题目内容
【题目】椭圆C: 的左右焦点分别是F1 , F2 , 离心率为 ,过F1且垂直于x轴的直线被椭圆C截得的线段长为1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)点P是椭圆C上除长轴端点外的任一点,连接PF1 , PF2 , 设∠F1PF2的角平分线PM交C的长轴于点M(m,0),求m的取值范围;
(3)在(2)的条件下,过点P作斜率为k的直线l,使得l与椭圆C有且只有一个公共点,设直线PF1 , PF2的斜率分别为k1 , k2 , 若k≠0,试证明 为定值,并求出这个定值.
【答案】
(1)解:把﹣c代入椭圆方程得 ,解得 ,
∵过F1且垂直于x轴的直线被椭圆C截得的线段长为1,∴ .
又 ,联立得 解得 ,
∴椭圆C的方程为
(2)解:如图所示,设|PF1|=t,|PF2|=n,
由角平分线的性质可得 ,
又t+n=2a=4,消去t得到 ,化为 ,
∵a﹣c<n<a+c,即 ,也即 ,解得 .
∴m的取值范围;
(3)证明:设P(x0,y0),
不妨设y0>0,由椭圆方程 ,
取 ,则 = ,
∴k= = .
∵ , ,
∴ = ,
∴ = =﹣8为定值.
【解析】(1)把﹣c代入椭圆方程并化简,再结合“过F1且垂直于x轴的直线被椭圆C截得的线段长为1”与离心率的值可列出方程组,解方程组即可求得椭圆的方程;(2)设|PF1|=t,|PF2|=n,利用角平分线的性质表示出t于n的比值,再利用椭圆的性质将t消去,再根据n的取值范围求得m的取值范围;(3)设出点P的坐标,椭圆方程变形为关于x的函数,再利用导函数得到切线的斜率,即可得到k1,k2,代入即可证明.
【考点精析】掌握直线的斜率和椭圆的标准方程是解答本题的根本,需要知道一条直线的倾斜角α(α≠90°)的正切值叫做这条直线的斜率,斜率常用小写字母k表示,也就是 k = tanα;椭圆标准方程焦点在x轴:,焦点在y轴:.