题目内容
(如图)过椭圆
+
=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
+y2=1的“左特征点”M的坐标.
(2)试根据(1)中的结论猜测:椭圆
+
=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.
x2 |
a2 |
y2 |
b2 |
(1)求椭圆
x2 |
5 |
(2)试根据(1)中的结论猜测:椭圆
x2 |
a2 |
y2 |
b2 |
分析:(1)设M(m,0)为椭圆
+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
+y2=1,得(k2+5)y2-4ky-1=0,由∠AMB被x轴平分,kAM+kBM=0,即
+
=0整理可求.
(2)对于椭圆
+y2=1,a=
,b=1,c=2,结合椭圆的性质特征可猜想:椭圆
+
=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.
x2 |
5 |
x2 |
5 |
y1 |
x1-m |
y2 |
x2-m |
(2)对于椭圆
x2 |
5 |
5 |
x2 |
a2 |
y2 |
b2 |
解答:解:(1)设M(m,0)为椭圆
+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
+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=
,y1y2=-
由于,∠AMB被x轴平分,kAM+kBM=0,即
+
=0y1(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(-
)-
(m+2)=
=0
因为k≠0,所以1+2(m+2)=0,即m=-
M=(-
,0)
(2)对于椭圆
+y2=1,a=
,b=1,c=2,-
=-
于是猜想:椭圆
+
=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:
=
,即
=
由于AC∥FM∥BD,所以
=
于是
=
,即
=
所以,∠AMC=∠BMD⇒∠AMF=∠BMF
则MF为∠AMB的平分线
故M为椭圆的“左特征点”.
x2 |
5 |
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 |
即(k2+5)y2-4ky-1=0,设A(x1,y1),B(x2,y2)得y1+y2=
4k |
k2+5 |
1 |
k2+5 |
由于,∠AMB被x轴平分,kAM+kBM=0,即
y1 |
x1-m |
y2 |
x2-m |
所以,2ky1y2-(y1+y2)(m+2)=0
于是,2k(-
1 |
k2+5 |
4k |
k2+5 |
-2k[1+2(m+2)] |
k2+5 |
因为k≠0,所以1+2(m+2)=0,即m=-
5 |
2 |
5 |
2 |
(2)对于椭圆
x2 |
5 |
5 |
a2 |
c |
5 |
2 |
于是猜想:椭圆
x2 |
a2 |
y2 |
b2 |
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| |
|AF| |
|BF| |
|AC| |
|BD| |
由于AC∥FM∥BD,所以
|AF| |
|BF| |
|CM| |
|DM| |
于是
|AC| |
|BD| |
|CM| |
|DM| |
|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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