题目内容

已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0),其短轴长为2,长半轴长a=
3
0
1dx,直线l与x轴正半轴和y轴分别交于点Q、P,与椭圆分别交于点M,N各点均不重合且满足
PM
1
MQ
PN
2
NQ

(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)求证:λ12=-3是直线l过定点(1,0)的充分条件.
考点:直线与圆锥曲线的综合问题
专题:综合题,圆锥曲线的定义、性质与方程
分析:(Ⅰ)由椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0),其短轴长为2,推导出b=1,由长半轴长a=
3
0
1dx,求出z,由此能求出椭圆的方程.
(Ⅱ)由题意设P(0,m),Q(x0,0),M(x1,y1),N(x2,y2),设l方程为x=t(y-m),由已知条件推导出λ1=
m
y1
-1
,λ2=
m
y2
-1,由λ12=-3,可得y1y2+m(y1+y2)=0,直线方程与椭圆方程联立,利用韦达定理,由此能证明直线l过定点并能求出此定点.
解答: (Ⅰ)解:∵椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0),其短轴长为2,
∴b=1,
∵长半轴长a=
3
0
1dx,
∴a=x
|
3
0
=3
∴椭圆的方程为
x2
3
+y2=1

(Ⅱ)证明:由题意设P(0,m),Q(x0,0),M(x1,y1),N(x2,y2),
设l方程为x=t(y-m),
PM
1
MQ
,知(x1,y1-m)=λ1(x0-x1,-y1
∴y1-m=-y1λ1,由题意λ1≠0,∴λ1=
m
y1
-1

同理由
PN
2
NQ
知,λ2=
m
y2
-1,
∵λ12=-3,∴y1y2+m(y1+y2)=0(*),(8分)
联立
x2+3y2=3
x=t(y-m)
,得(t2+3)y2-2mt2y+t2m2-3=0,
∴需△=4m2t4-4(t2+3)(t2m2-3)>0(**)
且有y1+y2=
2m2
t2+3
,y1y2=
t2m2-3
t2+3
(***),(10分)
(***)代入(*)得t2m2-3+m•2mt2=0,∴(mt)2=1,
由题意mt<0,∴mt=-1(满足(**)),(12分)
得l方程为x=ty+1,过定点(1,0),即(1,0)为定点.
∴λ12=-3是直线l过定点(1,0)的充分条件.
点评:本题考查椭圆方程的求法,考查直线过定点的证明,解题时要认真审题,注意向量知识和等价转化思想的合理运用.
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