题目内容
(13分)已知椭圆C:(a>b>0)的两个焦点分别为F1(﹣1,0),F2(1,0),且椭圆C经过点.
(I)求椭圆C的离心率:
(II)设过点A(0,2)的直线l与椭圆C交于M,N两点,点Q是线段MN上的点,且,求点Q的轨迹方程.
【答案】
(I)(II)点Q的轨迹方程为10(y﹣2)2﹣3x2=18,其中x∈(﹣,),y∈(,2﹣)
【解析】(I)∵椭圆C:(a>b>0)的两个焦点分别为F1(﹣1,0),F2(1,0),且椭圆C经过点.
∴c=1,2a=PF1+PF2==2,即a=
∴椭圆的离心率e===…4分
(II)由(I)知,椭圆C的方程为,设点Q的坐标为(x,y)
(1)当直线l与x轴垂直时,直线l与椭圆C交于(0,1)、(0,﹣1)两点,此时点Q的坐标为(0,2﹣)
(2)当直线l与x轴不垂直时,可设其方程为y=kx+2,
因为M,N在直线l上,可设点M,N的坐标分别为(x1,kx1+2),(x2,kx2+2),则
,,又|AQ|2=(1+k2)x2,
∴,即=…①
将y=kx+2代入中,得(2k2+1)x2+8kx+6=0…②
由△=(8k)2﹣24(2k2+1)>0,得k2>
由②知x1+x2=,x1x2=,代入①中化简得x2=…③
因为点Q在直线y=kx+2上,所以k=,代入③中并化简得10(y﹣2)2﹣3x2=18
由③及k2>可知0<x<,即x∈(﹣,0)∪(0,)
由题意,Q(x,y)在椭圆C内,所以﹣1≤y≤1,
又由10(y﹣2)2﹣3x2=18得(y﹣2)2∈[,)且﹣1≤y≤1,则y∈(,2﹣)
所以,点Q的轨迹方程为10(y﹣2)2﹣3x2=18,其中x∈(﹣,),y∈(,2﹣)…13分
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