题目内容

【题目】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
(1)求椭圆C的离心率:
(2)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】
(1)解:∵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= = =


(2)解:由(1)知,椭圆C的方程为 ,设点Q的坐标为(x,y)

(I)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±

(II)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<x2 ,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﹣ ]

综上得,点Q的轨迹方程为10(y﹣2)2﹣3x2=18,其中x∈(﹣ ),y∈[ ,2﹣ ]


【解析】(1)由题设条件结合椭圆的性质直接求出a,c的值,即可得到椭圆的离心率;(2)由题设过点A(0,2)的直线l与椭圆C交于M,N两点,可设出直线的方程与椭圆的方程联立,由于两曲线交于两点,故判断式大于0且可利用根与系数的关系建立M,N两点的坐标与直线的斜率k的等量关系,然后再设出点Q的坐标,用两点M,N的坐标表示出 ,再综合计算即可求得点Q的轨迹方程.

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