题目内容

【题目】已知椭圆E: + =1(a>b>0)经过点(﹣1, ),其离心率e=
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)设动直线l:y=kx+m与椭圆C相切,切点为T,且l与直线x=﹣4相交于点S.
试问:在x轴上是否存在一定点,使得以ST为直径的圆恒过该定点?若存在,求出该点的坐标;若不存在,请说明理由.

【答案】解:(Ⅰ)由点(1, )在椭圆上得,代入椭圆方程: ,①﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
椭圆的离心率e= = ,则a=2c,a2=4c2 , b2=3c2 , ②
②代入①解得c2=1,a2=4,b2=3,
故椭圆C的标准方程为
(Ⅱ)由 ,消去y,整理得(4k2+3)x2+8kmx+4m2﹣12=0;
因为动直线l与椭圆C相切,即它们有且只有一个公共点T,可设T(x0 , y0),
m≠0,△=0,∴(8km)2﹣4×(4k2+3)×(4m2﹣12)=0,
∴4k2﹣m2+3=0,③﹣﹣﹣﹣
此时,x0= =﹣ =﹣ ,y0=kx0+m= ,则T(﹣ ).由 ,得S(4,4k+m).假设平面内存在定点满足条件,不妨设为点A.
由图形对称性知,点A必在x轴上.设A(x1 , 0),则由已知条件知AS⊥AT,
=0对满足③式的m,k恒成立.由 =(4﹣x1 , 4k+m), =(﹣ ﹣x1 ),由 =0得:﹣ + ﹣4x1+x12+ +3=0,
整理得(4x1﹣4) +x12﹣4x1+3=0,④由②式对满足①式的m,k恒成立,则 ,解得x1=1.
故平面内存在定点(1,0),使得以ST为直径的圆恒过该定点.
【解析】(Ⅰ)由题意可知:将点代入椭圆方程,利用椭圆的离心率公式即可求得a和b的值,即可求得椭圆方程;(Ⅱ)将直线方程代入椭圆方程,由△=0,求得4k2﹣m2+3=0,利用韦达定理及中点坐标公式,求得T点坐标,联立即可求得S点坐标,由 =0,根据向量数量积的坐标运算,可得 ,即可求得A点坐标,即可求得以ST为直径的圆恒过该定点(1,0).

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