题目内容
(本小题满分12分) 如图,已知椭圆的上顶点为,右焦点为,直线与圆相切.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)若不过点的动直线与椭圆相交于、两点,
且求证:直线过定点,并求出该定点的坐标.
解: (Ⅰ)将圆的一般方程化为标准方程 ,
圆的圆心为,半径. --------------------1分
由,得直线,即,------------2分
由直线与圆相切,得, 或(舍去). ----------3分
当时, , 故椭圆的方程为-------------------4分
(Ⅱ)(解法一)由知,从而直线与坐标轴不垂直, -------5分
由可设直线的方程为,直线的方程为. --6分
将代入椭圆的方程并整理得: ,
解得或,因此的坐标为,
即
将上式中的换成,得.
直线的方程为------------------10分
化简得直线的方程为,------------------11分
因此直线过定点.------------------12分
(解法二)若直线存在斜率,则可设直线的方程为:,代入椭圆的方程并整理得: , -------5分
由与椭圆相交于、两点,则是上述关于的方程两个不相等的实数解,从而
------6分
由得
,
整理得: 由知.
此时, 因此直线过定点. 10分
若直线不存在斜率,则可设直线的方程为:,
将代入椭圆的方程并整理得: ,
当时, ,直线与椭圆不相交于两点,这与直线与椭圆相交于、两点产生矛盾!
当时, 直线与椭圆相交于、两点,是关于的方程的两个不相等实数解,从而
但,这与产生矛盾!
因此直线过定点.-------12分
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