题目内容
(本小题满分13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.
已知椭圆





(Ⅰ) 求椭圆

(Ⅱ) 过点













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
因为
及
所以

……9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). ……11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. ……13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
……7分
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
……10分
因为
,


所以
,即以AB为直径的圆恒过定点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. ……13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


因为


所以



当且仅当

所以


此时以AB为直径的圆恒过定点T(0,1). ……11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

综上可知,在坐标平面上存在一个定点T(0,1),满足条件. ……13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


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


设点A、B的坐标为


因为



所以

综上可知,在坐标平面上存在一个定点T(0,1)满足条件. ……13分
略

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