有直线的斜率不存在时,根据题设要求,至多有一条直线斜率不存在,故不妨设直线CA的斜率不存在,从而C(2,﹣1);仍然设DA的斜率为k2,由①知kDB=﹣
;即可得出.
【解答】证明:联立,解得,或,从而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;
从而k1?kCB=∴kCB=﹣同理kDB=﹣
; ,
?===﹣,
于是直线AD的方程为y﹣1=k2(x﹣2),直线BC的方程为y+1=﹣
(x+2);
由,解得,从而点N的坐标为
;
用k2代k1,k1代k2得点M的坐标为
.
∴kMN=
==﹣1;
即直线MN的斜率为定值﹣1;
②当CA,CB,DA,DB中,有直线的斜率不存在时, 根据题设要求,至多有一条直线斜率不存在,
故不妨设直线CA的斜率不存在,从而C(2,﹣1); 仍然设DA的斜率为k2,由①知kDB=﹣此时CA:x=2,DB:y+1=﹣
;
);
(x+2),它们交点M(2,﹣1﹣
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BC:y=﹣1,AD:y﹣1=k2(x﹣2),它们交点N(2﹣
,﹣1),
从而kMN=﹣1也成立.
综上可得:kMN=﹣1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、斜率计算公式,考查了分类讨论方法、推理能力与计算能力,属于难题.
10.已知过点(
,
)的椭圆C:
+
=1(a>b>0)的一个顶点与两焦点构成直角
三角形.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若对椭圆C右焦点的直线与椭圆C交于两点D、E,且椭圆C上样在一点G,使得(O为坐标原点),求四边形ODGE的面积. 【分析】(1)根据条件建立方程关系,求出a,b的值即可求椭圆C的方程; (2)联立直线与椭圆方程,根据求出D、E的坐标,根据
=
求出G的坐标,代入椭圆
=
即可求出直线斜率和方程,利用点到直线的距离以及弦长公式即可求四边形ODGE的面积. 【解答】解:(1)∵∴b=c,即a=即
+
b,
2
+=1(a>b>0)的一个顶点与两焦点构成直角三角形,
=1,即b=+y,
2
∵点(,)在椭圆C:+=1上,
∴b=
2
2
+y=
2
2
+()=
2
,
则a=2b=2, 即椭圆C的方程为
+y=1;
2
(2)∵b=c=1,∴椭圆C右焦点F(1,0),
的直线与椭圆C交于两点D、E,且椭圆C上样在一点G,使得设x=ky+1,D(x1,y1),E(x2,y2) 代入椭圆方程
2
2
=(O为坐标原点),
+y=1得
2
+y=1
2
即(k+2)y+2ky﹣1=0,
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则y1=,y2=
,
则x1=ky1+1=
,
x2=ky2+1=
,
则x1+x2=设G(x,y), 则由
=
得
,y1+y2=
,
=+
=(x1+x2,y1+y2)=(
,),
G在椭圆上,代入椭圆得则()+(
2
)=1,
2
即
在直线方程为x=原点到直线x﹣
,即y+1,
=1,即k+2=4,即k=2,得k=
22
(舍掉﹣).
y﹣1=0的距离d==,
而DE=,则四边形ODGE的面积S=2××=.
【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、向量的坐标运算性质,根据条件,利用待定系数法求出直线方程是解决本题的关键.综合性较强,运算量较大,难度比较大.
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11.(2005?福建)已知方向向量为v=(1,)的直线l过点(0,﹣2)和椭圆C:+=1
(a>b>0)的焦点,且椭圆C的中心关于直线l的对称点在椭圆C的右准线上. (Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)是否存在过点E(﹣2,0)的直线m交椭圆C于点M、N,满足
?
=
.cot∠MON≠0
(O为原点).若存在,求直线m的方程;若不存在,请说明理由.
【分析】(I)解法一:直线l:y=
x﹣2
,过原点垂直l的直线方程为y=﹣
x,这两
个方程联立可知x=.再由椭圆中心(0,0)关于直线l的对称点在椭圆C的右准线上,可知
=3.由此可以求出椭圆C的方程.
解法二:直线l:y=x﹣3.设原点关于直线l对称点为(p,q),则
解得p=3.由椭圆中心(0,0)关于直线l的对称点在椭圆C的右准线上,知=3.由此
能够推出椭圆C的方程. (II)解:设M(x1,y1),N(x2,y2).当直线m不垂直x轴时,直线m:y=k(x+2)代入
+
=1,整理得(3k+1)x+12kx+12k﹣6=0,再由根与系数的关系和点到直线 的
2
2
2
2
距离求解. 【解答】解:(I)解法一:直线l:y=过原点垂直l的直线方程为y=﹣解①②得x=.
x﹣2,①
x,②
∵椭圆中心(0,0)关于直线l的对称点在椭圆C的右准线上,∴
2
2
=2×=3.
∵直线l过椭圆焦点,∴该焦点坐标为(2,0).∴c=2,a=6,b=2.故椭圆C的方程为+
=1③
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解法二:直线l:y=x﹣3.
设原点关于直线l对称点为(p,q),则解得p=3.
∵椭圆中心(0,0)关于直线l的对称点在椭圆C的右准线上,∴
2
2
=3.
∵直线l过椭圆焦点,∴该焦点坐标为(2,0).∴c=2,a=6,b=2.故椭圆C的方程为+
(II)解:设M(x1,y1),N(x2,y2).
当直线m不垂直x轴时,直线m:y=k(x+2)代入③,
2222
整理得(3k+1)x+12kx+12k﹣6=0, ∴x1+x2=﹣
,x1?x2=
,
=1③
|MN|===
,
点O到直线MN的距离d=.
∵∴|即4
?|?||k|
=cot∠MON,即||sin∠MON=4
=
|?||cos∠MON=
.∴|MN|?d=
,
≠0,
,∴S△OMN=
2
(3k+1), .
. x﹣
,或x=﹣2.
整理得k=,∴k=±
2
当直线m垂直x轴时,也满足S△OMN=故直线m的方程为y=经检验上述直线均满足所以所求直线方程为y=
x+?x+
,或y=﹣≠0.
,或y=﹣
x﹣,或x=﹣2.
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