题目内容

设直线l:y=x+1与椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
相交于A、B两个不同的点,与x轴相交于点F.
(Ⅰ)证明:a2+b2>1;
(Ⅱ)若F是椭圆的一个焦点,且
AF
=2
FB
,求椭圆的方程.
证明:(Ⅰ)将y=x+1代入
x2
a2
+
y2
b2
=1
,消去x,得(a2+b2)y2-2b2y+b2(1-a2)=0①
由直线l与椭圆相交于两个不同的点,得△=4b4-4b2(a2+b2)(1-a2)=4a2b2(a2+b2-1)>0
所以a2+b2>1.
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2
由①,得y1+y2=
2b2
a2+b2
y1y2=
b2(1-a2)
a2+b2

因为
AF
=2
FB
,得y1=-2y2
所以,y1+y2=
2b2
a2
=-y2y1y2=
b2(1-a2)
a2+b2
=-2
y22

消去y2,得
b2(1-a2)
a2+b2
=-2(
2b2
a2+b2
)2

化简,得(a2+b2)(a2-1)=8b2
若F是椭圆的一个焦点,则c=1,b2=a2-1,
代入上式,解得a2=
9
2
b2=
7
2

所以,椭圆的方程为:
2x2
9
+
2y2
7
=1
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