(2)设P(﹣2,t),M(x1,y1),N(x2,y2),线段MN的中点Q(x0,y0),F(﹣1,0).直线MN的斜率为0时,不满足题意.设直线MN的方程为:my=x+1,m=0时,MN⊥x轴,
22
可得△PMN不是等边三角形,舍去.m≠0时.与椭圆方程联立化为:(m+2)y﹣2my﹣1=0.利
23
用根与系数的关系及其中点坐标公式,及其PQ⊥MN,可得:t(m+2)=3m+2m.再利用|PQ|=
|MN|化简即可得出.
【解答】解:(1)把x=﹣c代入椭圆方程可得:,解得y=,
∴|MN|==(2+
,∴△AMN的面积a),与
2
2
2
==
.
×(a+c),化为:2b(a+c)
2
,a=b+c联立解得:c=b=1,
=1.
∴椭圆的标准方程为:
(2)设P(﹣2,t),M(x1,y1),N(x2,y2),线段MN的中点Q(x0,y0),F(﹣1,0). 直线MN的斜率为0时,不满足题意. 设直线MN的方程为:my=x+1, m=0时,MN⊥x轴, |MN|=m≠0时.
2
2
=,点F到直线x=﹣2的距离d=1,△PMN不是等边三角形,舍去.
联立,化为:(m+2)y﹣2my﹣1=0.
∴y1+y2=,y1y2=
.
∴y0=
=
,x0=my0﹣1=
.
∵PQ⊥MN,∴×=﹣1,化为:t(m+2)=3m+2m.
23
|PQ|==.
|MN|==.
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又|PQ|=|MN|,∴
2
=×
2
,
化为:(tm+1)(2+m)=
2
3
(1+m)
2
.
.
与t(m+2)=3m+2m联立可得:m=,解得m=
∴直线MN的方程为:±y+=0.
【点评】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、直线与椭圆相交弦长问题、一元二次的根与系数的关系、斜率计算公式、等边三角形的性质,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
7.已知椭圆C:
=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,过点F1的直线l交椭
圆于A、B两点,|AB|的最小值为3,且△ABF2的周长为8. (Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)点A关于x轴的对称点为A′,直线A′B交x轴于点M,求△ABM面积的取值范围. 【分析】(I)把x=﹣c代入椭圆的方程可得:解得y=最小值
=3.根据△ABF2的周长为8,可得4a=8.又
.当AB⊥x轴时,弦长|AB|取得
,联立解出即可得出.
(II)设A(x1,y1),B(x2,y2),A′(x1,﹣y1).直线AB的方程为my=x+1,与椭圆方
22
程联立化为:(3m+4)y﹣6my﹣9=0,利用根与系数的关系可得:|AB|=
,直线A′B的方程为:y+y1=
=(x
﹣x1),令y=0,可得:xM=
=﹣4.M(﹣4,0).利用点到直线的距离公式可
得:点M到直线AB的距离d,利用S△ABM=与最值、不等式的性质即可得出.
【解答】解:(I)把x=﹣c代入椭圆的方程可得:y=
2
及其利用导数研究函数的单调性极值
,解得y=.
当AB⊥x轴时,弦长|AB|取得最小值∵△ABF2的周长为8,∴4a=8. 又
,联立解得a=2,b=
=3.
,c=1.
∴椭圆的方程为:=1.
(II)设A(x1,y1),B(x2,y2),A′(x1,﹣y1).
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直线AB的方程为my=x+1,
2
2
联立,化为:(3m+4)y﹣6my﹣9=0,
∴y1+y2=,y1y2=
.
|AB|==
直线A′B的方程为:y+y1==(x﹣x1),
令y=0,可得:xM=∴M(﹣4,0). 点M到直线AB的距离d=
==﹣1=﹣4.
=.
∴S△ABM=
=×=18×=.(m>
2
0). 令
>1,g(t)=3t+,g′(t)=3﹣
=
>0,因此函数g(t)在(1,+∞)
上单调递增,∴g(t)>4. ∴S△ABM∈
.
.
∴△ABM面积的取值范围是
【点评】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、一元二次方程的根与系数的关系、弦长公式、
点到直线的距离公式、不等式的性质、利用导数研究函数的单调性极值与最值,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
8.已知椭圆E:
+
=1(a>b>0)的焦距为2
,其上下顶点分别为C1,C2,点A(1,
0),B(3,2),AC1⊥AC2. (1)求椭圆E的方程及离心率;
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(2)点P的坐标为(m,n)(m≠3),过点A任意作直线l与椭圆E相交于点M,N两点,设直线MB,BP,NB的斜率依次成等差数列,探究m,n之间是否满足某种数量关系,若是,请给出m,n的关系式,并证明;若不是,请说明理由. 【分析】(1)由AC1⊥AC2,可得
?
=1﹣b=0,又2c=2
2
,a=b+c,即可得出.
222
(2)m,n之间满足数量关系m=n+1.下面给出证明:①当取M,N时,根据斜率计算公式、及其直线MB,BP,NB的斜率依次成等差数列即可证明.
②当直线MN的斜率不为0时,设直线MN的方程为:ty+1=x.M(x1,y1),N(x2,y2).与
22
椭圆方程联立化为:(t+3)y+2ty﹣2=0,根据斜率计算公式、及其直线MB,BP,NB的斜率依次成等差数列、根与系数的关系化简即可证明.
【解答】解:(1)∵AC1⊥AC2,C1(0,b),C2(0,﹣b),A(1,0), ∴∵2c=2
?
=1﹣b=0,∴b=1. ,解得c=
,∴a=b+c=3. =1. .
2
2
2
2
2
∴椭圆E的方程为离心率e==
=
(2)m,n之间满足数量关系m=n+1.下面给出证明: ①当取M
,N
时,kMB=
=,kBP=
+
,kNB=
,
∵直线MB,BP,NB的斜率依次成等差数列,∴2×,化为:m=n+1.
②当直线MN的斜率不为0时,设直线MN的方程为:ty+1=x.M(x1,y1),N(x2,y2). 联立
,化为:(t+3)y+2ty﹣2=0,
2
2
∴y1+y2=,y1y2=
.
kMB=,kBP=,kNB=
,
∵直线MB,BP,NB的斜率依次成等差数列, ∴2×
=
+
,
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由于
+
=
=
=2,
∴=1,化为:m=n+1.
【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、斜率计算公式、等差数列的性质,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
9.如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆E的方程为
+
=1,直线l:y=x与椭圆E
相交于A,B两点,C,D是椭圆E上异于A,B两点,且直线AC,BD相交于点M,直线AD,BC相交于点N,求证:直线MN的斜率为定值.
【分析】联立,解得A(2,1),B(﹣2,﹣1).①当CA,CB,DA,DB斜
率都存在时,设直线CA,DA的斜率分别为k1,k2,C(x0,y0),显然k1≠k2;可得:k1?kCB=﹣,kCB=﹣的方程为y+1=﹣
;同理kDB=﹣
,于是直线AD的方程为y﹣1=k2(x﹣2),直线BC
(x+2);联立解得:点N的坐标为
;用k2代k1,k1代k2得点M的坐标.可
得kMN=
=﹣1;即直线MN的斜率为定值﹣1;②当CA,CB,DA,DB中,
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