题目内容

已知直线l:x=my+1过椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
的右焦点F,抛物线x2=4
3
y
的焦点为椭圆C的上顶点,且直线l交椭圆C于A,B两点,点A,F,B在直线x=4上的射影依次为点D,K,E.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线l交y轴于点M,且
MA
=λ1
AF
,
MB
=λ2
BF
,当m变化时,证明:λ1+λ2=-
8
3
;
(3)连接AE,BD,试探索当m变化时,直线AE与BD是否相交于定点?若是,求出定点的坐标,并给出证明;否则,请说明理由.
分析:(1)由题设条件能够求出c、b=,从而求出椭圆C的方程;
(2)直线l与椭圆联立方程组,由根与系数的关系,结合
MA
=λ1
AF
,
MB
=λ2
BF
,即可证得结论;
(3)由题设条件证明点N(
5
2
,0)在既直线AE上,又在直线BD上,即可得到结论.
解答:(1)解:椭圆右焦点F(1,0),∴c=1,
抛物线x2=4
3
y
的焦点坐标(0,
3
),∴b=
3

∴b2=3
∴a2=b2+c2=4
∴椭圆C:
x2
4
+
y2
3
=1
…(3分)
(2)证明:由题意,m≠0,M(0,-
1
m
)
,设A(x1,y1),B(x2,y2)
由
x=my+1
x2
4
+
y2
3
=1
⇒(3m2+4)y2+6my-9=0
,∴△=(6m)2+36(3m2+4)=144(m2+1)>0
∴y1+y2=-
6m
3m2+4
,y1•y2=-
9
3m2+4
…(6分)
又由
MA
=λ1
AF
,
MB
=λ2
BF
得:λ1=-1-
1
my1
,λ2=-1-
1
my2

∴λ1+λ2=-2-
1
m
•
y1+y2
y1•y2
=-
8
3
…(8分)
(3)解:m=0时,得N(
5
2
,0),猜想:m变化时,直线AE与BD相交于定点N(
5
2
,0),
由(2)知A(x1,y1),B(x2,y2)于是 D(4,y1),E(4,y2),
先证直线AE过定点N:直线AE的方程为:y-y2=
y2-y1
4-x1
(x-4)

当x=
5
2
时y=y2+
y2-y1
4-x1
(
5
2
-4)=
3(y2+y1)-2my1y2
2(4-x1)
=
3×
-6m
3m2+4
-2m•
-9
3m2+4
2(4-x1)
=0

所以,点N在直线AE上,同理可得点N在直线BD上.
即m变化时,直线AE与BD相交于定点N(
5
2
,0)…(13分)
点评:本题是椭圆的综合应用题,有一定的难度.考查椭圆的标准方程,直线与椭圆的位置关系以及直线和直线之间的关系等基础知识,考查推理论证能力,运算求解能力.
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