题目内容

(如图)过椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的左焦点F任作一条与两坐标轴都不垂直的弦AB;若点M在x轴上,且使得MF为△AMB的一条内角平分线,则称点M为该椭圆的“左特征点”.
(1)求椭圆
x2
5
+y2
=1的“左特征点”M的坐标.
(2)试根据(1)中的结论猜测:椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的“左特征点”M是一个怎么样的点?并证明你的结论.
分析:(1)设M(m,0)为椭圆
x2
5
+y2=1
的左特征点,由椭圆左焦点F(-2,0),可设直线AB方程为x=ky-2(k≠0),代入
x2
5
+y2=1
,得(k2+5)y2-4ky-1=0,由∠AMB被x轴平分,kAM+kBM=0,即
y1
x1-m
+
y2
x2-m
=0
整理可求.
(2)对于椭圆
x2
5
+y2=1
a=
5
,b=1,c=2
,结合椭圆的性质特征可猜想:椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1
的左特征点是椭圆的左准线与x轴的交点,然后可以利用第二定义给与证明.
解答:解:(1)设M(m,0)为椭圆
x2
5
+y2=1
的左特征点
因为,椭圆的左焦点F(-2,0),
可设直线AB的方程为x=ky-2(k≠0)
代入
x2
5
+y2=1
,得:(ky-2)y2+5y2=5,
即(k2+5)y2-4ky-1=0,设A(x1,y1),B(x2,y2)得y1+y2=
4k
k2+5
y1y2=-
1
k2+5

由于,∠AMB被x轴平分,kAM+kBM=0,即
y1
x1-m
+
y2
x2-m
=0
y1(x2-m)+y2(x1-m)=0,即y1(ky2-2)+y2(ky1-2)-(y1+y2)m=0
所以,2ky1y2-(y1+y2)(m+2)=0
于是,2k(-
1
k2+5
)-
4k
k2+5
(m+2)=
-2k[1+2(m+2)]
k2+5
=0

因为k≠0,所以1+2(m+2)=0,即m=-
5
2
M=(-
5
2
,0)

(2)对于椭圆
x2
5
+y2=1
a=
5
,b=1,c=2
-
a2
c
=-
5
2

于是猜想:椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1
的“左特征点”是椭圆的左准线与x轴的交点
证明:设椭圆的左准线l与x轴相交于M点,过A、B分别作l的垂线,
垂足为C、D.
据椭圆的第二定义:
|AF|
|AC|
=
|BF|
|BD|
,即
|AF|
|BF|
=
|AC|
|BD|

由于AC∥FM∥BD,所以
|AF|
|BF|
=
|CM|
|DM|

于是
|AC|
|BD|
=
|CM|
|DM|
,即
|AC|
|CM|
=
|BD|
|DM|

所以,∠AMC=∠BMD⇒∠AMF=∠BMF
则MF为∠AMB的平分线
故M为椭圆的“左特征点”.
点评:本题以新定义为载体主要考查了椭圆性质的应用,直线与椭圆相交关系的处理,要注意解题中直线AB得方程设为x=ky-2(k≠0)的好处在于避免讨论直线的斜率是否存在.
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