题目内容
(本小题满分13分)
已知椭圆
:![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712069508.gif)
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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712240197.gif)
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
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712053196.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712069508.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712084442.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712100145.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712131247.gif)
(Ⅰ) 求椭圆
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712053196.gif)
(Ⅱ) 过点
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712162319.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712178197.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712194227.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712209185.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712053196.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712240197.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712256202.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712272193.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712209185.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712240197.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712256202.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712272193.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712272193.gif)
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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712537595.gif)
所以![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712568804.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712599968.gif)
……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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712662283.gif)
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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712786618.gif)
设点A、B的坐标为
,则
……10分
因为
,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231827128801383.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712896824.gif)
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
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712365209.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712381710.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712396258.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712412232.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712443470.gif)
(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
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712459405.gif)
将它代入椭圆方程,并整理,得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712474613.gif)
设点A、B的坐标分别为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712490531.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712506911.gif)
因为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712521739.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712537595.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712568804.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712599968.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712615955.gif)
当且仅当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712630424.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712646896.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712662283.gif)
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
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712677374.gif)
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
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712693378.gif)
若直线l垂直于y轴,则以AB为直径的圆是
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712708545.gif)
由
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712724742.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712740425.gif)
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
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712677374.gif)
过点T(0,1); 当直线l的斜率存在,设直线方程为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712459405.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712786618.gif)
设点A、B的坐标为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712818539.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712506911.gif)
因为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712864681.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231827128801383.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712896824.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823182712927403.gif)
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
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
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