2.如图,在平面直角坐标系中,己知椭圆=1和圆x+y=4,过椭圆左顶点A的两条
22
直线分别交椭圆与圆于点B,E和点C,F,若AC⊥AF,直线BE和CF在x轴上的截距分
别为s,t,求证:s+t为定值.
【分析】设直线AB的方程为:y=k(x+2),由于AB⊥AE,可得直线AE的方程为:y=﹣(x+2).分别与椭圆方程联立可得点B,E的坐标,可得直线BE的方程,即可解得.由于AC⊥AF,可得CF必然经过原点,可得t=0. 【解答】证明:设直线AB的方程为:y=k(x+2),∵AB⊥AE,∴直线AE的方程为:y=﹣(x+2).
联立
,解得xB=,yB=
.
同理可得:xE=,yE=
.
∴直线BE的方程为:y+=,
令y=0,解得s=﹣.
∵AC⊥AF,∴CF必然经过原点,∴t=0. ∴s+t=﹣为定值.
【点评】本题考查了直线与椭圆相交问题、圆的性质、相互垂直的直线斜率之间的关系,考查了推理能力与计算能力,属于难题. 3.设椭圆
+y=1的右顶点为A,过椭圆长轴所在直线上的一个定点M(m,0)(不同于
2
A)任作一条直线与椭圆相交于P、Q两点,直线AP、AQ的斜率分别记为k1,、k2. (1)当PQ⊥x轴时,求
;
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(2)求证:k1?k2等于定值.
【分析】(1)解:当PQ⊥x轴时,﹣2<m<2,把x=m代入椭圆方程可得:
+y=1,解
2
得y.再利用数量积运算性质即可得出. (2)设直线PQ的方程为:ty=x﹣m,(﹣2≤m<2).P(x1,y1),Q(x2,y2).与椭圆方程
222
联立可得:(t+4)y+2tmy+m﹣4=0,利用斜率计算公式及其根与系数的关系代入k1?k2=
,即可证明.
【解答】(1)解:当PQ⊥x轴时,﹣2<m<2,把x=m代入椭圆方程可得:+y=1,解
2
得y=±.
不妨设P,Q.A(2,0).
则=?=(m﹣2)﹣
2
=.
(2)证明:设直线PQ的方程为:ty=x﹣m,(﹣2≤m<2).P(x1,y1),Q(x2,y2). 联立
,化为:(t+4)y+2tmy+m﹣4=0,
2
2
2
y1+y2=﹣,y1y2=
.
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k1?k2=
==
=.
由于上式与斜率无关系,因此是定值.
【点评】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、直线与椭圆相交问题、一元二次方程的根与系数的关系、向量数量积运算性质、斜率计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
4.已知椭圆C:
+
=1(a>b>0)经过点(0,1),且圆x+y=a被直线x﹣y﹣
2
2
2
=0
截得的弦长为2
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知k≠0,动直线y=k(x﹣1)与椭圆C的两个交点分别为A,B,问:在x轴上是否存在定点M,使得理由.
【分析】(1)椭圆C:
+
=1(a>b>0)经过点(0,1),代入解得b=1.由于圆x+y=a
2
2
2
2
为定值?若存在,试求出点M的坐标和定值;若不存在,请说明
被直线x﹣y﹣=0截得的弦长为2,可得2=2,解得a.即可得出.
2
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(m,0).直线方程与椭圆方程联立化为:(1+2k)x﹣4kx+2k﹣2=0,利用根与系数的关系代入+y1y2=m+
2
2
2
2
=(x1﹣m)(x2﹣m)
,令1﹣4m=﹣4,即可得出.
【解答】解:(1)∵椭圆C:
2
2
2
+=1(a>b>0)经过点(0,1),∴=1,解得b=1.
2
∵圆x+y=a被直线x﹣y﹣∴椭圆C的标准方程为
=0截得的弦长为2,∴2=1.
=2,解得a=2.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(m,0). 联立
,化为:(1+2k)x﹣4kx+2k﹣2=0,
2
2
2
2
∴x1+x2=
,x1x2=
.
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∴
2
=(x1﹣m)(x2﹣m)+y1y2
2
2
2
=(k+1)x1x2﹣(m+k)(x1+x2)+m+k =
﹣
2
+m+k=m+
222
,
令1﹣4m=﹣4,即m=时,点M
.
=m﹣2=﹣为定值.
【点评】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、直线与椭圆相交问题、一元二次方程的根与
系数的关系、向量数量积运算性质,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
5.已知椭圆C:
(a>b>0)过点(1,
),它的两个短轴端点与右焦点构成等边
三角形,点A在椭圆C上运动,点B在直线l:y=m(m>0)上,且∠AOB=90°(其中O
为原点).
(Ⅰ)求椭圆C的方程:
(Ⅱ)若点O到直线AB的距离为定值,求m的值及|AB|的最小值. 【分析】(I)由题意可得:
=1,c=
b,与a=b+c联立,解出即可得出;
2
2
2
(II)取A(2,0),则B(0,m),m>0,此时原点到直线AB的距离d=.取A(,
),同理可得:此时原点到直线AB的距离d=.利用=,m>0,
解得m=.可得直线l的方程.设B(t,),A(2cosθ,sinθ).θ=0时,可得|AB|=
x,可得:B
.θ≠0,
时,设直线AO的方程为:y=xtanθ,则OB的方程为:y=﹣(
,
).利用两点之间的距离公式可得|AB|,利用三角函数求值、基本不
等式的性质即可得出. 【解答】解:(I)由题意可得:c=
.
.
.
=1,c=
b,与a=b+c联立,解得a=2,b=1,
2
2
2
∴椭圆C的方程为:
(II)取A(2,0),则B(0,m),m>0,此时原点到直线AB的距离d=
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取A(,),直线OB的方程为:y=﹣2x,则B(,m),此时原点到直线
AB的距离d==.
∴d==,m>0,解得m=.
∴直线l的方程为:y=设B(t,θ=0时,|AB|=θ≠0,(∴|AB|=
.
),A(2cosθ,sinθ),
=
.
x,可得:B
时,设直线AO的方程为:y=xtanθ,则OB的方程为:y=﹣
,
).
=
=
,
2
令cosθ=t∈(0,1),则|AB|=≥=2,当且仅当t=时取等号.
∴|AB|的最小值为2.
【点评】本题考查了椭圆的定义标准方程及其性质、直线与椭圆相交问题、点到直线的距离公式、三角函数求值、基本不等式的性质,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
6.已知椭圆C:
+
=1(a>b>0)的右顶点为A,左焦点为F,离心率为
,过点F
的直线l交椭圆C于M、N两点,当l垂直于x轴时,△AMN的面积为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线x=﹣2上存在点P,使得△PMN为等边三角形,求直线l的方程. 【分析】(1)把x=﹣c代入椭圆方程可得:
2
,解得y,可得|MN|=
2
2
,
2
利用△AMN的面积联立解出即可得出.
=,化为:2b(a+c)=(2+a),与,a=b+c
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