题目内容
【题目】已知椭圆 的左,右焦点分别为F1 , F2 , 过F1任作一条与两坐标轴都不垂直的直线,与C交于A,B两点,且△ABF2的周长为8.当直线AB的斜率为
时,AF2与x轴垂直. (I)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)在x轴上是否存在定点M,总能使MF1平分∠AMB?说明理由.
【答案】解:(I)由椭圆的定义可知△ABF2的周长4a=8,则a=2,
由直线AB的斜率为 时,AF2与x轴垂直,则tan∠AF1F2=
=
=
,
则b2=3c,由b2=a2﹣c2=4﹣c2,
则b= ,c=1,
∴椭圆的标准方程为: ;
(Ⅱ)方法一:假设存在点(m,0),使MF1平分∠AMB,
由直线l的斜率显然存在,设直线l方程y=k(x+1),(k≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),
由 ,整理得:(3+4k2)x2+8k2x+4k2﹣12=1,
∴x1+x2=﹣ ,x1x2=
,
假设存在m,由x轴平分∠AMB可得,kMA+kMB=0,
即 +
=0,
k(x1+1)(x2﹣m)+k(x2+1)(x1﹣m)=0,
∴2x1x2﹣(m﹣1)(x1+x2)﹣2m=0,
∴8k2﹣24+8k2m﹣8k2﹣6m﹣8mk2=0,
解得:m=﹣4.
故存在点M(﹣4,0),使MF1平分∠AMB.
方法二:假设存在点(m,0),使MF1平分∠AMB,
由(I)可知:F1(﹣1,0),设直线AB为x=ty﹣1,(t≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),
则 ,(3t2+4)y2﹣6ty﹣9=0,
则y1+y2= ,y1y2=﹣
,
假设存在(m,0),由MF1平分∠AMB可得,kMA+kMB=0,
∴ +
=0,即y1(x1﹣m)+y2(x1﹣m)=0,
即y1(ty2﹣1)+y2(ty1﹣1)﹣m(y1+y2)=0,
∴2ty1y2﹣(1+m)(y1+y2)=0,
2t×(﹣ )﹣(1﹣m)(
)=0,则1+m=﹣3,
解得:m=﹣4,
故存在点M(﹣4,0),使MF1平分∠AMB
【解析】(I)由题意可知:4a=8,则a=2,由题意可知:tan∠AF1F2= =
=
,即可求得b的值,求得椭圆方程;(Ⅱ)方法一:假设存在点(m,0),使MF1平分∠AMB,设直线l方程y=k(x+1),代入椭圆方程,利用韦达定理及直线的斜率公式可知:kMA+kMB=0,即可求得m的值;方法二:设直线AB为x=ty﹣1,代入椭圆方程,由韦达定理及直线的斜率公式可知:kMA+kMB=0,即可求得m的值.
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