题目内容

如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆E:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的焦距为2,且过点(
2
,
6
2
)
.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若点A,B分别是椭圆E的左、右顶点,直线l经过点B且垂直于x轴,点P是椭圆上异于A,B的任意一点,直线AP交l于点M.
(ⅰ)设直线OM的斜率为k1,直线BP的斜率为k2,求证:k1k2为定值;
(ⅱ)设过点M垂直于PB的直线为m.求证:直线m过定点,并求出定点的坐标.
(1)由题意得2c=2,∴c=1,又
2
a2
+
3
2b2
=1
,a2=b2+1.
消去a可得,2b4-5b2-3=0,解得b2=3或b2=-
1
2
(舍去),则a2=4,
∴椭圆E的方程为
x2
4
+
y2
3
=1
.
(2)(ⅰ)设P(x1,y1)(y1≠0),M(2,y0),则k1=
y0
2
,k2=
y1
x1-2
,
∵A,P,M三点共线,∴y0=
4y1
x1+2
,∴k1k2=
y0y1
2(x1-2)
=
4y12
2(
x21
-4)
,
∵P(x1,y1)在椭圆上,∴
y21
=
3
4
(4-
x21
)
,故k1k2=
4y12
2(
x21
-4)
=-
3
2
为定值.
(ⅱ)直线BP的斜率为k2=
y1
x1-2
,直线m的斜率为km=
2-x1
y1
,
则直线m的方程为y-y0=
2-x1
y1
(x-2)
,y=
2-x1
y1
(x-2)+y0=
2-x1
y1
x-
2(2-x1)
y1
+
4y1
x1+2
=
2-x1
y1
x+
2(x12-4)+4
y21
(x1+2)y1
=
2-x1
y1
x+
2(x12-4)+12-3
x21
(x1+2)y1
=
2-x1
y1
x+
2-x1
y1
=
2-x1
y1
(x+1)
,
即y=
2-x1
y1
(x+1)
.
所以直线m过定点(-1,0).
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