题目内容
(本题满分18分)第(1)小题满分4分,第(2)小题满分8分,第(3)小题满分6分。
定义:由椭圆的两个焦点和短轴的一个顶点组成的三角形称为该椭圆的“特征三角形”。如果两个椭圆的“特征三角形”是相似的,则称这两个椭圆是“相似椭圆”,并将三角形的相似比称为椭圆的相似比。已知椭圆。
若椭圆,判断与是否相似?如果相似,求出与的相似比;如果不相似,请说明理由;
写出与椭圆相似且短半轴长为的椭圆的方程;若在椭圆上存在两点、关于直线对称,求实数的取值范围?
如图:直线与两个“相似椭圆”和分别交于点和点,证明:
解:(1)椭圆与相似。-------------------2分
因为椭圆的特征三角形是腰长为4,底边长为的等腰三角形,而椭圆的特征三角形是腰长为2,底边长为的等腰三角形,因此两个等腰三角形相似,且相似比为-------------------4分
(2)椭圆的方程为:-------------------6分
设,点,中点为,
则,所以-------------------8分
则 -------------------9分
因为中点在直线上,所以有,-------------------10分
即直线的方程为:,
由题意可知,直线与椭圆有两个不同的交点,
即方程有两个不同的实数解,
所以,即-------------------12分
(3)证明:
①直线与轴垂直时,易得线段AB与CD的中点重合,所以;-------------------14分
②直线不与轴垂直时,设直线的方程为:,,
线段AB的中点,
-------------------15分
线段AB的中点为-------------------16分
同理可得线段CD的中点为,-------------------17分
即线段AB与CD的中点重合,所以-------------------18分