(2)若斜率为k的直线l与点C的轨迹交于不同两点P、Q,且满足|AP→|=|AQ→ |,试求k的取值范围。
拿过签字笔跟纸就演算了起来: 解:(1)设C(x,y),则Gx3,y3.
∵GM→=λAB→,(λ∈R),∴GM∥AB.
∵点M是三角形的外心,∴M点在x轴上,即Mx3,0.
又∵|MA→|=|MC→|,
∴ x32+(0+1)2= x3-x2+y2,
整理,得x23+y2=1,(x≠0),即为曲线C的方程.
(2)①当k=0时,l和椭圆C有不同两交点P、Q,根据椭圆对称性有|AP→|=|AQ→|.
②当k≠0时,可设l的方程为y=kx+m,
联立方程组y=kx+m,x23+y2=1,消去y,
整理,得(1+3k2)x2+6kmx+3(m2-1)=0.(*)
∵直线l和椭圆C交于不同两点,
∴Δ=(6km)2-4(1+3k2)×(m2-1)>0,
即1+3k2-m2>0.(**)
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1,x2是方程(*)的两相异实根,
于是有x1+x2=-6km1+3k2.
则PQ的中点N(x0,y0)的坐标是
x0=x1+x22=-3km1+3k2,y0=kx0+m=m1+3k2,
即N-3km1+3k2,m1+3k2,
又∵|AP→|=|AQ→|,∴AN→⊥PQ→,
∴k•kAN=k•m1+3k2+1-3km1+3k2=-1,∴m=1+3k22.
将m=1+3k22代入(**)式,得1+3k2-1+3k222>0(k≠0),
即k2<1,得k∈(-1,0)∪(0,1).
综合①②得,k的取值范围是(-1,1).