设P(x1,y1),Q(x2,y2),∵M(0,1),F(1,0),故kPQ?1, 于是设直线l为
3x2?4mx?2m2?2?0
?y?x?my?x?m,由?2得,2?x?2y?2∵MP?FQ?0?x1(x2?1)?y2(y1?1) 又yi?xi?m(i?1,2) 得x1(x2?1)?(x2?m)(x1?m?1)?0 即
2x1x2?(x1?x2)(m?1)?m2?m?0 由韦达定理得 2m2?24m2??(m?1)?m2?m?0
33解得m??或m?1(舍) 经检验m??符合条件.
点石成金:垂心的特点是垂心与顶点的连线垂直对边,然后转化为两向量乘积为零.
例7、已知椭圆E的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过
?3?A(?2,0)、B(2,0)、C?1,?三点. ?2?4343(Ⅰ)求椭圆E的方程:
(Ⅱ)若点D为椭圆E上不同于A、B的任意一点,F(?1,0),H(1,0),当ΔDFH内切圆的面积最大时,求ΔDFH内心的坐标;
思维流程: (Ⅰ) 得 到 m ,nm ,n 解出
由椭圆经过A、B、C三点 设方程为mx2?ny2?1 的方程
(Ⅱ) 由 ? DFH 内切圆面积最大 转化为 ? DFH 面积最大 转化为点 D 的纵坐标的绝对值最大最大 D为椭圆短轴端点
解题过程: (Ⅰ)设椭圆方程为mx2?ny2?1?m?0,n?0?,将
3A(?2,0)、B(2,0)、C(1,)代入椭圆E的方程,得
2得出D点坐标为?0,??DFH面积最大值为3 S?DFH1??周长?r内切圆 2r内切圆?3 3???3?? 3???4m?1,11x2y2?解得m?,n?.∴椭圆E的方程??1 . ?94343m?n?1??4
(Ⅱ)|FH|?2,设ΔDFH边上的高为S?DFH??2?h?h
当点D在椭圆的上顶点时,h最大为3,所以S?DFH的最大值为3. 设ΔDFH的内切圆的半径为R,因为ΔDFH的周长为定值6.所以,
S?DFH?1R?6 212 所以R的最大值为3.所以内切圆圆心的坐标为(0,3)33. 12点石成金:S?的内切圆???的周长?r?的内切圆
0)及椭圆x2?3y2?5,过点C的动直线与椭圆例8、已知定点C(?1,相交于A,B两点.
(Ⅰ)若线段AB中点的横坐标是?,求直线AB的方程; (Ⅱ)在x轴上是否存在点M,使MA?MB为常数?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由. 思维流程:
(Ⅰ)解:依题意,直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为y?k(x?1), 将y?k(x?1)代入x2?3y2?5, 消去y整理得
B(x2,y2), 设A(x1,y1),12(3k2?1)x2?6k2x?3k2?5?0.
???36k4?4(3k2?1)(3k2?5)?0, (1) ?则? 6k2?x1?x2??2. (2)3k?1?1x1?x23k21??2??,解得由线段AB中点的横坐标是?, 得
223k?12k??33,符合题意。
所以直线AB的方程为 x?3y?1?0,或 x?3y?1?0. (Ⅱ)解:假设在x轴上存在点M(m,0),使MA?MB为常数.
① 当直线AB与x轴不垂直时,由(Ⅰ)知
6k23k2?5x1?x2??2, x1x2?2. (3)
3k?13k?1所以MA?MB?(x1?m)(x2?m)?y1y2?(x1?m)(x2?m)?k2(x1?1)(x2?1) ?(k2?1)x1x2?(k2?m)(x1?x2)?k2?m2.将(3)代入,整理得
114(2m?)(3k2?1)?2m?(6m?1)k?533?m2MA?MB??m2?223k?13k?1216m?14?m2?2m??. 233(3k?1)注意到MA?MB是与k无关的常数, 从而有6m?14?0,m??, 此时
4MA?MB?.
973② 当直线AB与x轴垂直时,此时点A,B的坐标分别为
742??2??m??MA?MB?. ,当时, 亦有?1,、?1,?????393??3??? 综上,在x轴上存在定点M??,0??,使MA?MB为常数.
?7?3114(2m?)(3k2?1)?2m?(6m?1)k?5233?m2 点石成金:MA?MB??m?3k2?13k2?12 ?m2?2m??16m?14.
33(3k2?1)例9、已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,长轴长是短轴长的2倍且经过点M(2,1),平行于OM的直线l在y轴上的截距为m(m≠0),l交椭圆于A、B两个不同点。 (Ⅰ)求椭圆的方程; (Ⅱ)求m的取值范围;
(Ⅲ)求证直线MA、MB与x轴始终围成一个等腰三角形.
思维流程:
x2y2解:(1)设椭圆方程为2?2?1(a?b?0)
ab?a?2b2?x2y2??a?8则?41解得?2 ∴椭圆方程为??1
82??1?b?2??22b?a(Ⅱ)∵直线l平行于OM,且在y轴上的截距为m 又KOM= ?l的方程为:y?x?m
1?y?x?m??由?222?x2?2mx?2m2?4?0 ?x?y?1?2?81212∵直线l与椭圆交于
A、B两个不同点,
???(2m)2?4(2m2?4)?0,解得?2?m?2,且m?0(Ⅲ)设直线MA、MB的斜率分别为k1,k2,只需证明k1+k2=0即可
设A(x1,y1),B(x2,y2),且x1?x2??2m,x1x2?2m2?4 则k1?y1?1y?1 ,k2?2x1?2x2?2由x2?2mx?2m2?4?0可得
x1?x2??2m,x1x2?2m2?4
而k1?k2?y1?1y2?1(y1?1)?(x2?2)?(y2?1)(x1?2) ??x1?2x2?2(x1?2)(x2?2)