题目内容
已知椭圆C:
(a>b>0)的左、右焦点分别为F1和F2,下顶点为A,直线AF1与椭圆的另一个交点为B,△ABF2的周长为8,直线AF1被圆O:x2+y2=b2截得的弦长为3.
(I)求椭圆C的方程;
(II)若过点P(1,3)的动直线l与圆O相交于不同的两点C,D,在线段CD上取一点Q满足:
.求证:点Q总在某定直线上.
(I)解:∵△ABF2的周长为8,∴4a=8,∴a=2
∵F1(-c,0),A(0,-b),∴直线AF1的方程为
,即bx+cy+bc=0
∵直线AF1被圆O:x2+y2=b2截得的弦长为3,O到直线AF1的距离d=
=
.
∴
∴b2c2+9=4b2
∵c2=4-b2,∴b2=3
∴椭圆C的方程为
;
(II)证明:设C(x1,y1),D(x2,y2),Q(x,y),
∵
,∴(1-x1,3-y1)=-λ(x2-1,y2-3)
∴
,即
同理
(1)×(3),得
=(1-λ2)x(5)
(2)×(4),得
=3(1-λ2)y(6)
(5)+(6),得
=(1-λ2)(x+3y)
∵C,D在圆O上,∴
∴3(1-λ2)=(1-λ2)(x+3y)
∵λ≠±1,∴x+3y=3
∴点Q总在定直线x+3y-3=0上.
分析:(I)利用△ABF2的周长为8,可求a的值,确定直线AF1的方程,利用直线AF1被圆O:x2+y2=b2截得的弦长为3,即可确定几何量,从而可得椭圆C的方程;
(II)设C(x1,y1),D(x2,y2),Q(x,y),利用
且λ≠±1,结合C、D在圆O上,即可证得结论.
点评:本题考查椭圆的标准方程,考查向量知识的运用,考查学生的探究能力,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
∵F1(-c,0),A(0,-b),∴直线AF1的方程为
∵直线AF1被圆O:x2+y2=b2截得的弦长为3,O到直线AF1的距离d=
∴
∴b2c2+9=4b2
∵c2=4-b2,∴b2=3
∴椭圆C的方程为
(II)证明:设C(x1,y1),D(x2,y2),Q(x,y),
∵
∴
同理
(1)×(3),得
(2)×(4),得
(5)+(6),得
∵C,D在圆O上,∴
∴3(1-λ2)=(1-λ2)(x+3y)
∵λ≠±1,∴x+3y=3
∴点Q总在定直线x+3y-3=0上.
分析:(I)利用△ABF2的周长为8,可求a的值,确定直线AF1的方程,利用直线AF1被圆O:x2+y2=b2截得的弦长为3,即可确定几何量,从而可得椭圆C的方程;
(II)设C(x1,y1),D(x2,y2),Q(x,y),利用
点评:本题考查椭圆的标准方程,考查向量知识的运用,考查学生的探究能力,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
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