已知橢圓Γ:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,長(zhǎng)軸長(zhǎng)為4,A,B是Γ上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)AF2垂直于x軸時(shí),△ABF2的周長(zhǎng)為4+13.
(1)求Γ的方程;
(2)已知Γ的離心率e<22,直線AF2與Γ交于點(diǎn)M(異于點(diǎn)A),直線BF2與Γ交于點(diǎn)N(異于點(diǎn)B),證明:直線MN過(guò)定點(diǎn).
x
2
a
2
+
y
2
b
2
=
1
(
a
>
b
>
0
)
4
+
13
e
<
2
2
【答案】(1)=1,或+y2=1;
(2)證明:由(1)得橢圓Γ的方程為=1,
①當(dāng)A、B是橢圓Γ的左右頂點(diǎn)時(shí),則直線MN與x軸重合;
②當(dāng)A、B是橢圓Γ的上下頂點(diǎn)時(shí),則A(0,),B(0,-),F(xiàn)1(-1,0),F(xiàn)2(1,0),
∴直線AF2的方程為y=-x+,聯(lián)立直線AF2與橢圓Γ的方程得
,整理得5x2-8x=0,解得x=0或x=,
∴當(dāng)x=時(shí),y=-,即M(,-),
同理可得直線BF2的方程為y=x-,聯(lián)立直線BF2與橢圓Γ的方程得5x2-8x=0,解得x=0或x=,
∴當(dāng)x=時(shí),y=,即M(,),此時(shí)直線MN的方程為x=;
③當(dāng)A、B不是橢圓Γ的頂點(diǎn)時(shí),設(shè)直線MN的方程為x=my+n(m≠0),M(x1,y1),N(x2,y2),
聯(lián)立直線MN與橢圓Γ的方程得
,整理得(3m2+4)y2+6mny+3n2-12=0
∴Δ=(6mn)2-4(3m2+4)(3n2-12)=144m2-48n2+192>0,且y1+y2=-,y1?y2=,
設(shè)直線AF2的方程為x=k1y+1,且k1=,A(xA,yA),M(x1,y1),
聯(lián)立直線AF2與橢圓Γ的方程得
,整理得(3+4)y2+6k1y-9=0,此時(shí)Δ=36+36(3+4)=144+144>0,
∴y1yA=,則yA=-①,
同理設(shè)直線BF2的方程為x=k2y+1,且k2=,B(-xA,-yA),
聯(lián)立直線BF2與橢圓Γ的方程得
,整理得(3+4)y2+6k2y-9=0,此時(shí)Δ=36+36(3+4)=144+144>0,
∴-yA?y2=,則yA=②,
由①②得-=,即(3+4)y1+(3+4)y2=0,
∴3?y1+3?y2+4(y1+y2)=0,
又3?y1+3?y2=3[()2?y1+()2?y2]=3[+]=3[m2(y1+y2)+4m(n-1)+(n-1)2?],
∴3m2(y1+y2)+12m(n-1)+3(n-1)2?+4(y1+y2)=0③,
將y1+y2=-,y1?y2=代入③得(3m2+4)?(-)+12m(n-1)+3(n-1)2?=0,即m(5n-8)=0,
∵m≠0,∴n=,即直線MN的方程為x=my+,則恒過(guò)定點(diǎn)(,0),
對(duì)于①:此時(shí)直線MN經(jīng)過(guò)定點(diǎn)(,0),符合題意,對(duì)于②:直線MN經(jīng)過(guò)定點(diǎn)(,0),
綜上所述,直線MN過(guò)定點(diǎn)(,0).
x
2
4
+
y
2
3
x
2
4
(2)證明:由(1)得橢圓Γ的方程為
x
2
4
+
y
2
3
①當(dāng)A、B是橢圓Γ的左右頂點(diǎn)時(shí),則直線MN與x軸重合;
②當(dāng)A、B是橢圓Γ的上下頂點(diǎn)時(shí),則A(0,
3
3
∴直線AF2的方程為y=-
3
3
x 2 4 + y 2 3 = 1 |
y = - 3 x + 3 |
8
5
∴當(dāng)x=
8
5
3
3
5
8
5
3
3
5
同理可得直線BF2的方程為y=
3
3
8
5
∴當(dāng)x=
8
5
3
3
5
8
5
3
3
5
8
5
③當(dāng)A、B不是橢圓Γ的頂點(diǎn)時(shí),設(shè)直線MN的方程為x=my+n(m≠0),M(x1,y1),N(x2,y2),
聯(lián)立直線MN與橢圓Γ的方程得
x 2 4 + y 2 3 = 1 |
x = my + n |
∴Δ=(6mn)2-4(3m2+4)(3n2-12)=144m2-48n2+192>0,且y1+y2=-
6
mn
3
m
2
+
4
3
n
2
-
12
3
m
2
+
4
設(shè)直線AF2的方程為x=k1y+1,且k1=
x
1
-
1
y
1
聯(lián)立直線AF2與橢圓Γ的方程得
x 2 4 + y 2 3 = 1 |
x = k 1 y + 1 |
k
2
1
k
2
1
k
2
1
k
2
1
∴y1yA=
-
9
3
k
2
1
+
4
9
(
3
k
2
1
+
4
)
y
1
同理設(shè)直線BF2的方程為x=k2y+1,且k2=
x
2
-
1
y
2
聯(lián)立直線BF2與橢圓Γ的方程得
x 2 4 + y 2 3 = 1 |
x = k 2 y + 1 |
k
2
2
k
2
2
k
2
2
k
2
2
∴-yA?y2=
-
9
3
k
2
2
+
4
9
(
3
k
2
2
+
4
)
y
2
由①②得-
9
(
3
k
2
1
+
4
)
y
1
9
(
3
k
2
2
+
4
)
y
2
k
2
1
k
2
2
∴3
k
2
1
k
2
2
又3
k
2
1
k
2
2
x
1
-
1
y
1
x
2
-
1
y
2
(
m
y
1
+
n
-
1
)
2
y
1
(
m
y
2
+
n
-
1
)
2
y
2
y
1
+
y
2
y
1
?
y
2
∴3m2(y1+y2)+12m(n-1)+3(n-1)2?
y
1
+
y
2
y
1
?
y
2
將y1+y2=-
6
mn
3
m
2
+
4
3
n
2
-
12
3
m
2
+
4
6
mn
3
m
2
+
4
-
6
mn
3
n
2
-
12
∵m≠0,∴n=
8
5
8
5
8
5
對(duì)于①:此時(shí)直線MN經(jīng)過(guò)定點(diǎn)(
8
5
8
5
綜上所述,直線MN過(guò)定點(diǎn)(
8
5
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:144引用:4難度:0.4
相似題
-
1.已知橢圓C:
=1(a>b>0)的一個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為A(0,-1),離心率為x2a2+y2b2.32
(Ⅰ)求橢圓C的方程;
(Ⅱ)若直線y=k(x-1)(k≠0)與橢圓C交于不同的兩點(diǎn)P,Q,線段PQ的中點(diǎn)為M,點(diǎn)B(1,0),求證:點(diǎn)M不在以AB為直徑的圓上.發(fā)布:2024/12/29 12:30:1組卷:370引用:4難度:0.5 -
2.設(shè)橢圓
+x2a2=1(a>b>0)的右頂點(diǎn)為A,上頂點(diǎn)為B.已知橢圓的離心率為y2b2,|AB|=53.13
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)設(shè)直線l:y=kx(k<0)與橢圓交于P,Q兩點(diǎn),直線l與直線AB交于點(diǎn)M,且點(diǎn)P,M均在第四象限.若△BPM的面積是△BPQ面積的2倍,求k的值.發(fā)布:2024/12/29 12:30:1組卷:4528引用:26難度:0.3 -
3.如果橢圓
的弦被點(diǎn)(4,2)平分,則這條弦所在的直線方程是( )x236+y29=1發(fā)布:2024/12/18 3:30:1組卷:456引用:3難度:0.6