题目内容
(本小题满分14分)
已知椭圆:上的一动点到右焦点的最短距离为,且右焦点到右准线的距离等于短半轴的长.
(Ⅰ) 求椭圆的方程;
(Ⅱ) 过点(,)的动直线交椭圆于、两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点,使得无论如何转动,以为直径的圆恒过定点?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
解: (Ⅰ)设椭圆的焦距为,则由题设可知,解此方程组得
,. 所以椭圆C的方程是. ………5分
(Ⅱ)解法一:假设存在点T(u, v). 若直线l的斜率存在,设其方程为,
将它代入椭圆方程,并整理,得
设点A、B的坐标分别为,则 ……7分
因为及
所以
……10分
当且仅当恒成立时,以AB为直径的圆恒过定点T,
所以解得
此时以AB为直径的圆恒过定点T(0,1). ……12分
当直线l的斜率不存在,l与y轴重合,以AB为直径的圆为也过点T(0,1).
综上可知,在坐标平面上存在一个定点T(0,1),满足条件. ……14分
解法二:若直线l与y轴重合,则以AB为直径的圆是
若直线l垂直于y轴,则以AB为直径的圆是
由解得.
由此可知所求点T如果存在,只能是(0,1). ……8分
事实上点T(0,1)就是所求的点. 证明如下:
当直线l的斜率不存在,即直线l与y轴重合时,以AB为直径的圆为,
过点T(0,1);当直线l的斜率存在,设直线方程为,代入椭圆方程,并整理,得
设点A、B的坐标为,则 ……11分
因为,
所以,即以AB为直径的圆恒过定点T(0,1). ……13分
综上可知,在坐标平面上存在一个定点T(0,1)满足条件. ……14分
,. 所以椭圆C的方程是. ………5分
(Ⅱ)解法一:假设存在点T(u, v). 若直线l的斜率存在,设其方程为,
将它代入椭圆方程,并整理,得
设点A、B的坐标分别为,则 ……7分
因为及
所以
……10分
当且仅当恒成立时,以AB为直径的圆恒过定点T,
所以解得
此时以AB为直径的圆恒过定点T(0,1). ……12分
当直线l的斜率不存在,l与y轴重合,以AB为直径的圆为也过点T(0,1).
综上可知,在坐标平面上存在一个定点T(0,1),满足条件. ……14分
解法二:若直线l与y轴重合,则以AB为直径的圆是
若直线l垂直于y轴,则以AB为直径的圆是
由解得.
由此可知所求点T如果存在,只能是(0,1). ……8分
事实上点T(0,1)就是所求的点. 证明如下:
当直线l的斜率不存在,即直线l与y轴重合时,以AB为直径的圆为,
过点T(0,1);当直线l的斜率存在,设直线方程为,代入椭圆方程,并整理,得
设点A、B的坐标为,则 ……11分
因为,
所以,即以AB为直径的圆恒过定点T(0,1). ……13分
综上可知,在坐标平面上存在一个定点T(0,1)满足条件. ……14分
略
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