题目内容

如图,已知椭圆E1方程为
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
,圆E2方程为x2+y2=a2,过椭圆的左顶点A作斜率为k1直线l1与椭圆E1和圆E2分别相交于B、C.
(Ⅰ)若k1=1时,B恰好为线段AC的中点,试求椭圆E1的离心率e;
(Ⅱ)若椭圆E1的离心率e=
1
2
,F2为椭圆的右焦点,当|BA|+|BF2|=2a时,求k1的值;
(Ⅲ)设D为圆E2上不同于A的一点,直线AD的斜率为k2,当
k1
k2
=
b2
a2
时,试问直线BD是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.
(I)当k1=1时,点C在y轴上,且C(0,a),则B(-
a
2
a
2
)

由点B在椭圆上,得
(-
a
2
)2
a2
+
(
a
2
)2
b2
=1
,化为
b2
a2
=
1
3

e=
c
a
=
1-
b2
a2
=
6
3

(II)设椭圆的作焦点为F1,由椭圆的定义可知:|BF1|+|BF2|=2a,又|BA|+|BF2|=2a,
∴|BF1|=|BA|,则点B在线段AF1的垂直平分线上,
xB=-
a+c
2

e=
c
a
=
1
2
,∴c=
1
2
a
b=
3
2
a

xB=-
3
4
a
,代入椭圆方程得yB
7
4
b
=±
21
8
a

k1=
yB
xB+a
=±
21
2

(III)直线BD过定点(a,0),证明如下:
设P(a,0),B(xB,yB),则
x2B
a2
+
y2B
b2
=1
(a>b>0).
则kAD•kPB=
a2
b2
k1kPB
=
a2
b2
yB
xB+a
yB
xB-a
=
a2
b2
y2B
x2B
-a2
=
a2
b2
×(-
b2
a2
)=-1

∴PB⊥AD,又PD⊥AD,
∴三点P,B,D共线,即直线BD过定点P(a,0).
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