Question

設(shè)x₁、x₂∈R，規(guī)定運(yùn)算“*”：x₁*x₂=（x₁+x₂）²+（x₁-x₂）²．
（Ⅰ）若x≥0，a＞0，求動(dòng)點(diǎn)P（x，）的軌跡c；
（Ⅱ）設(shè)P（x，y）是平面內(nèi)任意一點(diǎn)，定義：d₁（p）=，d₂（p）=，問(wèn)在（Ⅰ）中的軌跡c上是否存在兩點(diǎn)A₁、A₂，使之滿足d₁（A_i）=）（i=1、2），若存在，求出a的范圍．

Answer 1

【答案】分析：（I）由題中“*”運(yùn)算的定義，得動(dòng)點(diǎn)P（x，）滿足，得y²=2（a²+x²），化簡(jiǎn)即得所求軌跡c是焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線，在第一象限內(nèi)的一部分；
（II）根據(jù)題意，化簡(jiǎn)得且d₂（p）=|x-a|，假設(shè)存在兩點(diǎn)A₁、A₂滿足題設(shè)的條件，y²=2（a²+x²）消去y得關(guān)于x的一元二次方程：（3-a）x²+2a²x+2a²-a³=0，此方程有兩個(gè)非負(fù)的實(shí)數(shù)根．由此結(jié)合根的判別式與韋達(dá)定理，建立關(guān)于a的不等式組并解之，即可得到實(shí)數(shù)a的取值范圍．
解答：解：（Ⅰ）∵
∴當(dāng)x≥0時(shí)，設(shè)P（x，y），則，
∴y²=2（a²+x²）（y＞0）化簡(jiǎn)得（x≥0，y＞0），
所求軌跡c是實(shí)半軸長(zhǎng)為、虛半軸長(zhǎng)為a，焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線，
在第一象限內(nèi)的一部分（包括上頂點(diǎn)）…6′
（Ⅱ），．
假設(shè)存在兩點(diǎn)A₁、A₂，使得（i=1、2），即．
∴x²+y²=a•（x-a）²，
又∵y²=2（a²+x²），∴x²+2（a²+x²）=a•（x-a）²，
即（3-a）x²+2a²x+2a²-a³=0有兩非負(fù)實(shí)數(shù)根．…10′
∴
故當(dāng)a＞3時(shí)，存在適合條件的兩點(diǎn)．…13′．
點(diǎn)評(píng)：本題給出新定義，求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程并依此討論滿足指定條件的點(diǎn)的存在性．著重考查了一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系、根的判別式和圓錐曲線的定義與性質(zhì)等知識(shí)，屬于中檔題．