
1）當(dāng)k=1時(shí)，y=0，動(dòng)點(diǎn)軌跡是一條直線；
2）當(dāng)k≠1時(shí)，(x-1)2+

y2

1-k

=14）
①若1-k=1⇒k=0時(shí)，（x-1）²+y²=1動(dòng)點(diǎn)軌跡是一個(gè)圓；
②若

1-k＞0 1-k≠0

⇒k＜1 且 k≠0時(shí)，動(dòng)點(diǎn)軌跡是橢圓；
③若1-k＜0⇒k＞1時(shí)，動(dòng)點(diǎn)軌跡是雙曲線．（9分）
（2）當(dāng)k=

1

2

時(shí)，M軌跡方程為（x-1）²+2y²=1
∴y2=

1

2

-

1

2

(x-1)2（10分）
∴t= |

OM

+2

AM

| = |(x，y)+2(x-2，y)| = |(3x-4，  3y)|=

(3x-4)2+9y2

=

(3x-4)2+9 [ 1 2 - 1 2 (x-1)2]

=

9 2 (x- 5 3 )2+ 7 2

（12分）
又（x-1）²+2y²=1⇒（x-1）²≤1⇒0≤x≤2
∴當(dāng) x=

5

3

時(shí)，tmin=

7 2

=

14

2

當(dāng) x=0時(shí)，t_max=4
∴|

OM

+2

AM

|的取值范圍是[

14

2

，4]．（14分）

點(diǎn)評(píng)：本題以向量為載體，綜合考查了軌跡方程的求法以及向量與圓錐曲線的綜合問題和分類討論思想的應(yīng)用，是對(duì)知識(shí)的綜合考查，屬于難題．