题目内容

精英家教网在平面直角坐标系xOy中,已知过点(1,
3
2
)
的椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的右焦点为F(1,0),过焦点F且与x轴不重合的直线与椭圆C交于A,B两点,点B关于坐标原点的对称点为P,直线PA,PB分别交椭圆C的右准线l于M,N两点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若点B的坐标为(
8
5
3
3
5
)
,试求直线PA的方程;
(3)记M,N两点的纵坐标分别为yM,yN,试问yM•yN是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
分析:(1)如图所示,由于过点(1,
3
2
)
的椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的右焦点为F(1,0),可得
1
a2
+
9
4b2
=1
c=1
a2=b2+c2
,解得即可.
(2)由点B的坐标为(
8
5
3
3
5
)
,点P与点B关于坐标原点对称,可得P(-
8
5
,-
3
3
5
)
.利用斜率计算公式可得kBF.即可得到直线BF的方程y=
3
(x-1)
.与椭圆的方程联立解得xA.进而得到直线PA的方程.
(3)椭圆C的右准线l为:x=
a2
c
=4.当直线AB⊥x轴时,B(1,
3
2
),A(1,-
3
2
)
,P(-1,-
3
2
)
.即可得到直线PB的方程,直线PA的方程,即可得到yM•yN.当直线AB的斜率存在时,设A(x1,y1),B(x2,y2).则P(-x2,-y2).可得直线PB的方程为:y=
y2
x2
x
,与x=4联立,解得yN=
4y2
x2
.设直线AB的方程为:y=k(x-1).直线PA的方程为:kPA=
y1+y2
x1+x2
.由
x
2
1
4
+
y
2
1
3
=1
x
2
2
4
+
y
2
2
3
=1
,两式相减得
(x1+x2)(x1-x2)
4
+
(y1+y2)(y1-y2)
3
=0.得到
3
4
+kPAkAB=0
,即kPA=-
3
4k
.得到直线PA的方程为:y+y2=-
3
4k
(x+x2)
.联立直线PA与l的方程
x=4
y+y2=-
3
4k
(x+x2)
,解得yM.进而得到yM•yN
解答:解:(1)如图所示,精英家教网∵过点(1,
3
2
)
的椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的右焦点为F(1,0),
1
a2
+
9
4b2
=1
c=1
a2=b2+c2
,解得c=1,b2=3,a2=4.
∴椭圆C的标准方程为:
x2
4
+
y2
3
=1

(2)∵点B的坐标为(
8
5
3
3
5
)
,点P与点B关于坐标原点对称.∴P(-
8
5
,-
3
3
5
)

可得kBF=
3
3
5
8
5
-1
=
3

∴直线BF的方程y=
3
(x-1)

联立
y=
3
(x-1)
x2
4
+
y2
3
=1
,化为5x2-8x=0,解得x=0或
8
5

把x=0代入直线方程可得y=-
3

∴A(0,-
3
)

kPA=
-3
3
5
+
3
-
8
5
-0
=-
3
4

∴直线PA的方程为:y=-
3
4
x-
3

(3)椭圆C的右准线l为:x=
a2
c
=4.
①当直线AB⊥x轴时,B(1,
3
2
),A(1,-
3
2
)
,P(-1,-
3
2
)

∴直线PB的方程为:y=
3
2
x
,联立
x=4
y=
3
2
x
,解得yN=6.
直线PA的方程为:y=-
3
2
,∴yM=-
3
2

∴yN•yM=6×(-
3
2
)
=-9.
②当直线AB的斜率存在时,设A(x1,y1),B(x2,y2).则P(-x2,-y2).
∴直线PB的方程为:y=
y2
x2
x
,联立
x=4
y=
y2
x2
x
,解得yN=
4y2
x2

设直线AB的方程为:y=k(x-1).
直线PA的方程为:kPA=
y1+y2
x1+x2

x
2
1
4
+
y
2
1
3
=1
x
2
2
4
+
y
2
2
3
=1

两式相减得
(x1+x2)(x1-x2)
4
+
(y1+y2)(y1-y2)
3
=0.
3
4
+kPAkAB=0
,∴kPA=-
3
4k

得到直线PA的方程为:y+y2=-
3
4k
(x+x2)

联立直线PA与l的方程
x=4
y+y2=-
3
4k
(x+x2)

解得y=-y2-
3(4+x2)
4k
=-
3(4+x2)(x2-1)
4y2
-y2
=
-[4
y
2
2
+3
x
2
2
-12+9x2]
4y2

x
2
2
4
+
y
2
2
3
=1
,∴4
y
2
2
+3
x
2
2
-12=0

yM=-
9x2
4y2

∴yM•yN=-
9x2
4y2
4y2
x2
=-9.
综上可知:yM•yN=-9,为定值.
点评:本题考查了椭圆的标准方程及其性质、直线与椭圆相交问题转化为方程联立、点与椭圆的位置关系、斜率计算公式直线的点斜式等基础知识与基本技能方法,考查了推理能力和计算能力,属于难题.
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