题目内容

已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的离心率为
1
3
,椭圆上的点到右焦点F的最近距离为2,若椭圆C与x轴交于A、B两点,M是椭圆C上异于A、B的任意一点,直线MA交直线l:x=9于G点,直线MB交直线l于H点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)试探求以GH为直径的圆是否恒经过x轴上的定点?若经过,求出定点的坐标;若不经过,请说明理由.
分析:(1)根据椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的离心率为
1
3
,椭圆上的点到右焦点F的最近距离为2,建立方程组,求出几何量,从而可得椭圆C的方程;
(2)记直线MA、MB的斜率分别为k1、k2,设M,A,B的坐标分别为M(x0,y0),确定k1•k2=-
8
9
,进一步确定以GH为直径的圆的方程,令y=0,可得定点的坐标.
解答:解:(1)由题意得
c
a
=
1
3
a-c=2
,∴
c=1
a=3
,∴b2=a2-c2=8.
∴椭圆C的方程为:
x2
9
+
y2
8
=1
.…(4分)
(2)记直线MA、MB的斜率分别为k1、k2,设M,A,B的坐标分别为M(x0,y0),A(-3,0),B(3,0),
k1=
y0
x0+3
k2=
y0
x0-3
,∴k1k2=
y02
x
2
0
-9

∵P在椭圆上,∴
x02
9
+
y02
8
=1
,∴
y
2
0
=8(1-
x
2
0
9
)
,∴k1•k2=-
8
9

设G(9,y1)H(9,y2),则k1=kAM=
y1
12
k2=kMB=
y2
6

k1k2=
y1y2
72
,又k1•k2=-
8
9
.∴
y1y2
72
=-
8
9
,∴y1y2=-64.…(8分)
因为GH的中点为Q(9,
y1+y2
2
)
,|GH|=|y1-y2|,
所以,以GH为直径的圆的方程为:(x-9)2+(y-
y1+y2
2
)2=
(y1-y2)2
4

令y=0,得(x-9)2=-y1y2=64,
∴x=1,x=17,将两点(17,0),(1,0)代入检验恒成立.
所以,以GH为直径的圆恒过x轴上的定点(17,0),(1,0).…(12分)
点评:本题考查椭圆的标准方程与性质,考查圆的方程的确定,综合性强,属于中档题.
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