题目内容
【题目】如图,已知椭圆C: (a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,若椭圆C经过点(0,
),离心率为
,直线l过点F2与椭圆C交于A、B两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若点N为△F1AF2的内心(三角形三条内角平分线的交点),求△F1NF2与△F1AF2面积的比值;
(3)设点A,F2,B在直线x=4上的射影依次为点D,G, E.连结AE,BD,试问当直线l的倾斜角变化时,直线AE与BD是否相交于定点T?若是,请求出定点T的坐标;若不是,请说明理由.
【答案】(1) (2)
(3)见解析.
【解析】分析:(1)由题可得b=,
=
,结合椭圆
可得椭圆方程;(2)因为点N为△F1AF2的内心,所以点N为△F1AF2的内切圆的圆心,然后结合内切圆的半径表示三角形的面积可得面积比值;(3)分直线斜率不存在和斜率存在时两种情况进行讨论,连立方程结合韦达定理求出AE方程得到定点再验证其在BD上即可得到结论.
解:(1)由题意,b=,又因为
=
,所以
=
,解得a=2,
所以椭圆C的方程为+
=1.
(2)因为点N为△F1AF2的内心,
所以点N为△F1AF2的内切圆的圆心,设该圆的半径为r.
则=
=
=
=
.
(3)若直线l的斜率不存在时,四边形ABED是矩形,
此时AE与BD交于F2G的中点(,0),
下面证明:当直线l的倾斜角变化时,直线AE与BD相交于定点T(,0).
设直线l的方程为y=k(x-1),
化简得(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0,
因为直线l经过椭圆C内的点(1,0),所以△>0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=,x1x2=
.
由题意,D(4,y1),E(4,y2),
直线AE的方程为y-y2= (x-4),
令x=,此时y=y2+
×(
-4)=
=
=
=
=
==
=0,
所以点T(,0)在直线AE上,
同理可证,点T(,0)在直线BD上.
所以当直线l的倾斜角变化时,直线AE与BD相交于定点T(,0).
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