(I)求顶点A的轨迹方程;
(II) 设顶点A的轨迹与直线y=kx+m相交于不同的两点M、N,如果存在过点P(0,-
)的直线l,使得点M、N关于l对称,求实数m的取值范围.在线课程解:(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)由
消去y整理得(3+4k2)x2+8kmx+4(m2-3)=0.∴△=(8km)2-4(3+4k2)×4(m2-3)>0,
整理得:4k2>m2-3.①
令M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=-
,设MN的中点P(x0,y0),则
,
,…(7分)i)当k=0时,由题知,m∈(-
,0)
.…(8分)ii)当k≠0时,直线l方程为
,由P(x0,y0)在直线l上,得
,∴2m=3+4k2.②把②式代入①中可得2m-3>m2-3,解得0<m<2.
又由②得2m-3=4k2>0,解得m>
.∴
.验证:当(-2,0)在y=kx+m上时,得m=2k代入②得4k2-4k+3=0,k无解,即y=kx+m不会过椭圆左顶点.
同理可验证y=kx+m不过右顶点.
∴m的取值范围为(
,2).…(11分)综上,当k=0时,m的取值范围为(-
,0)
;当k≠0时,m的取值范围为(
,2).…(12分)分析:(I)由B(-1,0),C(1,0),且b,a,c成等差数列,可得|AC|+|AB|=4(定值),利用椭圆定义,可得顶点A的轨迹方程;
(II)由
消去y整理,利用韦达定理表示出中点坐标,再分类讨论,利用点M、N关于l对称,即可求实数m的取值范围.点评:本题考查椭圆的定义与标准方程,考查对称性,考查直线与椭圆的位置关系,正确表示中点坐标是关键.